1 電子 音樂盒 設計方案 第 1章 緒 論 音樂盒的起源，可追溯至中世紀歐洲文藝復興時期。當時為使教會的的鐘塔報時，而將大小的鐘表上機械裝置，被稱為 “可發(fā)出聲音的組鐘 ”。 音樂盒悠揚的樂聲，經(jīng)常勾起人們對美好往事的回憶，甚至魂牽夢縈，墜入時光歲月的追憶中。 300 多年來席卷全球市場的機械音樂盒的最大魅力，也許就在于它能將抽象的音樂，凝固成具象的藝術品。成為人們表達美好情感，追思逝去歲月的最佳選擇吧！ 機械音樂盒的發(fā)展史，可追溯至 14 世紀初期，所發(fā)明掛在教堂鐘樓上的排鐘 ,這種用發(fā)條裝置來演奏的樂器， 能發(fā)出清脆如水晶般的樂聲，一度風靡荷蘭，比利時和法國北部。 1811 年以來，瑞士曾經(jīng)是這項技藝的中心，它和瑞士鐘表工業(yè)一樣，兩者相輔相成，一段時間名領風騷，稱霸全球。 音樂盒 300 多年的產(chǎn)品發(fā)展，同時也是人類文明 300 多年發(fā) 展的歷史鑒證。每個不同時期的音樂盒造型，都能折射出當時不同的社會心態(tài)和文明發(fā)展現(xiàn)狀，它也成了時代的一面鏡子。 現(xiàn)今，音樂盒的制造，延襲傳統(tǒng)，結合現(xiàn)代，正日益成為人們或為了典藏一段歲月，或為了收藏一份情感，或出于對音樂的追求，或對于舊時代的懷念，或為了居室的美化，等等，而得到眾多品 位人士的追求。 音樂盒的分類 ： 18 音， 30 音，這些是代表音樂盒機芯的音數(shù)，其實也就是機芯里面，那一排鋼條的數(shù)量，鋼條的數(shù)量越多，也就是音數(shù)越高，奏出來的音色就越豐富，曲子也就是越好聽，同時曲子的播放時間也相應長一點。一般 18 音的曲子為 25 秒左右， 30 音的曲子為 35 秒左右。 50 音的差不多有 60 秒。目前來說，一般市面上賣的 “愛麗絲 ”都是 18 音的，其次是 30 音， 50 音 。 此次設計的目的就是運用單片機來設計一套控制系統(tǒng)，來完成音樂播放的控制，并設計一套硬件來進行音調播放的實際模擬，從而有欣賞音樂的效果。 2 第 2 章 音樂盒總體設計 設計功能要求 ，驅動蜂鳴器，發(fā)出不同的音調，從而演樂曲 (內存六首樂曲 )。 3. 可通過功能鍵選擇樂曲，暫停，播放，上一曲，下一曲。 總體設計原理 通過單片機的定時器產(chǎn)生一定長度的方波，方波脈沖驅動蜂鳴器發(fā)聲。要產(chǎn)生音頻脈沖，只需算出某一音頻的周期（ 1/音頻），然后取半周期的時間定時。利用定時器計時這個半周期時間 ,每當計時到后就將輸出脈沖的 I/O 反相 ,然后重復計時此半周期時間再對 I/O 口反相 ,就可在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。如中音 率為 523周期 T=1/523=1912 微秒，因此只要令計數(shù)器定時 1912/2=956，在每計數(shù) 956 次時將 I/就可得到中音 23 當鍵盤有鍵按下時，判斷鍵值，啟動計數(shù)器 生一定頻率的脈沖，驅動蜂鳴器，放出樂曲。同時啟動定時器 示歌曲號 ，也可使彩燈長亮和閃爍。 數(shù)碼管采用共陽極數(shù)碼管，通過單片機 現(xiàn)歌曲序號的顯示；功能鍵盤采用按鍵開關，通過單片機 現(xiàn)歌曲播放順序的調換和 暫停播放功能；蜂鳴器由單片機的 現(xiàn)歌曲播放；彩燈是由普通發(fā)光二極管代替，能實現(xiàn)單色長亮和閃爍效果。 通過按下功能鍵實現(xiàn)上一首和下一首及暫停播放，同時有數(shù)碼管顯示當前播放歌曲的序號，蜂鳴器播放出音樂，當播放最后一首夜曲時還伴有彩燈閃爍。 總體設計框圖 單片機接 +5振電路產(chǎn)生單片機所需時鐘信號，通過功能鍵產(chǎn)生外部中斷，控制音樂盒的上一首和下一首曲目，再由 I/燈亮或閃爍。另外，復位電路在于營造一個程序運行的初始狀態(tài)，在程序出錯時，重新啟動 單片機工作。 3 圖 總體設計框圖 編程設置好定時時間，通過編程器寫入 片機系統(tǒng)。由 片機的定時器每秒鐘通過 控制 位信號由按鈕輸入，每按下一次，系統(tǒng)恢復原設定狀態(tài)。 電源，晶振部分，復位電路，單片機， 能鍵，蜂鳴器部分后面均有詳細介紹。電源 晶振部分 復位電路 鳴器 示 功能鍵 4 第 3 章 芯片的選擇和介紹 列單片機簡介 單片機系統(tǒng)是本監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，數(shù)據(jù)的處理以及對試驗設備的控制都由其 來完成。單片微型計算機（ 稱單片機。它是在一塊芯片內集成了計算機的組成單元，包括中央處理 隨機存儲器 只讀存儲器 定時器 /計數(shù)器以及I/O（ 主要的計算機部件。雖然單片機只是一個芯片，但它具有微機系統(tǒng)的組成和功能特征，可謂麻雀雖小五臟俱全。單片機經(jīng)歷了 4 位單片機、 8 位低檔單片機、 8位高 檔單片機、 16 位單片機等各個階段，現(xiàn)在正向高性能、高速度、高集成度、大容量多功能、低功耗、加強 I/0能力及結構兼容的 32位和雙 從 片機發(fā)展到如今的新一代單片機，大致經(jīng)歷了三代。如以 單片機為例，這三代的劃分大致如下：一代以 列單片機為代表。其主要的技術特征是將 與通用 成新型工業(yè)微控制器方面取得了成功，為單片機的進一步發(fā)展開辟了成功之路。第二代以 列的 8051、 8052單片機為代表。 位高檔單片機是在總結 80年代初推出的新產(chǎn)品。第三代是 列單片機。與 比， 但字長增加一倍，而且在其他性能方面也有很大的提高，特別是芯片內還增加了一個 4 路或 8路的 A/其具有 A/這所有的系列中 單片機的選擇 單片機型號的選擇是根據(jù)控制系統(tǒng)的目標、功能、可靠性、性價比、精度和速度等來決定的。根據(jù)本課題的實際情 況，單片機型號的選擇主要從以下兩點考慮；一是要有較強的抗干擾能力。二是要有較高的性價比。由于 51 系列在我國使用最廣，且該系列的資料和能夠兼容的外圍芯片也比較多，特別是 003年推出新一代 89S 系列單片機，其典型產(chǎn)品 片機，與 89C 系列單片機相比具有較高的性能價格比。故本系統(tǒng)采用 司生產(chǎn)的 片機作為交通燈的核心部件，該單片機是美國 性能 單片機，片內含 4可反復擦寫的只讀程序存儲器（ 128字節(jié)的隨機存取 數(shù)據(jù)存儲器（ 片內置通用 8位中央處理器 （ 儲單元，是 80增強型并且指令完全兼容， 增加的功能由特 5 殊功能寄存器完成，相信日后它將更廣泛地應用于工業(yè)控制、汽車控制、智能儀器儀表及電機控制等應用領域。 片介紹 圖 片 圖 管腳排列圖 它有 40個管腳，分成兩排，每一排各有 20個腳，其中左下角標有箭頭的為第 1腳，然后按逆時針方向依次為第 2腳、第 3腳第 40 腳，如圖 一個低功耗，高性能 位單片機，片內含 4k 可反復擦寫 1000 次的 讀程序存儲器，器件采用 司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準 令系統(tǒng)及 80腳結構，芯片內集成了通用 8位中央處理器和 能強大的微型計算機的 有如下特點： 40個引腳， 4k 內程序存儲器， 128 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ 路，片內時鐘振蕩器。 管腳說明： 電電壓 6 接地 ： 為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8電流。當 的管腳第一次寫 1時，被定義為高阻輸入。 可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 作為原碼輸入口，當 行校驗時，時 位雙向 I/管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， 被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。 在 程和校驗時， ： 為一個內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 緩沖器可接收，輸出 4 個電流，當 被寫 “1” 時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， 的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。 當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， 輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， 程和校 驗時接收高八位地址信號和控制信號。 個帶內部上拉電阻的雙向 I/接收輸出 4 個 1” 后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， 是由于上拉的緣故。 行輸入口） 行輸出口） 部中斷 0） 部中斷 1） 0（記時器 0外部輸入） 1（記時器 1外部輸入） 部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） I/O 口作為輸入口時有兩種工作方式即所謂的讀端口與讀引腳讀端口時實際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)而是把端口鎖存器的內容讀入到內部總線經(jīng)過某種運算或變換后再寫回到 7 端口鎖存器只有讀端口時才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內部總線上面圖中的兩個三角形表示的就是輸入緩沖器 然后再實行讀引腳操作否則就可能讀入出錯為什 么看上面的圖如果不對端口置 1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為 0Q為 1加到場效應管柵極的信號為 1 該場效應管就導通對地呈現(xiàn)低阻抗 ,此時即使引腳上輸入的信號為 1 也會因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的 1 信號讀入后不一定是 1 若先執(zhí)行置 1操作則可以使場效應管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實現(xiàn)正確的讀入由于在輸入操作時還必須附加一個準備動作所以這類 I/90/2/作為輸入時都是準雙向口接下來讓我們再看另一個問題從圖中可以看出這四個端口還有一個差別除了 0都還有其他的功能 位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， 以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 想禁止 。此時， 起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) 位無效。 部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 / /持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式 1時， / /保持高電平時，此間內部程序存儲器。在 引腳也用于施加 12 向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 自反向振蕩器的輸出。 基于 用此型號比較合適。 8 第 4 章 系統(tǒng)硬件設計 電源電路 采用經(jīng)市電變壓，穩(wěn)壓的穩(wěn)壓電源電路圖如圖 I N 4 0 0 7 0 5F U 11 0 0 n 04 7 U u t+_圖 源電路 單片機使用的是 5（ V 的電源，對電壓的穩(wěn)定要求較高，我們可以用 先，用交流變壓器將 220如 后用橋式整流器，和電容進行整流濾波，將交流電處理為直流。然后用 7805 進行 5給單片機電路使用。 單片機最小系統(tǒng) P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 6P 2 . 7P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 2 . 5P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5X T A L 218X T A L 119A L E 9P 0 A D 039P 0 A D 138P 0 A D 237P 0 A D 336P 0 A D 435P 0 A D 534P 0 A D 633P 0 A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 R X T X I 12P 3 I 13P 3 T 014P 3 R . 6 / W T 115P 2 A 1 528P 2 A 821P 2 A 922P 2 A 1 023P 2 A 1 124P 2 A 1 225P 2 A 1 326P 2 A 1 427 8 9 S T A p p u u 5 單片機最小系統(tǒng) 單片機最小系統(tǒng)以 89外加時鐘和復位電路 ,電路結構簡單 ,抗干擾能力強 ,成本相對較低 ,非常符合本設計的所有要求 展起來的 ,是當前 8位單片機的典型代表 ,采用 即互補金屬氧化物的 具有 還具 有 單片機需要一個時間基準來為各種操作提供秩序，此電路叫時鐘電路，采用不同的接線方式可以獲得不同時鐘電路，有內部時鐘電路和外部時鐘電路，如圖 部時鐘電路會使電路復雜，故采用的是內部時鐘電路。時鐘電路在單片機的外部通過構成穩(wěn)定的自激振蕩器 一個機器周期為 21,2 圖 鐘電路圖 圖 位電路圖 復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分 復位電路分為上電自動復位和按鍵手動復位 ,如圖 復位信號是高電平有效 位通 過電容 1,按鍵手動復位是圖中復位鍵來實現(xiàn)的。 數(shù)碼管顯示部分 歌曲序號顯示部分用數(shù)碼管來顯示， 單片機控制系統(tǒng)中常用的是由 7 段 碼管，它的顯示塊中有 8 個發(fā)光二極管， 7 個發(fā)光二極管組成字符 “8” ， 1個發(fā)光二極管構成小數(shù)點，因此有人稱 7段 段顯示器。 10 示塊，如圖 示。它們經(jīng)過電阻和單片機的控制端口線一一相連，只要改變控制端口的電平就能使其發(fā)光或熄滅。 碼管有共陰極和共陽極兩類，如圖 示。共陰極 碼管的發(fā)光二極管的陰極共地，如圖 a），當某個發(fā)光二極管的陽極電壓為高電平時，二極管發(fā)光；而共陽極 圖 b），當某個二極管的陰極電壓為低電平時，二極管發(fā)光。 （ a） 共陰極 （ b） 共陽極 圖 圖 兩類 本設計所用的數(shù)碼管為共陽極數(shù)碼管，數(shù)碼管的每段的電流是 10毫安。所以公共端接高電平，但在 軟件編碼時需要和硬件相對應， P 物如圖 圖 數(shù)碼管引腳圖 (a ) 共 陰 極(b ) 共 陽 極+5 432 510 9 81 圖 數(shù)碼管仿真圖 圖 數(shù)碼管實物圖 鍵盤部分 鍵盤是由一組按壓式或觸摸式開關構成的陣列，是一種常用的輸入設備。鍵盤可分為編碼式鍵盤和非編碼式鍵盤兩種。 種鍵盤所需程序簡單，但硬件電路復雜、價格昂貴通常不被單片機系統(tǒng)采用。 硬件邏輯與按鍵編碼不存在嚴格的對應關系，而要由所用的程序來決定。非編碼鍵盤的硬件接口簡單，但是要占用較多的 常采用可編程鍵盤管理芯片來克服這個缺點。本設計 使用兩種按鍵，一種是按鍵式非編碼鍵盤和輕觸式非編碼開關。 按鍵開關 在接線時由于有六個引腳，連接時需要用萬用表進行測量，然后接通兩個引腳。 輕觸開關 一種電子開關，使用時輕輕點按開關按鈕就可使開關接通，當松開手時開關既斷開，其內部結構是靠金屬彈片受力彈動來實現(xiàn)通斷的。但微動開關也有它不足的地方，頻繁的按動會使金屬彈片疲勞失去彈性而失效 ，連接時接通對角線即可。 蜂鳴器部分 一般所指的蜂鳴器是以壓電陶瓷為主要元件的。壓電陶瓷是一類有將壓力與電流相互轉換能力的特殊 陶瓷。這種能力緣于其特殊的晶體結構。當壓電陶瓷在一定方向上受到一個壓力使其晶體結構發(fā)生形變時，它就會在內部產(chǎn)生一個電流，并且電流的變化與壓力的變化密切相關。反之亦然。所以利用這一特性，在壓電陶瓷上通過一定頻率的電流，就會引起壓電陶瓷微小形變，這一形變帶動空氣發(fā)生振動，如果頻率適當，就可以被人耳所聽 12 見，也就是產(chǎn)生了蜂鳴聲 。 1蜂鳴器的作用 ： 蜂鳴器是一種一體化結構的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應用于計算機、打印機、復印機、報警器、電子玩具、汽車電子設備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 2蜂鳴器的分類 ： 蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。 3蜂鳴器的電路圖形符號 ： 蜂鳴器在電路中用字母 “H”或 “舊標準用 “ “）表示。 （二）蜂鳴器的結構原理 1壓電式蜂鳴器 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成。當接通電源后（ 5V 直流工作電壓） ,多諧振蕩器起振 ,輸出 音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā) 聲。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 2電磁式蜂鳴器 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 13 第 5 章 系統(tǒng)軟件設計 軟件系統(tǒng)介紹 一個系統(tǒng)的正常運行不僅需要硬件系統(tǒng)的支持，而且需要軟件系統(tǒng)的支持。如果把硬件比作軀體，那軟件就是靈魂，硬件系統(tǒng)和軟件 系統(tǒng)相互間密切的配合才構建了能夠“思考”和“判斷”的整體系統(tǒng)。借助軟件的可編程性，可以精簡硬件系統(tǒng)的組成；憑借軟件的靈活性，可以不用對硬件系統(tǒng)進行修改而實現(xiàn)系統(tǒng)功能的修改。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)是密切相聯(lián)的，軟件系統(tǒng)建立在硬件系統(tǒng)之上，離開了硬件系統(tǒng)，軟件將無法實現(xiàn)任何功能。軟件的設計有一定的針對性，對于不同的硬件系統(tǒng)，需要編寫不同的軟件。與硬件系統(tǒng)一樣，軟件系統(tǒng)的好壞，直接影響到系統(tǒng)的工作效率和可靠性。 編程語言的選擇 基于單片機的交通燈控制這次采用匯編語言編程，它是一種面對機器的語言，可以直接控制 硬件的語言。因為這次還要進行硬件連接，所以可以方便控制各個硬件接口如 I/O 接口，并且 目標代碼簡短，占用內存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設計語言。 具有保持了機器語言的優(yōu)點，具有 直接和簡捷的特點。 就是因為匯編語言的這些特點，所以 70%以上的系統(tǒng)軟件是用匯編語言編寫的。例如 某些快速處理、位處理、訪問硬件設備等高效程序是用匯編語言編寫的 。很多 高級繪圖程序、視頻游戲程序是用匯編語言編寫的。 所以 匯編語言是我們理解整個計算機系統(tǒng)的最佳起點和最有效途徑 ， 通過學習和使用匯編語言，能夠感知、體會、理解機器的邏輯功能，向上 為理解各種軟件系統(tǒng)的原理，打下技術理論基礎；向下為掌握硬件系統(tǒng)的原理，打下實踐應用基礎。 單片機燒錄的代碼，用來編程單片機。 應用軟件的選擇 片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)?種是手工匯編，另一種是機器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼，用于 片機的匯編軟件有早期的 著單片機開發(fā)技術的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機的 開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， 件是目前最流行開發(fā) 從近年來各仿真機廠商紛紛宣布全面支持 可看出。 14 供了包括 匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ 這些部份組合在一起。運行 1620M 以上空閑的硬盤空間、 握這一軟件的使用對于使用 51系列單片機的愛好者來說是十分必要的 ，如果你使用 C 語言編程，那么 乎就是你的不二之選（目前在國內你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調試工具也會令你事半功倍。 51是美國 司出品的 51 系列兼容單片機 匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。用過匯編語言后再使用 會更加深刻。 51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具 ，全 外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 51 生成的目標代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 中 別是 可以完成編輯、編譯、連接、調試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 或匯編源文件。然后分別由 譯器編譯生成目標文件 (目標 文件可由 建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) 換成標準的 供調試器可由仿真器使用直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存貯器如 系統(tǒng)程序設計 程序流程圖 開始要定義音頻輸出端口，歌曲總數(shù)以及每首歌曲的入口地址；然后對定時器初始化，確定工作方式，賦初值，開放中斷，啟動定時器工作；對音頻輸出端口初始化；設置音節(jié)起始位置和節(jié)拍間距， 把音節(jié)和節(jié)拍的入口地址信息存放在固定存儲單元中； 將取出的音符數(shù) +節(jié)拍數(shù)保存在存儲單元中，查詢音樂的節(jié)拍表；當六首歌曲的節(jié)拍表查詢完，音樂播放完畢，程序結束。 15 圖 系統(tǒng)流程圖 程序 ;定義音頻輸出端口 , 6 ;歌曲總數(shù) 1 ;數(shù)碼管顯視當前所放歌曲曲數(shù) 000H 003H ;外部中斷 0 用于接上一曲歌按鍵 00_ ;定時器 0 用于定時，作音符發(fā)生器用 013H ;外部中斷 1 接下一曲歌按鍵 01 ;定時器 1 用計數(shù)，這里用作中斷，接開始 /暫停鍵 ,初值為 0 式 2 030H P,#60H ;向每首歌曲的入口地址的地址。 0,#30H ;存入數(shù)據(jù) 30H，這里在以 30H 開始的單元存放每首歌曲的入口地址，其中 30H,31H 存放 ;歌曲的節(jié)拍入口地址， 32H， 33H 存放歌曲音 16 符入口地址，每首歌占用四個存儲存單元。 5,#00H ;存放表 正在執(zhí)行操作的序號 6,#1 ;放正在設置入口信息的歌曲數(shù) , ;設置每首歌曲的入口信息，存放在以 30H 開始的存儲單元中。 ,A+ 5 0 ,A+ 5 0 ,A+ 0 5 ,A+ 0 5 6 ;設置完一首歌曲后，歌曲數(shù)加一 6,#N+1, ;是否設置完，沒有便繼續(xù)，否則進行下面的操作 對中斷，計數(shù)器的相關參數(shù)進行 設置 #61H ;計數(shù)器 0 工作方式 1，計數(shù)器 1 工作方式 2 0 ;給計數(shù)器 1 置初值 0由于是工作方式 2， 0 ;計數(shù)器計數(shù)為 1，相當于一外部中斷。 ;允許計數(shù)器 1 中斷 ;允許計數(shù)器具 0 中斷 ;計數(shù)器 0 為低優(yōu)先級 ;計數(shù)器 1 為高優(yōu)先級 ;外部中斷 0 為跳沿觸發(fā) ;高優(yōu)先級 ;外部中斷 1 為跳沿觸發(fā) ;高優(yōu)先級 ;允許外部中斷 1 中斷 ;允許外部中斷定 0 中斷 A ;開中斷總開關 ;定時器 1 開始工作，作中斷用 ;音頻輸出端口初始化 設置結束 0 ;設置 ，用來作暫停 /播放的標置位用 2H,#01H ;22H 單元中存放正在播放的歌曲編號 17 ;將正在播放的歌曲編號送數(shù)碼管顯視 ,22H ,A+ 7,#00H ;存放歌曲總信息的入口地址 4,#00H ;放當前正在播放歌曲的第幾個節(jié)拍數(shù) 0,#30H ;30H 開始的單元中存放歌曲的入口信息 , ;將歌曲的節(jié)拍表的入口地址送到 ,0,A 0 0 ,4 ,A+ ；取出第一節(jié)拍數(shù) ,其實第一個節(jié)拍不是歌曲的第一個節(jié)拍，而是表示幾分音符 6H,A 將取出的音符數(shù) +節(jié)拍數(shù)保存在職 26H 單元中 0,#30H ;開始取出歌曲的第一個數(shù)據(jù) ,0,A 0 0 ,4 ,A+ ;放在 A 中 ;若為 0，則表示為休止符，不唱，本次音符不唱， 1,A ;不為 0，取出節(jié)拍數(shù) ,#02,A , ,#0 ;音符不為 0，唱 ;為 0，不唱 ,關頻率發(fā)生器 ;開始唱 ,進行相應的數(shù)據(jù)處理 3,A 0 0 A,A+1H,A 18 ,L A ,A+0H,A ;開唱 ;每個音符唱多久 0, ;是否暫停， ;沒有暫停，繼續(xù) ;暫停，不唱 0,$ ;等待播放 ;開始播放 ;不唱 ,22H ;唱完處理 ,#N, ;是不是全部歌曲都唱完 2H,#01H ;全部唱完，則從第一首開始再唱 7,#00H 11111001B ;數(shù)碼管顯視第一首歌曲編號 W , ;沒有全部唱完，唱下一首 ,歌曲的入口信息調整 ,#4 7,A 2H ,22H ,A+ ;數(shù)碼管顯視相應的歌曲編號 定時 器定時 51 單片機內部有兩個 16 位的可編程的定時 /計數(shù)器，稱為定時器 0（ 定時器 1（ 它們都具有定時功能和事件計數(shù)功能，可用于定時控制、延時、對外部事件檢測和計數(shù)等場合。 定時器的核心部件是加 1計數(shù)器，通過設置 使定時器工作在定時或計數(shù)方式，即將定時器用于定時或計數(shù)。實際上這兩種工作方式?jīng)]有本質的區(qū)別，都是對脈沖信號計數(shù)，只是計數(shù)的脈沖來源不同而已。如果計數(shù)脈沖是頻率穩(wěn)定的系統(tǒng)時鐘的分頻信號，則稱為定時方式，如果計數(shù)脈沖是外部脈沖信號，稱為計數(shù)方式。 無論工作在定時方式還是計數(shù)方式，定時 器在對內部時鐘或外部脈沖計數(shù)時，都不占用 按設定的方式自主工作，與 行運行。只有在定時器定時時間或計 19 數(shù)值到，定時器溢出時才可能中斷 求 如晶振 12定時器 0 00 定時流程圖 圖 定時 50主程序： 000H ;主程序入口地址 00 ； 斷程序 入口地址 030H P,#60H ；設堆棧 01H ；設 作方式 3 ；定時器 初值 0 ； 態(tài) ；開放 斷 A ；開放 斷 ；啟動 作 ；循環(huán)等中斷 中斷服務程序： 3 ； 裝初值 0 ； 反，輸出方波 20 ；中斷返回 21 第 6 章 系統(tǒng)仿真及硬件制作 仿真的必要性 設計一個系統(tǒng)需要根據(jù)需要設計出硬件電路和軟件，但是如何知道它們是否能正常工作呢？這時候使用仿真工具去模擬實際的硬件和軟件，就可以輕松實現(xiàn)檢驗功能，并且還能省去一大筆試驗硬件投資。所以系統(tǒng)設計的仿真顯然是系統(tǒng)設計的很重要的一個環(huán)節(jié)。程序的編制與調試的通過是系統(tǒng)軟件設計是否成功的關鍵，而仿真的通過則是整個系統(tǒng)是否成功關鍵，通過仿真能迅速的確定方案的可行性，能節(jié)省了設計的時間和成本。 在程序編譯好之后，在確定編譯無誤后，如果直接連接硬件，并不能一下子得到預期的結果，并且耗費時間長，硬件成 本大，如果先在電腦上進行仿真，不僅可以方便的運用各種硬件器件，并且可以多次調試，修改程序，來達到預期效果，然后再進行硬件的連接。 系統(tǒng)仿真過程 原理圖的繪制 編輯環(huán)境具有良好的人機交互界面，功能強大極易上手。首先通過桌面進入主程序，然后在 擇設置紙張大小，通過快捷鍵 制原來圖的主要任務是從元件庫中選取繪制電路所需要的元件?？梢酝ㄟ^點擊選擇器頂端左側的“ P”或者通過命令打開，我們常 用的是按鈕；在查找到并放置完所有需要的器件后，我們需要接著連接元件，即在 沒有布線模式，但用戶可以在任意時刻放置連線和編輯連線。在完成繪制所需的電路圖前，用戶需要放置并連接斷軸。在電路原理圖中放置兩種通用的端子，一種是接地端子一種是電源端子。當在 輯窗口放置元件時，每一元件都有唯一的元件標號及元件值與之對應。原件號是 實時注釋功能自動標注的，這一功能可在菜單中設置選擇是否開啟。 用戶需要對電路中的某一部分進行操作時，可以使用該功能。系統(tǒng)共支持塊移動、塊復制、塊旋轉、塊刪除等實用功能，充分利用這些功能可以極大的提高我們繪圖的效率。我們繪制完所有的元件后，最后進行統(tǒng)一標注， 持注釋功能，可以把我們所繪制的原理圖中的器件根據(jù)我們的需要添加上特殊的注釋，以表示特定的含義。根據(jù)設計電路繪制完后的電路圖如圖 2 圖 真圖 程序的調入 繪制完成電路圖后，使用 譯器，根據(jù)電 路編譯要實現(xiàn)功能的程序，調試運行通過后，然后將其產(chǎn)生的 擊圖中的單片機，打開一個調入選項，瀏覽到 入 的單片機中，運行后就可以看出仿真的結果。如圖 入 件 硬件模型的制作和調試 F I L E N A M E:B Y :D A T E: E:5 0 1 5 . D S 0 9 - 5 - 6A B C D E F G H J C D E F G H J 肖新畢業(yè)設計 5 0 1 5 . H :1 R T I M E: 1 9 : 1 5 : 2 0D N T I T L E: H : 肖新畢業(yè)設計 5 0 1 5 . D S A L 218X T A L 119A L E 9P 0 A D 039P 0 A D 138P 0 A D 237P 0 A D 336P 0 A D 435P 0 A D 534P 0 A D 633P 0 A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 R X T X I 12P 3 I 13P 3 T 014P 3 R . 6 / W T 115P 2 A 1 528P 2 A 821P 2 A 922P 2 A 1 023P 2 A 1 124P 2 A 1 225P 2 A 1 326P 2 A