畢業(yè)論文-基于stc89c52單片機的智能音樂演奏器設(shè)計【終稿】.doc

編號編號： 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目：（中文）基于 stc89c52 單片機的智能音 樂演奏器設(shè)計 （英文）DesignDesign ofof IntelligentIntelligent MusicMusic PlayerPlayer 學(xué) 院 信息學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程與自動化 班 級 電氣升本 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 職稱 副教授 完成日期 2014.04.10 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 摘摘 要要 隨著人們現(xiàn)代化水平的提高，科技產(chǎn)業(yè)發(fā)揮著舉足輕重的作用。其中新興 技術(shù)由于其實用性廣、成本低廉被廣泛發(fā)展及運用。單片機技術(shù)是新興技術(shù)的 核心要素，正被人們廣泛關(guān)注，因此它的發(fā)展前景很寬廣。由于單片機有很強 的實用性及開發(fā)周期短等優(yōu)點，單片機的設(shè)計也越來越廣泛。所設(shè)計的智能音 樂演奏器，選用的是 stc89c52 單片機為主要控制系統(tǒng)，通過編程手段使音樂的 播放功能得到實現(xiàn)。該播放器可以讀取外置存儲設(shè)備，對存儲設(shè)備內(nèi)的音頻文 件進行讀取及解碼，再通過外置音頻播放。按鍵控制功能也是本設(shè)計的一大功 能，設(shè)置相應(yīng)按鍵來控制選歌、播放和停止。 【關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】stc89c52;音樂演奏器;液晶顯示 智能音樂演奏器設(shè)計 Design of Intelligent Music Player Abstract Technology industry plays a vital role in our life, with the improvement of peoples level of modernization . The emerging technologies have been extensively developed because of its wide availability and low cost. SCM technology, as a symbol of emerging technologies, develops also rapidly. As the microcontroller has the advantage of a strong practicability and short developing cycle, the design of microcontroller has become increasingly widespread. The name of the design is a smart music player, which choose stc89c52 MCU as the master. The music player achieves control music playback functions by means of programming. The player can read external storage devices, store and decode the files automatically, and then played by the external device. The function of keys controlling is a big program in this project. The player is set appropriate keys to control song selection, play and stop. 【Key words】 stc89c52 ;Music Player ;LCD display 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 目目 錄錄 1 緒 論 1 1.1 研究背景和現(xiàn)狀1 2.2 研究的目的和意義.1 2 智能音樂演奏器的方案對比論證.3 2.1 智能音樂演奏器的實現(xiàn)功能.3 2.2 智能音樂演奏器的實現(xiàn)功能圖.3 2.3 系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的方案對比.3 2.3.1 系統(tǒng)主控方案論證.3 2.3.2 電源供電方案論證.4 2.3.3 顯示方案論證.5 2.3.4 按鍵輸入方案論證.6 2.3.5 語音模塊論證7 3 智能音樂演奏器的硬件設(shè)計.8 3.1 單片機系統(tǒng)設(shè)計 8 3.1.1 單片機概述.8 3.1.2 單片機管腳及功能說明.8 3.1.3 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計.9 3.2 LCD 顯示電路設(shè)計 .10 3.2.1 LCD1602 操作時序及引腳定義.10 3.2.2 LCD1602 的硬件設(shè)計 11 3.3 語音轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計12 3.3.1 語音模塊概述.12 3.3.3 語音模塊芯片引腳定義及功能描述.13 3.3.4 語音模塊觸發(fā)時序.13 4 智能音樂演奏器的軟件設(shè)計.15 4.1 開發(fā)軟件簡介15 4.2 應(yīng)用程序設(shè)計15 4.2.1 主程序的設(shè)計.15 4.2.2 LCD 顯示程序設(shè)計 16 4.2.3 按鍵檢測程序設(shè)計.19 4.2.4 NV020 模塊的程序設(shè)計20 5 總 結(jié) 24 參 考 文 獻 27 致 謝 28 附 錄 29 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 緒緒 論論 1.11.1 研究背景和現(xiàn)狀研究背景和現(xiàn)狀 自動控制愈來愈重要，它為我國新興產(chǎn)業(yè)帶來巨大效益。其中要求控制實 現(xiàn)智能化、小型化、便攜式得到人們廣泛的關(guān)注。在航空航天、軍事民用、醫(yī) 療設(shè)備等控制領(lǐng)域中，集成度和控制功能強大的單片機已發(fā)揮不可替代的作用， 這使得各種單片機項目的開發(fā)與應(yīng)用成為系統(tǒng)設(shè)計新的熱點話題。單片機具 1 有很多優(yōu)點，如集成度高，開發(fā)簡單，價格低和品種多樣，這使得單片機進入 各種系統(tǒng)的品種方式也多樣化了。新興技術(shù)的提升發(fā)展，也同樣有助于芯片業(yè) 的蓬勃發(fā)展。但是，利用單片機進行控制，并且顯示的集成芯片是微乎其微的， 其一是開發(fā)的難道較難，其二是開發(fā)的周期趕不上市場淘汰產(chǎn)品的速度。現(xiàn)階 段社會上也有多種音樂播放器，但是市場上的音樂播放器大都價格昂貴，顯示、 功能單一，所以開發(fā)新型的便攜且價格實惠的音樂播放器成為必須。音樂演 2 奏器要實現(xiàn)可操作、可播放、可選擇等功能，且它的聽覺效果要有一定的水平。 即使對音樂演奏器的研究，過去已經(jīng)多如牛毛，但是它的可操作性不佳，且它 把音樂搜索、收藏、管理全部交給網(wǎng)絡(luò)來完成，這就造成資源利用不便。所以， 還是有必要完善。也可以增加一些流水燈閃爍效果，使得該播放器一邊播放， 一邊有流水燈閃爍，實現(xiàn)美觀和效果功能同步進行。 1.21.2 研究研究的目的和意義的目的和意義 本設(shè)計目的是設(shè)計一種全新的，通過單片機控制并顯示的智能音樂播放器， 本播放器能夠?qū)崿F(xiàn)音樂文件的讀取及控制播放等基本功能。該播放器可以存儲 多首歌曲，可選擇性播放歌曲，通過音頻電路驅(qū)動喇叭播放。設(shè)置相應(yīng)按鍵來 控制選歌、播放和暫停，同時在 LCD 液晶屏上顯示正在播放的歌名，伴隨音樂 播放有流水燈閃爍效果。 該音樂演奏器采用技術(shù)與實惠的雙贏的 STC89C52 單片機作為核心控制單 元，結(jié)合信號控制及處理電路、LM386 功率放大器，LCD1602 液晶顯示電路， 以及配套的外圍設(shè)備共同組成的可控、可顯示的音樂播放系統(tǒng)。 智能音樂演奏器設(shè)計 本設(shè)計實現(xiàn)的按鍵功能為：上一首，下一首，暫停、停止。可以選擇不同 的按鍵來實現(xiàn)播放。伴隨著音樂的播放可實現(xiàn)流水燈效果，并且可以在 LED 顯 示屏上顯示正在播放歌曲的名字。本設(shè)計以 STC89c52 芯片作為主控制器，選 用 nv020 作為音頻解碼芯片。通過對外置 TF 卡媒體存儲介質(zhì)的讀取及操作， 利用 LCD1602 液晶屏顯示內(nèi)容及用流水燈實現(xiàn)動態(tài)效果，來完成智能音樂播放 器的功能。 智能音樂演奏器設(shè)計的意義在于開發(fā)新型基于單片機的音樂播放器，實現(xiàn) 低成本及高性能，達到更換現(xiàn)在社會有的價格昂貴的音樂播放器。它的設(shè)計， 應(yīng)該追求高效、可操作性強、能顯示多首歌等特點。在新時代的今天，各種音 樂演奏器。參差不齊。而且功能大同小異，可以說，音樂播放器發(fā)展也給社會 的發(fā)展帶來了新生，為人們的生活帶來了色彩，為可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)下社會和資 源節(jié)約型、環(huán)境友好型的社會增添了活力。因此，對于智能音樂演奏器設(shè)計 3 還是有必要發(fā)展這些特點。 智能音樂演奏器研究的是播放器的靈敏便捷。讓人們使用起來有愉悅身心 的感覺，它在我們生活中還是很有價值的，何況當(dāng)今的社會是信息社會，計算 機技術(shù)的發(fā)展帶動社會的發(fā)展，而單片機技術(shù)的完善帶動計算機的發(fā)展，因此 很有必要好好研究。智能音樂演奏器，是一款以 STC89C52 為主要控件的設(shè)計， 很好的把技術(shù)和實物融合了。 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 2 智能音樂演奏器的智能音樂演奏器的方案對比論證方案對比論證 2.12.1 智能音樂演奏器的智能音樂演奏器的實現(xiàn)功能實現(xiàn)功能 智能音樂演奏器基于 STC89C52 主控設(shè)計并制作，以外置的 TF 卡為存儲 設(shè)備，主控通過在不同時間和狀態(tài)下，對有關(guān)芯片發(fā)出不同控制命令，來實現(xiàn) 解碼播放功能。智能音樂演奏器可以達到按鍵目的為開始，停止，上一首，下 一首。伴隨著音樂的播放可實現(xiàn)流水燈效果，并且可以在 LED 顯示屏上顯示正 在播放歌曲的名字。其中，智能音樂演奏器可實現(xiàn)歌曲的轉(zhuǎn)換功能及歌曲信息 顯示功能。主要的技術(shù)難度在于對 TF 進行驅(qū)動及對解碼信息進行控制。 2.22.2 智能音樂演奏器的實現(xiàn)功能圖智能音樂演奏器的實現(xiàn)功能圖 圖 1 系統(tǒng)功能框圖 智能音樂演奏器設(shè)計時就有四個可以進行控制的按鍵，按鍵的功能分別為： 下一曲，上一曲，暫停和停止。通過主控，實現(xiàn)存儲卡內(nèi)文件扇區(qū)的讀寫，及 數(shù)據(jù)流方向的控制。后面再通過音頻放大電路和聲音輸出設(shè)備將動聽的音樂輸 出。在音樂播放的同一時間，LCD 液晶屏也能顯示出曲目的名字。主要的控制 流程是單片機對語音模塊進行驅(qū)動及控制，通過語音模塊返回的值，進行顯示。 按鍵電路，通過按鍵可以得到不同的設(shè)置控制功能，作用于語音模塊（以不同 控制字的方式） ，來達到不同的控制方法。 語音模塊 電源電路 STC89C52 鍵盤電路 LCD 顯示 顯示 智能音樂演奏器設(shè)計 2.32.3 系統(tǒng)各個子系統(tǒng)方案系統(tǒng)各個子系統(tǒng)方案對比對比 2.3.12.3.1 系統(tǒng)主控方案論證系統(tǒng)主控方案論證 主流控制器有：PLC、MSP430、ARM、51 單片機等。MSP430 有非常豐 富的片上資源，即用戶可以通過對多種類寄存器的配置，達到不同的控制效果 和要求，而且 430 單片機的輸出引腳一般可以選擇為 DAC 及 PWM 輸出模式， 用戶可以通過控制其中的寄存器來實現(xiàn)自己想要的要求，達到自己想要的期望， 可謂靈活方便。51 單片機控制資源有限，但現(xiàn)階段的 51 單片機產(chǎn)品集成度、 4 穩(wěn)定性也在提高。MSP430 低功耗單片機 是個控制能力很強且具有很強可操作 性的單片機，所以它有非常多種控制方法，但是，美中不足的是它很難開發(fā)， 5 而且單片芯片較貴（一片在 20 元-30 元左右） ，所以智能音樂演奏器根據(jù)各個方 面的權(quán)衡，經(jīng)過慎重考慮，還是選擇了 51 單片機，以它來作為主要的控制器。 51 單片機有 4 個 8 位的 P 口控制端口，還有 2 個中斷源，及片內(nèi) ROM 和 RAM。通過相關(guān)程序的編寫，可以很快的實現(xiàn)智能音樂演奏器的設(shè)計。 最終結(jié)果，本設(shè)計選擇了 STC89C52 這個很實用而且價格低廉的單片機來 達到硬件功能要求。由于 STC89C52 內(nèi)部自帶了 8KB 的存儲空間，所以它應(yīng)該 基本滿足設(shè)計所要的需求。 2.3.22.3.2 電源供電方案論證電源供電方案論證 由于系統(tǒng)要求便攜式及盡量控制成本，所以不能使用取市電處理之后供電。 所以選用 5 號電池進行串聯(lián)后組成電池組提供 6V 直流電壓。供電方法有以下 兩種：電池后接穩(wěn)壓二極管供電；電池后接穩(wěn)壓芯片供電。 方案一：電池組后接 5v/1w 的穩(wěn)壓二極管組成。該電路圖如圖 1 所示。這 樣設(shè)計的系統(tǒng)，最多可以提供 5V 和 0.2A 的電源輸出。中和本設(shè)計電流在 150mA 左右，這種穩(wěn)壓管供電方式是可以的。但是由于智能音樂演奏器要求 6 隨身攜帶，即要求待機功耗盡量低的設(shè)計條件下，該類方案不可行。穩(wěn)壓管方 案設(shè)計電路，在無工作時（主系統(tǒng)進入待機模式等待命令或按鍵） ，穩(wěn)壓二極管 內(nèi)也是有靜態(tài)電流流過的（If=10MA 左右） ，即該系統(tǒng)始終有功耗 10mA*5V=50mW 產(chǎn)生。 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 2 穩(wěn)壓管供電方式 方案二：由電池組后接穩(wěn)壓芯片 LM2596-5V 組成。電路圖如圖 2 所示。 LM2596 系列美國一家電子廠商生產(chǎn)的，最高輸出電流為 3A 的開關(guān)型穩(wěn)壓芯片 。開關(guān)電源的機理是通過電源導(dǎo)通的占空比不同，達到不同的輸出電壓，所 7 以穩(wěn)壓芯片是自帶了一個 150KHZ 頻率振蕩器。固定頻率的振蕩器可以通過反 饋電阻，改變開關(guān)的頻率，達到不同電壓輸出的要求，并且該芯片在待機的模 式下，靜態(tài)電流只有 70A，及 5V 輸出時待機功率僅為 0.35mW。運用 LM2596 組成的系統(tǒng)，系統(tǒng)的待機功率將大大減小。 圖 3 穩(wěn)壓芯片供電方式 綜上所述，方案二的系統(tǒng)供電方案是值得我選擇的。 2.3.32.3.3 顯示方案論證顯示方案論證 隨著各種智能化設(shè)備的出現(xiàn)，顯示的種類也是千奇百樣。但是依照其原理， 顯示方法有兩種：一種方案是自發(fā)光式的 LED 數(shù)碼管顯示,另外一種方案是背 光式的 LCD 液晶顯示。 數(shù)碼管顯示的優(yōu)點是簡單；數(shù)碼管顯示不足之處是比較單一，通常僅僅能 智能音樂演奏器設(shè)計 夠顯示 8 段數(shù)據(jù)。LCD 顯示的優(yōu)點是數(shù)據(jù)多樣即可以顯示字符，也可以圖片， 8 并且相同時間內(nèi)顯示的信息更多。LCD 顯示美中不足的是它本身是不帶光的， 唯一可顯示的方法是依靠其背光來顯示，但是其產(chǎn)生的是不經(jīng)濟、不合理地效 果。 由于智能音樂演奏器顯示多樣，并且有字符顯示，所以綜上所述，本設(shè) 計采用的是 LCD1602 液晶顯示。實物如圖 4 所示 圖 4 LCD1602 實物圖 2.3.42.3.4 按鍵輸入方案論證按鍵輸入方案論證 鍵盤，它的功能是信息的輸入，并伴隨著單片機的發(fā)展，它所帶來的便利 和重要性是巨大的。鍵盤的輸入能帶來非常有效的可操作性。從最初的機械式 動作按鍵，到電氣化觸摸按鍵，鍵盤的發(fā)展也是多樣的。由于需要按鍵控制智 能音樂演奏器，所以輸入鍵盤也成為了一個關(guān)鍵的部件，控制系統(tǒng)當(dāng)要讀取輸 入數(shù)據(jù)時，鍵盤必須有效的被查詢。 鍵盤的原理是：一般情況下，按鍵所用到的開關(guān)為彈簧機械式開關(guān)，其利 用的原理是通過判斷鍵盤的高低電平，來確定觸點的不同狀態(tài)。鍵盤通常有兩 種：一種為獨立式矩陣鍵盤，另一種是獨立式按鍵鍵盤。 9 其中，獨立式按鍵鍵盤的原理就是：因為按鍵一端接地，按鍵另一端接控 制口供主控查詢，所以按鍵之間不會相互影響，各自都可獨立的完成操作。它 的好處是可實現(xiàn)的電路很簡單，可實現(xiàn)的軟件非常靈活。軟件控制方式就是 10 通過對獨立按鍵的查詢：按鍵按下了為低電平，若是相反的，則表示高電平。 但是，在按鍵較多的情況下使用獨立式鍵盤是有缺陷的，由于每個按鍵都需占 用一個主控的輸入口，所以輸入控制口被大大的浪費，故此種鍵盤適用于按鍵 較少的場合。而恰恰相反，矩陣式鍵盤在按鍵數(shù)量多的情況下使用就沒有這個 端口浪費了。由兩根線構(gòu)成矩陣鍵盤：行線和列線。各個按鍵位于行、列的交 叉點上，通過主控的分時查詢，最后確認(rèn)被按下的是哪一個按鍵。兩種常見的 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 鍵盤如 Error! Reference source not found.所示： 圖 5 獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤 理想的按鍵，其可以看成 2 種狀態(tài)：按下及沒有按下。但是由于在使用中， 機械觸點和人為因素，一旦按下按鍵就會有顫動。若主控實時掃描按鍵，就會 出現(xiàn)錯誤判斷：本是按下動作，由于抖動，會讀取到按下-松開-再按下的錯誤 信息。因此在使用鍵盤的時候，應(yīng)該去除抖動，來使操作順利進行。 11 按鍵可以通過兩種方法來去除抖動：一是硬件消抖，適合于按鍵數(shù)較少的 場合，即利用 RS 觸發(fā)器構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路消抖，硬件消抖電路如 圖 所示；二是通過主控處理進行消抖，其原理是：當(dāng)有按鍵按下且閉合后， 主控檢測到低電平信號，主控不馬上執(zhí)行相關(guān)按鍵值的操作，而是去運行一個 一定時常的延時函數(shù)。當(dāng)過一段時間之后，我們認(rèn)為物理機械上的前沿抖動 12 消失之后，主控將再一次對按鍵進行檢查。如果檢查到的狀態(tài)和第一次的相同， 那么可以肯定這是數(shù)據(jù)信號；若檢查到的狀態(tài)與第一次檢測到的信號不一樣， 則認(rèn)為是抖動信號。 圖 6 硬件消抖電路 由于本設(shè)計要求只需 4 個按鍵輸入，所以選擇獨立式按鍵作為按鍵輸入方 式。并且采取了軟件延時的策略去抖。 智能音樂演奏器設(shè)計 2.3.52.3.5 語音模塊論證語音模塊論證 本智能音樂演奏器需要設(shè)計出的產(chǎn)品是能夠進行控制的，且能實現(xiàn)歌曲播 放功能的產(chǎn)品。但 STC89C52 本身來說，是不能進行音頻信息解碼及處理數(shù)據(jù) 流的，所以只能利用外部的解碼芯片，并且配合不同的控制方式來實現(xiàn)歌曲播 放功能。 MP3 解碼芯片常見的有 VS100X 系列和 NV020 模塊系列，NV 系列輸出可 選為 DAC 及 PWM 方式輸出，這樣既有利于輸出設(shè)備的選擇及實現(xiàn)，而且能解 碼的音頻格式也比較多；而 VS 系列需要外加 DAC，使用起來必須外加 DAC 電路才能實現(xiàn)音頻的播放，而且只限于解碼 MP3 一種格式的音樂文件。 經(jīng)過比較，選用 NV020 模塊為解碼芯片，該芯片支多種格式的解碼，包括 MP3、PWM 等，自帶 DAC、PWM 輸出。NV020 芯片功能有：使用者通過設(shè) 計不同的外圍配置電路，就能選擇按鍵控制模式、并口及串口控制模式等不同 的模式。但是其中，NV020 芯片的按鍵模式有很多種靈活的觸發(fā)方式。 3 3 智能音樂演奏器的硬件設(shè)計智能音樂演奏器的硬件設(shè)計 經(jīng)過對各個功能模塊的系統(tǒng)分析，智能音樂演奏器的硬件設(shè)計方案已經(jīng)確 定。智能音樂演奏器的組成為：STC89C52 單片機，LCD1602 液晶顯示，獨立 按鍵，NV020 集成語音解碼模塊。接著，我們來設(shè)計各種功能模塊的最小系統(tǒng)， 來完善播放器的設(shè)計。 3.13.1 單片機系統(tǒng)設(shè)計單片機系統(tǒng)設(shè)計 3.1.13.1.1 單片機概述單片機概述 STC89C52 的功能概述：STC89C52 是一種帶 8K 字節(jié) Flash 存儲器的低電 壓、高性能的 8 位微處理器。STC89C52 單片機的片上 Flash 存儲空間，允許系 統(tǒng)在線編程，當(dāng)然常規(guī)編程也是支持的。該款單片機，有一顆 8 位處理能力的 核心運算單元，并且有在線編程，這些特殊的優(yōu)勢使 STC89C52 為很多產(chǎn)品提 供一些有效果而且很靈活的解決方法。 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3.1.23.1.2 單片機管腳及功能說明單片機管腳及功能說明 圖 7 STC89C52 引腳圖 單片機如 圖所示。單片機引腳功能說明如下。 VCC：5V 供電電壓。 GND：接地。 P0 口：雙向 IO 口，內(nèi)部無上拉，可以做數(shù)據(jù)和地址總線。數(shù)據(jù)總線時， 需要上拉電阻。 P1 口：P1 口與 P0 口的主要區(qū)別是具有內(nèi)部上拉電阻。 主控芯片引腳復(fù)用功能的簡單介紹： P1.0 T2（外部計數(shù)輸入端口，計數(shù)時使用） ，主頻率時鐘分頻輸出 P1.1 T2EX（功能控制器的控制端口，通過不同的配置達到不同的輸入檢 測） P1.5 MOSI（在系統(tǒng)編程用） 智能音樂演奏器設(shè)計 P1.6 MISO（在系統(tǒng)編程用） P1.7 SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口：功能同 P1 口。 P3 口：P3 口的驅(qū)動能力和其他口一樣。不同之處是 P3 口也能成為 89C52 的特殊功能（復(fù)用第二功能）來使用，如下表所示。 P3 口含有單片機的特殊功能，如燒錄及中斷。描述如表 1 所示： 表 1 P3 口引 腳功能表 RST： 復(fù)位輸入。 XTAL1：振蕩時鐘輸入端。 XTAL2：振蕩時鐘輸入端。 3.1.33.1.3 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機最小的組成單位是由復(fù)位電路、電源電路、時鐘電路所組成的。而 時鐘信號是單片機運行的基礎(chǔ)。時鐘相當(dāng)于是整個系統(tǒng)運行的時間準(zhǔn)則，只有 當(dāng)時間安排精準(zhǔn)，程序才能有條不絮的運行，才能各司其職。復(fù)位操作使它內(nèi) 部所有程序全部重新開始。 當(dāng)單片機的復(fù)位引腳檢測到 2 個機器周期（1us 左右）以上的高電平以后， 單片機就會執(zhí)行復(fù)位操作。 STC89C52 的最小系統(tǒng)設(shè)計圖如 Error! Reference source not found.所示： P3 口引腳P3 口第二功能 P3.0RXD（串行口輸入） P3.1TXD（串行口輸出） P3.2INT0（外部中斷 0 輸入） P3.3INT1（外部中斷 1 輸入） P3.4T0（定時器/計數(shù)器 0） P3.5T1（定時器/計數(shù)器 1） P3.6WR（寫信號輸入） P3.7RD（讀信號輸出） 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 8 STC89C52 的最小系統(tǒng)設(shè)計圖 3.23.2 LCDLCD 顯示電路設(shè)計顯示電路設(shè)計 相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示是智能音樂演奏器的一項重要功能，是整個系統(tǒng)的主要組 成部分，所以對顯示電路的設(shè)計，也必須著重考慮。顯示的設(shè)計功能是：將主 控讀取到的歌曲按鍵等相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過器處理后直觀的顯示出來。 3.2.13.2.1 LCD1602LCD1602 操作時序操作時序及引腳定義及引腳定義 對 LCD1602 的讀寫有嚴(yán)格的時序要求。讀時序如圖 9 所示，寫時序如圖 10 所示。 圖 9 LCD1602 讀時序 (引自LCD1602 數(shù)據(jù)手冊 ） 智能音樂演奏器設(shè)計 圖 10 LCD1602 寫時序 （引自LCD1602 數(shù)據(jù)手冊 ） 引腳號引腳 名稱 引腳功能定義 1VSS地引腳（GND） 2VDD+5V 電源引腳（VCC） 3VO液晶背光電壓（05V） ，可接電位器調(diào)節(jié) 4RS數(shù)據(jù)狀態(tài)控制端端，RS=0 時命令或狀態(tài)；RS=1 時數(shù) 據(jù) 5R/W讀寫控制，高為讀，低為寫 6E數(shù)據(jù)讀寫操作使能端 714DB0- DB7 數(shù)據(jù)線，可以用 8 位連接，也可以只用高四位連接，其 目的是為了節(jié)約資源 15A背光控制正電源 16K背光控制地 表 2 LCD1602 引腳定義 LCD1602 的讀操作，主要是讀取 LCD 的狀態(tài)，判斷 LCD 是否在轉(zhuǎn)換及合 成顯示狀態(tài)。LCD1602 的寫操作，主要是對 LCD1602 進行控制操作，包括清 除指令，控制指令及相關(guān)的數(shù)據(jù)接收。 3.2.23.2.2 LCD1602LCD1602 的硬件設(shè)計的硬件設(shè)計 根據(jù)上面的分析，我設(shè)計出了如圖 11 所示 LCD1602 顯示電路。其中 V0 通過 R1 變阻器分壓得到電壓，通過對該電壓的修改可以達到不同對比度的顯 示效果。數(shù)據(jù)口我們選用 P0 外接上拉電阻實現(xiàn)，控制口我們選用 P2 口實現(xiàn)。 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 11 LCD1602 顯示電路 3.33.3 語音轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計語音轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計 3.3.13.3.1 語音模塊概述語音模塊概述 根據(jù)以上的方案對比，我們可以知道 NV 的確是個有著非常強大的可編程 語音芯片。它的音頻輸出方式可選為 PWM 和 DAC。多樣的輸出方式選擇，使 它的運用場合也越來越大。 NV 芯片內(nèi)通過串口控制字的輸入，用戶可以選擇高分辨率的 DA 音頻輸 出方式，而且 NV 芯片內(nèi)部濾波功率的放大，致使模塊后可以自動驅(qū)動 0.5W 的喇叭響動。該芯片內(nèi)部還集成 PSG 可編程語音合成技術(shù)，這種效果使得音樂 的音質(zhì)極好，發(fā)出的噪聲極低。 此芯片設(shè)計時就考慮了眾多的外圍搭配電路，配合其有的極強的可編程能 力，NV 解碼模塊不僅能實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的控制方式，亦可根據(jù)不同的控制需求，做 出各種不同功能的音樂解碼器件。 3.3.23.3.2 功能特點功能特點 用戶靈活且多變的操作模式供選擇（串口數(shù)據(jù)命令操作、并口數(shù)據(jù)命令操作、 按鍵操作） ； 20 秒語音長度（在 6KHz 采樣率） ； 有忙狀態(tài)輸出指示供主控查詢，并且主控可以通過軟件調(diào)節(jié)音量大??； 音質(zhì)好，性能高，物美價廉； 多樣的封裝可供選擇，使用更方便，開發(fā)應(yīng)用更靈活； 智能音樂演奏器設(shè)計 極簡的外圍電路，配合芯片內(nèi)部豐富的資源，能夠輕松實現(xiàn)用戶提出的各種功 能要求； 靜態(tài)工作電流：2uA； 有音頻輸出時的 Ia 在 20mA120mA 之間； 3.3.33.3.3 語音模塊芯片引腳定義與功能語音模塊芯片引腳定義與功能 封裝引腳引腳標(biāo)號簡述功能描述 1P01K1/A0/CS控制方式 1 選擇端 2GNDGND地 3EQIOPI芯片內(nèi)部的功率放大電路的反饋輸入端 4EQOOPO內(nèi)部功放反饋輸出 5VCCVCC芯片模擬電源 2.6V5.6V 6SPK-PSPK-PDAC 及 PWM 輸出 7SPK-NSPK-NDAC 及 PWM 輸出 8P06BUSY語音播放忙信號 9P05K3/A2/DI/RXD控制方式 2 選擇端 10P04K2/A1/SCK控制方式 3 選擇端 11VPPVPP芯片編程電源 12VDDVDD芯片數(shù)字電源 2.6V5.6V 13P10A3按鍵口 14P11D5按鍵口 15RESETBRESETB芯片復(fù)位端,低有效 表 3 語音模塊引腳及相關(guān)功能描述 3.3.43.3.4 語音模塊觸發(fā)時序語音模塊觸發(fā)時序 語音模塊可分為：一線制和三線制。 一線串口控制方式，很特殊，它只有一條數(shù)據(jù)通信線，芯片確定不同的數(shù) 據(jù)位是根據(jù)分辨電平占空比。這一點很特別，數(shù)據(jù)解調(diào)的方法同脈寬調(diào)制方法， 即通過判斷脈沖高低電平的時間不同，來確定是高電平還是低電平。低電平在 后，高電平在前，這種規(guī)定是脈沖時間所具有的。 3 條通信控制線組成了三線串口控制，線程分別是 SS，DI，SCK。 控制的時序仿照標(biāo)準(zhǔn) SPI 通信格式。通信的準(zhǔn)則是：復(fù)位信號線在發(fā)碼之前先 將數(shù)據(jù)線拉低 1ms5ms 左右，然后再拉高并等待 5ms 以上。時序圖如圖 12 所 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 示。通過該三線串口即可以實現(xiàn)對 NV020 芯片的命令控制、語音播放。D0 位 為語音測試口。根據(jù)智能音樂演奏器的設(shè)計要求，我們選用三線制對語音模塊 進行控制。 ra m p up30 uS 2mS S S S CK S DI B US Y V OIC E R ST 1 5m S 5m S 圖 12 三線串口控制時序圖 （引自語音模塊數(shù)據(jù)手冊 ） 4 4 智能音樂演奏器的軟件設(shè)計智能音樂演奏器的軟件設(shè)計 4.14.1 開發(fā)軟件簡介開發(fā)軟件簡介 系統(tǒng)的軟件部分主要是利用 C 語言編程來完成程序的設(shè)計，進一步設(shè)計帶 來了便利。匯編語言和 C 語言組成了單片機開發(fā)語言，由于匯編語言的冗長及 復(fù)雜，所以智能音樂演奏器選用 C 語言為開發(fā)語言。對單片機進行編程，Keil 軟件當(dāng)仁不讓的是最好的工具，它有利于程序更好的設(shè)計實現(xiàn)。 Keil 的 C51 系列軟件是該公司獨自設(shè)計的，面向 51 單片機系列并且可以 兼容國產(chǎn)單片機的軟件開發(fā)系統(tǒng)。C 和其他編程語言相比較，它的優(yōu)點還是有 很多的，而且該單片機的平臺提供大量的、可操作性強的調(diào)試工具，有利于集 成開發(fā)。 4.24.2 應(yīng)用程序設(shè)計應(yīng)用程序設(shè)計 那些設(shè)計類軟件，如果大腦中沒有很清楚的思路和很好的方案，那么設(shè)計 東西是非常困難的。程序設(shè)計真的很繁瑣，很乏味但是它的重要性不言而喻。 智能音樂演奏器設(shè)計 為了枯燥乏味的設(shè)計工作條理化，就必須要有相應(yīng)的步驟和方法。通過系統(tǒng)的 分析，其設(shè)計流程可以簡單的分為以下若干種： （1）整體分析系統(tǒng)控制要求：什么要被控制，什么要被顯示，什么要被讀取。 然后在根據(jù)處理值得不同，確定算法。 （2）然后根據(jù)它的算法來畫流程：第一步是什么，第二步是什么，再者又是什 么。畫框圖的優(yōu)點可以把算法和程序設(shè)計的流程方法更加具體化（3）最后再編 寫程序：可以通過框圖的算法和步驟，選取合適的指令實現(xiàn)功能，然后把它們 組成一個有機的整體，就構(gòu)成了整體程序。 下面給出各個模塊的軟件設(shè)計，最終來達到設(shè)計的要求，實現(xiàn)其功能。 4.2.14.2.1 主程序的設(shè)計主程序的設(shè)計 智能音樂演奏器的軟件設(shè)計構(gòu)成主要有如下幾種：由按鍵檢測及控制發(fā)出 的主程序、系統(tǒng) LCD 及解碼模塊的初始化程序、1602 的數(shù)據(jù)顯示程序、控制 解碼程序等。主程序設(shè)計流程 Error! Reference source not found.3 所示。 圖 13 主程序設(shè)計流程圖 是 否 是 是 開始 初始化 LCD1602 初始化 NV020 模塊 是否有 TF 卡 插 入？ 初始化文件系統(tǒng) 查找音樂文件 數(shù)據(jù)送至 NV020 目錄 循環(huán)播放音樂 是否有鍵按 下？ 執(zhí)行相應(yīng)功能 結(jié)束 否 是 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4.2.24.2.2 LCDLCD 顯示程序設(shè)計顯示程序設(shè)計 顯示程序設(shè)計流程圖，如是其他需要調(diào)用的程序之一，所以它的設(shè)計重要 性不言而喻。 是 否 智能音樂演奏器設(shè)計 圖 4 所示。顯示的目的是直觀的向用戶提供用戶想要 的信息，并且在設(shè)計時，應(yīng)該充分考慮設(shè)計顯示的內(nèi)容，和顯示的時間。因為 LCD1602 顯示子程序是其他需要調(diào)用的程序之一，所以它的設(shè)計重要性不言而 喻。 是 否 入口 對 1602 初始化寫入顯示設(shè)置命令 延時一段時間 檢查忙標(biāo)志 BF=7? 設(shè)置字符顯示位置 延時一段時間 向 1602 中寫入數(shù) 據(jù) LCD 顯示內(nèi)容 返回主程序 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 圖 14 顯示子程序流程圖 顯示程序如下所示： static void delayms(unsigned int n) unsigned int x,y; for(x=n;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void lcd_wcom(unsigned char com)/lcd1602 寫命令函數(shù) rs=0;/選擇指令寄存器 rw=0;/選擇寫 P0=com;/把命令字送入 P2 delayms(5); en=1; en=0; void lcd_wdat(unsigned char dat) /1602 寫數(shù)據(jù)函數(shù) rs=1;/選擇數(shù)據(jù)寄存器 rw=0; P0=dat; delayms(5); en=1; en=0; void lcd_wstr(unsigned char *s) 智能音樂演奏器設(shè)計 unsigned char i=0; while(*s!=0 while(a-) for(i = 0; i /頭文件 #include “music.h“ #include “l(fā)cd1602.h“ #include “struct.h“ #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit key1=P13; sbit key2=P15; sbit key3=P14; sbit key4=P16; sbit stop=P33; uchar Num=0; uchar AllNum=5; uchar tnct; bit startflag=0; uchar code tab_led=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf; uchar getkey() if(key1=0) Delay_ms(15); if(key1=0) while(!key1); return 1; if(key2=0) 智能音樂演奏器設(shè)計 Delay_ms(15); if(key2=0) while(!key2); return 2; if(key3=0) Delay_ms(15); if(key3=0) while(!key3); return 3; if(key4=0) Delay_ms(15); if(key4=0) while(!key4); return 4; return 0; void display() lcd_wcom(0x80); 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） if(busy)/正在播放中 lcd_wstr(tabNum); P2=tab_ledtnct/3; else lcd_wcom(0x80); lcd_wstr(“You Are Welcome!“); lcd_wcom(0x80+0x40); lcd_wstr(“ “); if(startflag) Num+; if(Num=6) Num=0; bofang(Num); P2=0xff; void T0_Init() TMOD|=0x01; TH0=(65536-46080)/256; TL0=(65536-46080)%256; EA=1; TR0=1; ET0=1; 智能音樂演奏器設(shè)計 void main ( ) lcd_init(); T0_Init(); while(1) switch(getkey() case 1:startflag=1;bofang(Num);break; case 2:stop=0;Delay_ms(30);stop=1;startflag=0;break; case 3:Num-;if(Num=255)Num=AllNum;bofang(Num);break; case 4:Num+;if(Num=6)Num=0;bofang(Num);break; display(); void timer0() interrupt 1 TH0=(65536-46080)/256; TL0=(65536-46080)%256; tnct+; if(tnct=18) tnct=0; 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 請刪除以下內(nèi)容，請刪除以下內(nèi)容，O(_)O 謝謝！謝謝！The origin of taxation in the United States can be traced to the time when the colonists were heavily taxed by Great Britain on everything from tea to legal and business documents that were required by the Stamp Tax. The colonists disdain for this taxation without representation (so-called because the colonies had no voice in the establishment of the taxes) gave rise to revolts such as the Boston Tea Party. However, even after the Revolutionary War and the adoption of the U.S. Constitution, the main source of revenue for the newly created states was money received from customs and excise taxes on items such as carriages, sugar, whiskey, and snuff. Income tax first appeared in the United States in 1862, during the Civil War. At that time only about one percent of the population was required to pay the tax. A flat-rate income tax was imposed in 1867. The income tax was repealed in its entirety in 1872. Income tax was a rallying point for the Populist party in 1892, and had enough support two years later that Congress passed the Income Tax Act of 1894. The tax at that time was two percent on individual incomes in excess of $4,000, which meant that it reached only the wealthiest members of the population. The Supreme Court struck down the tax, holding that it violated the constitutional requirement that direct taxes be apportioned among the states by population (pollock v. farmers loan the explanation of the tax reform act of 1986 was more than thirteen hundred pages long (Pub. L. 99-514, Oct. 22, 1986, 100 Stat. 2085). Commerce Clearing House, a publisher of tax information, released a version of the Internal Revenue Code in the early 1990s that was four times thicker than its version in 1953. Changes to the tax laws often reflect the times. The flat tax of 1913 was later replaced with a graduated tax. After the United States entered world war i, the War Revenue Act of 1917 imposed a maximum tax rate for individuals of 67 percent, compared with a rate of 13 percent in 1916. In 1924 Secretary of the Treasury Andrew W. Mellon, speaking to Congress about the high level of taxation, stated, The present system is a failure. It was an emergency measure, adopted under the pressure of war necessity and not to be counted upon as a permanent part of our revenue structure. The high rates put pressure on taxpayers to reduce their taxable income, tend to destroy individual initiative and enterprise, and seriously impede the development of productive business. Ways will always be found to avoid taxes so destructive in their nature, and the only way to save the situation is to put the taxes on a reasonable basis that will permit business to go on and industry to develop. Consequently, the Revenue Act of 1924 reduced the maximum individual tax rate to 43 percent (Revenue Acts, June 2, 1924, ch. 234, 43 Stat. 253). In 1926 the rate was further reduced to 25 percent. The Revenue Act of 1932 was the first tax law passed during the Great Depression (Revenue Acts, June 6, 1932, ch. 209, 47 Stat. 169). It increased the 智能音樂演奏器設(shè)計 individual maximum rate from 25 to 63 percent, and reduced personal exemptions from 寧波大學(xué)信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） $1,500 to $1,000 for single persons, and from $3,500 to $2,500 for married couples. The 智能音樂演奏器設(shè)計 national industrial recovery act of 1933 (NIRA), part of President franklin d. roosevelts new deal, imposed a five percent excise tax on dividend receipts, imposed a capital stock tax and an excess profits tax, and suspended all deductions for losses (June 16, 1933, ch. 90, 48 Stat. 195). The repeal in 1933 of the eighteenth amendment, which had prohibited the manufacture and sale of alcohol, brought in an estimated $90 million in new liquor ta