数字音乐盒设计Word格式.docx

1、1.2 AT89CS2芯片功能和硬件 5 1.3 功能键介绍 6 2系统总体方案及硬件设计 7 2.1系统设计要求 7 2.2总体设计方案 7 2.3系统硬件设计 7 3软件设计 8 3.1程序设计流程图 8 3.2计数器初始化 10 3.3定时器初始化 10 4 Proteus软件仿真 12 4.1 WAVE软件的使用 12 4.2 Proteus仿真软件的介绍 12 4.3 Proteus软件功能仿真 13 5课程设计体会 15 参考文献 16 - 2 - 附1源程序代码 17 附2系统原理图 27 1 概述 目前，各种传感器、变送器、控制仪表已普遍采用单片机应用系统。它集测量、处理、控制

2、功能于一单片机是单片微型机的简称，故又称为微控制器MCU（Micro Control Unit）。通常由单块集成电路芯片组成，内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器CPU，存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。 1.1单片机总体功能简介 单片机是在工业测控需要背景下而产生的，在一个应用系统中。按照测控系统的特点和要求，单片机的应用可分为单机应用和多机应用两大类。我们这次要完成的单片机课程设计就是它的单机应用，下面在介绍一下单片机在单机应用领域内的主要内容。（1）智能产品 单片机与传统机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智

3、能化，购成新一代机电一体化产品。目前，利用单片机构成的智能产品已广泛应用于家用电器、办公设备、数控机床、纺织机械、工业设备等行业。- 3 - （2）智能仪表 它集测量、处理、控制功能于一体，具有各种智能化功能，如存储、数据处理、查找、判断、联网和语音等功能。单片机构成的智能仪表，能使仪表具有数字化、智能化、多功能化、综合化、柔性化等优点，赋予测量仪表以崭新的面貌，使传统的仪器、仪表发生根本性的变革，它代表了仪器仪表的发展趋势。（3）测控技术 用单片机构成的各种工业控制系统中的数据采集系统具有工作稳定可靠、抗干扰能力强的优点，如炉温恒温控制系统、电镀生产自动控制系统等。（4）智能接口 在计算机系

4、统，特别是较大型的工业测控系统中，除通用外部设备外，还由许多外部通信、采集、多路分配管理、驱动控制等接口。这些外部设备与接口如果完全由主机进行管理，势必会造成主机负担过重，运行速度降低，接口的管理水平也不可能提高。如果用单片机进行接口的控制与管理，单片机与主机可并行加工处理，可以大量降低接口的通信密度，极大的提高了接口控制管理水平。在一些通用计算机外部设备上，已实现了单片机的键盘管理、打印机控制、绘图仪控制、硬盘驱动控制等。1.2 AT89CS2芯片功能和硬件连接 本系统采用的就是51系列的AT89C52单片机进行的计算器设计。由于51系列的上下兼容性，51核的内部功能大体一致。下图为AT89

5、C52单片机的管脚图。- 4 - 图一 AT89C52引脚图 VCC:正电源端 GND:单片机的接地端 XTAL1/XTAL2:片内振荡电路输入,输出端，两端跨接晶体或陶瓷谐振器，与单片机内部反相器构成稳定的自激振荡器。发出的脉冲直接送入片内定时控制部件 RESET:复位端 EA,VPP:寻址外部ROM控制端/编程电源输入端。ALE, PROG: 地址锁存允许/编程脉冲输入端。PSEN:寻址外部程序存储器时,选通外部EPROM的端口（OE）。 P0.0P0.7、P10P1.7、P2.0P27:准双向I,O口 P3.0P3.7:具有特定的第二功能（准双向I,O口） 1.3 功能键盘介绍 本次设计

6、采用3个功能键控制其动作，如下图所示:- 5 - 图二 音乐盒功能键 上一曲 键可以使其迅速返回至上一首乐曲;下一曲 键可以使其立即前进至下一首乐曲;开始/暂停 键主要实现开始播放或者暂停播放的功能。2系统总体方案及硬件设计 2.1 系统设计要求 音乐盒可实现功能:3（开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号或名称） - 6 - 2.2 总体设计方案 由于计算器需要比较多的输入输出口，所以选择使用内部存储资源比较多的AT89C52单片机，8位LED动态显示。扬声器可以用一个准I,O口，采用AT89C52作为运算和控制单元完全满足系统的需求。2.3 系统硬件设计 方波电路:51核片内由一个反

7、相放大器构成振荡器，本系统采用内部方式，在XTAL1和XTAL2端外接石英晶体作为定时元件，内部反相放大器自激振荡，产生时钟。时钟发生器对振荡脉冲二分频。电容采用22pF电容。如下图所示。显示电路:由一个LCD显示。系统整体图如下:图三 系统整体图 3 软件设计 3.1 程序设计流程图 本设计的程序流程如下:先从主程序开始，接着初始化变量及LCD接口，然后初始化方波发生器、晶振管，使LCD显示信息，就进入了开机状态，等待动作选择按键，包括播放键，暂停键，停止键，当然也可以选择返回;加入选择的是播放键，LCD上就会- 7 - 现实歌曲编号，与此同时演奏相应的乐曲，此时，你可以按上一曲或下一曲键，

8、使其演奏上一个或者先一个乐曲。其流程图如下:主程序开始 初始化变量及LCD接口 初始化方波发生器 晶振管 - 8 - N Y 图四 系统流程图 3.2 定时器及音频接口初始设置 OUT BIT P2.0 ;定义音频输出端口,p2.0 N EQU 3 ;歌曲总数 OUT_NUM EQU P1 ;数码管显视当前所放歌曲曲数 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H - 9 - AJMP LAST_SONG ;外部中断0用于接上一曲歌按键 ORG 000BH AJMP F_T0 ;定时器0用于定时，作音符发生器用 ORG 0013H Q4: AJMP NEXT_SONG ;外部中断

9、1接下一曲歌按键 ORG 001BH AJMP START_PAUSE ;定时器1用计数，这里用作中断，接开始/暂停键,初值为0ffH，方式2 ORG 0030H 3.3 计数器的初始设置 MOV TMOD, #61H 计数器0工作方式1，计数器1工作方式2 MOV TH1,#0FFH 给计数器1置初值0FFH，又由于是工作方式2 MOV TL1,#0FFH ;计数器计数为1，相当于一外部中断 SETB ET1 允许计数器1中断 SETB ET0 允许计数器具0中断 CLR PT0 ;计数器0为低优先级 SETB PT1 ;计数器1为高优先级 SETB IT0 ;外部中断0为跳沿触发 SETB

10、 PX0 ;高优先级 SETB IT1 ;外部中断1为跳沿触发 SETB PX1 ;SETB EX1 ;允许外部中断1中断 SETB EX0 ;允许外部中断定0中断 SETB EA ;开中断总开关 SETB TR1 ;定时器1开始工作，作中断用 SETB OUT - 10 - 4 Proteus软件仿真 电路图的设计及程序设计是否合理，可通过proteus软件进行仿真;若不合理就需要修改，直至符合要求。要是有Proteus仿真，就必须先要会使用WAVE6000。4.1 WAVE6000软件的使用 使用WAVE软件的目的是取得源程序的编译文件，其具体操作为:选择【文件|新建功能】，弹出NONAM

11、E1源程序窗口，在此输入源程序，然后保存为后缀- 11 - 为.asm的文件。接着建立新的项目，选择【文件|新建项目】，加入模块文件、保存文件，保存项目。接着进行编译，生出编译文件后缀为.HEX的文件。 4.2 Proteus软件介绍 Proteus 是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路。 该软件的特点是:（1）全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。（2）具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统2的仿真、RS,232动态仿真、I C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。（3）目前支持的单片机类型有:ARM7系列、68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。（4）支持大量的存储器和外围芯片。Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如下图所示包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进