基于AT89C51的音樂倒數(shù)計數(shù)器

1、題目：音樂倒數(shù)計數(shù)器1. 設(shè)計要求利用數(shù)字AT89C51單片機實現(xiàn)倒數(shù)計數(shù)器的功能，設(shè)定時間后在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時間。其功能和性能指標(biāo)如下: 字符型LCD(16×2)顯示器，顯示格式為“TIME 分分：秒秒”。 用4個按鍵操作來設(shè)置當(dāng)前想要倒計數(shù)的時間。 一旦按下鍵則開始倒計數(shù)，當(dāng)計數(shù)為0時，發(fā)出一陣音樂聲。 程序執(zhí)行后工作指示燈LCD閃動，表示程序開始執(zhí)行，按下操作鍵K1K4動作如下： K1-可調(diào)整倒計數(shù)的時間160分鐘。 K2-設(shè)置倒計數(shù)的時間為5分鐘，顯示“0500”。 K3-設(shè)置倒計數(shù)的時間為10分鐘，顯示“1000”。 K4-設(shè)置倒計數(shù)的時間為20分鐘，顯示“200

2、0” 復(fù)位后LCD的畫面應(yīng)能顯示倒計時的分鐘和秒數(shù)，此時按K1鍵，則在LCD上顯示出設(shè)置畫面。此時，若： 按K2鍵-增加倒計數(shù)的時間1分鐘。 按K3鍵-減少倒計數(shù)的時間1分鐘。 按K4鍵-設(shè)置完成。2. 工作原理 音樂倒數(shù)計數(shù)器所倒數(shù)的時間由數(shù)字顯示，控制器使用單片機AT89S52。本設(shè)計基于單片機技術(shù)原理，以單片機芯片AT89S52作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計制作出一個計數(shù)器，包括以下功能：輸出時間，按下鍵就開始計時，并將時間顯示在LCD1602顯示器上。當(dāng)?shù)褂嫈?shù)為0時，蜂鳴器就發(fā)出音樂聲響等等。該計數(shù)器系統(tǒng)主要由計數(shù)器模塊、LCD顯示器模塊、蜂鳴器模塊、鍵盤模

3、塊、復(fù)位模塊等部分組成。3. 硬件設(shè)計電路原理圖下圖所示.3.1 AT89C52單片機AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖1所示：圖13.2 LCD1602液晶顯示電路設(shè)計與原理工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02即32個字符（16列2行）。1602字符型LCD通常有14條引腳線或1

4、6條引腳線的LCD，多出來的2條線是背光電源。VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時模塊把地址41H中的點陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。Proteus7.7中的1602液晶只有14個引腳，少了背光電源的兩根引腳，完全兼容。本設(shè)計中，液晶的數(shù)據(jù)口與單片機的P0口相連。如圖2所示：圖23.3 復(fù)位

5、電路當(dāng)MCS -5l系列單片機的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個機器周期以上的高電平時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。如圖3所示：圖33.4 按鍵電路題目中要求通過按鍵來設(shè)置定時的時間，并且能為160間的任意時間，根據(jù)要求以K1作為第二功能選擇位，來更改時間設(shè)置的模式。不按K1時，按下K2、K3、K4分別為定時5分鐘，10分鐘，20分鐘；按下K1后，初始為30分鐘（為方便上下調(diào)節(jié)選擇30為初始值），然

6、后再按K2為加1分鐘，按K3為減1分鐘，按K4為設(shè)置完成。 如圖4所示：如圖4所示：3.5 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示。單片機驅(qū)動他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動，另一種是利用I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動波形對蜂鳴器進行驅(qū)動。本設(shè)計選擇利用I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動波形對蜂鳴器進行驅(qū)動。利用I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動波形的方式必須利用定時器

7、來做定時，通過定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個波形就可以用來驅(qū)動蜂鳴器了。比如為2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為400s，這樣只需要驅(qū)動蜂鳴器的I/O 口每200s 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個頻率為2500Hz，占空比為1/2duty 的方波，再通過三極管放大就可以驅(qū)動這個蜂鳴器了。如圖5所示：圖54. 軟件設(shè)計主程序開始初始化，然后掃描鍵盤、復(fù)位電路和計數(shù)器。當(dāng)鍵盤按鍵有按下時，調(diào)整計數(shù)器值，LCD顯示新值。當(dāng)復(fù)位鍵有按下時，計數(shù)器復(fù)位為初值，重新倒計數(shù)。當(dāng)計數(shù)器值倒計為0時，蜂鳴器發(fā)出聲音，計數(shù)器停止倒計，程序結(jié)束。主程序流程圖、LCD顯示流程圖和按鍵流程圖分別

8、如下圖4-1、圖4-2和圖4-3所示。 圖4-1 主程序流程圖圖4-2 LCD顯示流程圖復(fù)位鍵是否按下開始 是否有程序執(zhí)行LCD閃動是是否有鍵按下是LCD相應(yīng)時間否否是LCD倒數(shù)的計時是否有鍵按下LCD顯示相應(yīng)畫面是退出否否開始初始化按鍵掃描按鍵處理，確定模式時間顯示模式有鍵按下根據(jù)按鍵狀態(tài)顯示相應(yīng)時間段時間修改模式根據(jù)按鍵狀態(tài)修改時間否否是是 圖4-3 按鍵流程圖5. 仿真結(jié)果及結(jié)論5.1本課程設(shè)計軟件仿真結(jié)果如下圖5-1所示。圖5-1課程設(shè)計調(diào)試結(jié)果5.2本課程設(shè)計實物仿真結(jié)果如下圖5-2所示。圖5-2課程設(shè)計實物模型5.3 經(jīng)過將近一個星期的課程設(shè)計，簡單帶有LCD顯示的音樂倒數(shù)計數(shù)器基本完成，系統(tǒng)基本功能基本實現(xiàn)，測試運行也基本正常。該系統(tǒng)基本上完成了計數(shù)鬧時的功能。當(dāng)然這個系統(tǒng)還存在許多有待完善的地方： 功能相對較少，