proteus課程設(shè)計報告邢運堯

1、 成績課程論文題 目： 基于單片機的按鍵選播電子音樂設(shè)計 學(xué)生姓名： 邢運堯 學(xué)生學(xué)號： 1008050241 系 別： 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù) 年 級： 10（2） 任課教師： 沈曉波 電氣信息工程學(xué)院制2012年12月按鍵選播電子音樂學(xué)生：邢運堯指導(dǎo)老師：沈曉波電氣信息工程學(xué)院；10電子信息科學(xué)與技術(shù)目錄第1章 單片機簡介21.1 單片機系統(tǒng)功能簡介21.2 設(shè)計意義21.3 設(shè)計目的2第2章 系統(tǒng)硬件介紹32.1 AT89C51單片機簡介32.2 數(shù)碼管7SEG-COM-AN -BLUE介紹(7段數(shù)碼管)42.2.1 七段數(shù)碼管概述42.2.2 七段數(shù)碼管應(yīng)用42

2、.2.3七段數(shù)碼管驅(qū)動方式42.3 蜂鳴器SOUNDER介紹52.3.1.蜂鳴器的分類52.3.2 壓電式蜂鳴器5第3章 單片機系統(tǒng)硬件電路設(shè)計53.1 電路圖53.2元器件清單63.3 流程圖設(shè)計7第4章 系統(tǒng)調(diào)試84.1 在PROTEUS中仿真84.2 PCB制作8附錄1 程序設(shè)計9附錄2 摘要和關(guān)鍵詞13附錄3 參考文獻13前言單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，單片機又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。單片機由運算器，控制器，存儲器，輸入輸出

3、設(shè)備構(gòu)成，相當(dāng)于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機是了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。 由于單片機在工業(yè)控制領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計出的處理器，當(dāng)時的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在803

4、1上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)。因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。盡管2000年以后ARM已經(jīng)發(fā)展出了32位的主頻超過300M的高端單片機，直到目前基于8031的單片機還在廣泛的使用。在很多方面單片機比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了廣泛的應(yīng)用。事實上單片機是世界上數(shù)量最多處理器，隨著單片機家族的發(fā)展壯大，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。 現(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機。 汽車上一般配備40多部單片機，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在

5、同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。第1章 單片機簡介1.1 單片機系統(tǒng)功能簡介本例單片機內(nèi)置了五段音樂，按下P3.2的K1鍵時將觸發(fā)INT0中斷，中斷控制切換播放另一端音樂。1.2 設(shè)計意義單片機的設(shè)計是具有高度現(xiàn)實意義的，單片機極高的可靠性，微型性和智能性，單片機已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活中。通過此次基于單片機的按鍵選播電子音樂的設(shè)計，我們可以更清楚詳細(xì)的了解單片機程序設(shè)計的基本指令功能，編程步驟和技巧來講述單片機編程，并對MCS-51單片機的結(jié)構(gòu)和原理進行講述，以及基于單片機開發(fā)應(yīng)用的相關(guān)芯片的

6、工作原理，并且可以再將來的學(xué)習(xí)和工作中加以應(yīng)用。1.3 設(shè)計目的隨著單片機在各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，許多用單片機控制的電子音樂器材也隨機產(chǎn)生，此次用AT89C51單片機設(shè)計按鍵選播電子音樂系統(tǒng)，通過按鍵來改變播放音樂，本次設(shè)計共采用5段不同的歌曲，通過本次基于C51系列的按鍵選播電子音樂的系統(tǒng)設(shè)計，可以了解，熟悉又關(guān)單片機開發(fā)設(shè)計的過程，并加深對單片機的理解和應(yīng)用以及掌握單片機與外圍接口的一些方法和技巧。第2章 系統(tǒng)硬件介紹2.1 AT89C51單片機簡介 AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read

7、 Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案主要特性：與MCS-51 兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內(nèi)部RAM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路2

8、.2 數(shù)碼管7SEG-COM-AN -BLUE介紹(7段數(shù)碼管)2.2.1 七段數(shù)碼管概述七段數(shù)碼管是數(shù)碼管的一種是半導(dǎo)體發(fā)光器件，數(shù)碼管可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管,區(qū)別在于八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個發(fā)光二極管單元，其基本單元是發(fā)光二極管。1 2.2.2 七段數(shù)碼管應(yīng)用數(shù)碼管是一類價格便宜 使用簡單，通過對其不同的管腳輸入相對的電流，使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示 時間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)的器件。 在電器特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，如顯示屏、空調(diào)、熱水器、冰箱等等。絕大多數(shù)熱水器用的都是數(shù)碼管，其他家電也用液晶屏與熒光屏。 2.2.3七段數(shù)碼管驅(qū)動方式直流驅(qū)動是指每個數(shù)碼

9、管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多。 動態(tài)顯示驅(qū)動是將所有數(shù)碼管通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的COM端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示。將所有數(shù)碼管的8個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當(dāng)單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選

10、通的數(shù)碼管就不會亮。2.3 蜂鳴器SOUNDER介紹2.3.1.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。 2.蜂鳴器的電路圖形符號 蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”(舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、 “LB”、“JD”等)表示。 2.3.2 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(gòu)成。當(dāng)接通電源后(1.515V 直流工作電壓), 多諧振蕩器起振,輸出 1.52.5kHZ 的音頻信號，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

11、。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。第3章 單片機系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1 電路圖圖表 13.2元器件清單單片機AT89C51瓷片電容CAP22pF電解電容CAP-ELEC電阻RES按鈕BUTTON三極管2N2905數(shù)碼管7SEG-COM-AN-BLUE蜂鳴器SOUNDER晶振CRYSTAL 11.0592MHz排阻RESPACK-83.3 流

12、程圖設(shè)計：第4章 系統(tǒng)調(diào)試4.1 在PROTEUS中仿真4.1.1. 在Keil中編譯程序；4.1.2 在Proteus中繪制硬件圖；4.1.3 將在Keil中編譯好的HEX文件加載到Proteus中；4.1.4 點運行鍵觀察是否播放音樂，如果播放，按K1觀察音樂是否切換。圖表 24.2 PCB制作在Proteus ARES中做PCB。圖表 3圖表 4附錄1 程序設(shè)計#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K1=P32;sbit beep=P37;uchar i;uchar song_In

13、dex=0,Tone_Index=0;uchar*song_Tone,*song_Time;const LED_tab=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92, 0x82,0xF8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xBF,0xFF;uint code Tone_tab= 62018,62401,62491,62895,63184,63441,63506,63773,63965,64137,64215,64360,64488,64603,64654,64751,64836,64876,64948,65012,65067,655

14、35;uchar code song1_Tone= 11,9,11,14,12,14,12,11,11,7,8,9,8,7,8,11,9,11,14,13,12,14,11,11,7,8,9,6,7,12,14,14,13,12,13,14,12,13,14,12,12,11,10,7,8,11,9,11,14,13,12,14,11,11,8,9,10,6,7,0xff;uchar code song1_Time= 4,2,2,8,4,2,2,8,4,2,2,4,2,2,12,4,2,2,4,2,4,4,8,4,2,2,4,2,12,4,4,8,4,2,2,8,2,2,2,2,2,2,2,2

15、,16,4,2,2,4,2,4,4,8,4,2,2,4,2,12,0xff;uchar code song2_Tone= 7,8,9,7,7,8,9,7,9,10,11,9,10,11,11,12,11,10,9,7,11,12,11,10,9,7,7,4,7,7,4,7,0xff;uchar code song2_Time=4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,8,4,4,8, 2,2,2,2,4,4,2,2,2,2,4,4,4,4,8,4,4,8,0xff; uchar code song3_Tone= 7,7,7,8,9,9,9,9,10,11,12,12,11,10,9,11,11,

16、8,9,7,7,7,7,8,11,9,9,9,10,11,12,12,11,10,9,11,11,8,9,7,0xff;uchar code song3_Time= 2,2,2,2,4,2,2,2,2,4,2,2,2,2,4,2,2,2,2,4,2,2,2,2,4,2,2,2,2,4,2,2,2,2,4,2,2,2,2,5,0Xff;uchar code song4_Tone=5,9,9,9,9,8,7,8,7,6,5,12,12,12,12,12,11, 2,11,11,10,9,9,12,12,11,9,8,7,8,7,6,5,9,2,7,7,6,5,9,8,7,6,4,12,0xff;u

17、char code song4_Time= 2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,8,2,2,2,2,4,2,2,2,2,2,8,2,2,2,2,4,2,2,2,2,2,4,2,2,2,2,2,4,2,2,2,2,2,8,0xff;uchar code song5_Tone= 11,12,11,9,8,9,11,9,8,7,9,11,7,9,8,11,12,11,9,8,9,11,9,8,7,8,7,8,9,7,0xff;uchar code song5_Time= 4,4,8,4,4,8,4,4,4,4,2,2,2,2,8,4,4,8,4,4,8,4,4,4,4,2,2,2,2,8,0xf

18、f;void delayms(uint ms) uchar a; while(ms-) for(a=230;a0;a-); void int0() interrupt 0 delayms(100); if(INT0=0) TR0=0; song_Index+; if(song_Index=1) song_Tone=song2_Tone; song_Time=song2_Time; if(song_Index=2) song_Tone=song3_Tone; song_Time=song3_Time;if(song_Index=3) song_Tone=song4_Tone; song_Time=song4_Time; if(song_Index=4) song_Tone=song5_Tone; song_Time=song5_Time; if(song_Index=5) song_Tone=song1_Tone; song_Time=song1_Time; song_Index=0; TR0=1; i=0; void Timer0() interrupt 1 TH0=Tone_tabTone_Index/256