畢業(yè)論文-基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)八音盒設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目論文題目：基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)八音盒設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系 所： 電子工程系 專 業(yè)： 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱： 講師 完成日期： 2014年 5月 2日 大連東軟信息學(xué)院Dalian Neusoft University of Information大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 IV基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)八音盒設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要在信息技術(shù)革命不斷的深入過程中以及在計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的情況下，單片機(jī)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，而且已經(jīng)逐漸地發(fā)展成為了一門比較關(guān)鍵的技術(shù)學(xué)科。本論文所介紹的是一種比較簡易的基于單

2、片機(jī)的旋轉(zhuǎn)八音盒的設(shè)計(jì)以及相關(guān)的實(shí)現(xiàn)方案。此設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為核心的。依據(jù)單片機(jī)的技術(shù)原理，通過硬件電路的制作以及軟件的編譯，設(shè)計(jì)制作出了一個(gè)旋轉(zhuǎn)的八音盒。該音樂盒主要是由步進(jìn)電機(jī)、音樂播放電路、彩燈電路、按鍵電路以及功率放大電路組成的。音樂在演奏的過程中可以按鍵中斷，停止播放；在播放音樂時(shí)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，蜂鳴器發(fā)出某個(gè)音調(diào)，與之對應(yīng)的LED燈亮起。本論文軟件部分采用的是單片機(jī)C語言，對各個(gè)模塊進(jìn)行了編程，其中包括：步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)、彩燈電路的設(shè)計(jì)、音樂的播放。利用KEIL編程軟件對程序進(jìn)行編程且調(diào)試，配合PROTEUS仿真軟件對硬件進(jìn)行仿真調(diào)試，節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間。關(guān)鍵詞：單片機(jī)

3、，旋轉(zhuǎn)八音盒，PROTEUS，KEIL大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AbstractDesign and Implementation of Rotary Music Box Based on MCUAbstractIn the process of continuous deep revolution of information technology and the rapid development in computer technology, MCU has been used more and more widely, and has gradually become a ke

4、y technical subject.This paper presents a relatively simple design of rotating the music box of MCU and the realization scheme based on the correlation. This design is based on STC89C52 micro-controller as the core. According to the technology principle of SCM, through the production of the hardware

5、 circuits and software compilation designed to produce a rotation of the music box. The music box is mainly composed of stepping motor, music playing circuit, lamp circuit, key circuit and a power amplification circuit. Music can interrupt button, stop playing in the performance process; when playin

6、g music, stepper motor rotation, the buzzer sounded a tone, and the corresponding LED lamp lights up.In this paper, the software part adopts the MCU C language, of the various modules of the program, including: stepper motor drive circuit design, lights, music playback. Programming and debugging the

7、 program using KELL programming software, the hardware simulation debugging of PROTEUS simulation software, to save the design time.Key words: MCU, Rotating music box, PROTEUS, KEIL大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc386651344 h IAbstract PAGEREF _Toc386651345 h II第1章緒 論 PAGEREF _Toc3

8、86651346 h 11.1 課題研究背景與意義 PAGEREF _Toc386651347 h 11.2 課題研究內(nèi)容與方法 PAGEREF _Toc386651348 h 21.3 課題研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc386651349 h 2第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc386651350 h 32.1 單片機(jī)選型 PAGEREF _Toc386651351 h 32.2 步進(jìn)電機(jī)選型 PAGEREF _Toc386651352 h 32.3 功率放大器選型 PAGEREF _Toc386651353 h 3第3章系統(tǒng)需求分析 PAGEREF _Toc386651354

9、 h 53.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc386651355 h 53.2 系統(tǒng)功能需求 PAGEREF _Toc386651356 h 53.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng) PAGEREF _Toc386651357 h 53.2.2 LM386M1功放模塊 PAGEREF _Toc386651358 h 63.2.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊 PAGEREF _Toc386651359 h 63.2.4 LED燈顯示模塊 PAGEREF _Toc386651360 h 63.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc386651361 h 63.4 系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析 PAGEREF _To

10、c386651362 h 63.4.1 技術(shù)可行性 PAGEREF _Toc386651363 h 63.4.2 系統(tǒng)安全性分析 PAGEREF _Toc386651364 h 7第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651365 h 84.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則 PAGEREF _Toc386651366 h 84.1.1 指導(dǎo)思想 PAGEREF _Toc386651367 h 84.1.2 軟件設(shè)計(jì)原則 PAGEREF _Toc386651368 h 84.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651369 h 94.3 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc38665137

11、0 h 94.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651371 h 94.3.2 功率放大器電路功能設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651372 h 104.3.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路功能設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651373 h 104.3.4 LED顯示電路功能設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651374 h 104.4 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc386651375 h 11第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386651376 h 125.1 軟件實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386651377 h 125.1.1 主函數(shù)模塊功能實(shí)現(xiàn) P

12、AGEREF _Toc386651378 h 125.1.2 音樂函數(shù)程序?qū)崿F(xiàn) PAGEREF _Toc386651379 h 135.1.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)函數(shù)程序?qū)崿F(xiàn) PAGEREF _Toc386651380 h 145.2 硬件實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386651381 h 145.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386651382 h 145.2.2 功率放大器電路功能實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386651383 h 155.2.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路功能實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc386651384 h 165.2.4 LED顯示電路實(shí)現(xiàn) PAGEREF

13、 _Toc386651385 h 17第6章系統(tǒng)測試 PAGEREF _Toc386651386 h 186.1 硬件電路測試 PAGEREF _Toc386651387 h 186.2 軟件系統(tǒng)測試 PAGEREF _Toc386651388 h 19第7章結(jié)論 PAGEREF _Toc386651389 h 21參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc386651390 h 22致 謝 PAGEREF _Toc386651391 h 23大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 第1章緒 論在當(dāng)今社會(huì)，電子技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在它的推動(dòng)作用下，現(xiàn)代的電子產(chǎn)品也幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中，而且極其有力

14、地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展以及社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也讓現(xiàn)代電子產(chǎn)品性能得到了進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度也變得越來越快。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種的方向發(fā)展。單片機(jī)應(yīng)用的重要意義在于它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展變化，人們對于視覺以及聽覺方面的享受也提出了越來越高的要求。小小的音樂盒給人們帶來美好的回憶，提高了人們的精神文化享受。傳統(tǒng)音樂盒大多數(shù)是機(jī)械型的，不僅體積笨重，而且發(fā)音單調(diào)，且不能實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)。本文所設(shè)計(jì)的八音盒是以STC89C52單片機(jī)為核心元件的電子式八音盒，此八音盒不僅體積小，重量輕，而且能夠演奏和旋音樂，功能重多，外觀效果

15、多彩多樣，使用起來大方簡單，并具有一定的商業(yè)價(jià)值。本論文的主要內(nèi)容有：當(dāng)接通電源時(shí)，播放音樂，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，LED燈閃爍；在音樂播放過程中，可以隨時(shí)中斷音樂；當(dāng)在接通電源的時(shí)候，播放下一首音樂，如此反復(fù)操作，就可以循環(huán)播放單片機(jī)中存儲(chǔ)的音樂。1.1 課題研究背景與意義傳統(tǒng)的音樂盒大多數(shù)是機(jī)械式音樂盒，它的工作原理是通過齒輪來帶動(dòng)一個(gè)具有鐵釘?shù)蔫F桶進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),然后在鐵桶上的鐵釘撞擊鐵片因而制成琴鍵，從而發(fā)出聲音。但由于機(jī)械式的音樂盒體積大，笨重，且發(fā)音單調(diào)。因?yàn)橥庠谝蛩兀菀讓?dǎo)致音樂盒內(nèi)部金屬發(fā)音條變形，從而造成音樂的發(fā)音跑調(diào)等問題，且不易大批量生產(chǎn)。本論文所設(shè)計(jì)的音樂盒，是基于單片機(jī)設(shè)計(jì)制作

16、的電子式音樂盒。與傳統(tǒng)的機(jī)械式音樂盒相比更加小巧美觀，音質(zhì)更優(yōu)美。攜帶方便，且能大批量的生產(chǎn)。因?yàn)槭腔趩纹瑱C(jī)設(shè)計(jì)的，所以其控制功能強(qiáng)大，可根據(jù)需要進(jìn)行選歌，使用方便。根據(jù)內(nèi)部存儲(chǔ)容量的大小，可盡可能多的存儲(chǔ)歌曲。通過設(shè)計(jì)本次電子音樂盒系統(tǒng)，可以進(jìn)一步的鞏固單片機(jī)的知識(shí)，將自己所學(xué)知識(shí)綜合的運(yùn)用在實(shí)際當(dāng)中，而且有利于提高自身的設(shè)計(jì)能力，動(dòng)手操作能力等各種綜合能力。1.2 課題研究內(nèi)容與方法本論文應(yīng)用STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心部分，和其他模塊相互配合完成旋轉(zhuǎn)八音盒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)中主要是由單片機(jī)最小系統(tǒng)、LED燈顯示系統(tǒng)、功率放大系統(tǒng)、以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成的。其中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)是由

17、8051芯片連接，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，完成旋轉(zhuǎn)的功能。功率放大系統(tǒng)是芯片LM386M1連接喇叭實(shí)現(xiàn)的。基于這些元器件的應(yīng)用連接，設(shè)計(jì)出完備而可靠的硬件電路，另外利用一套完整的軟件編程，實(shí)現(xiàn)了畢業(yè)設(shè)計(jì)中旋轉(zhuǎn)八音盒的功能。1.3 課題研究現(xiàn)狀音樂盒的起源，是可以追溯到中世紀(jì)歐洲文藝復(fù)興時(shí)期。當(dāng)時(shí)是為了讓教會(huì)的鐘塔報(bào)時(shí)，從而將大小的鐘表裝上機(jī)械裝置，因此也可被稱為“可發(fā)出聲音的組鐘”。音樂盒也有著300多年的發(fā)展歷史，也是人類文明發(fā)展的歷史見證。每個(gè)不同時(shí)期的音樂盒的造型，都能折射出當(dāng)今不同的社會(huì)心態(tài)和文明發(fā)展現(xiàn)狀，它也成了時(shí)代的一面鏡子?，F(xiàn)今，音樂盒更是得到了眾多品味人士的追求，現(xiàn)在的音樂盒體積小，

18、輕巧易攜帶，功能多，音質(zhì)好。本文所設(shè)計(jì)的音樂盒，是基于單片機(jī)的。與傳統(tǒng)的相比，小巧，音質(zhì)優(yōu)美?；趩纹瑱C(jī)制作的音樂盒，控制功能大，使用方便。根據(jù)存儲(chǔ)容量的大小，可以盡可能多的存儲(chǔ)歌曲。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 單片機(jī)選型早期Single Chip Microcomputer的直譯成單片機(jī)，它反映了早期單片機(jī)的形態(tài)和本質(zhì)。國外已普遍稱之為微控制器MCU（Micro-controller Unit）。其主要特點(diǎn)是按照面向?qū)ο?，突出控制功能。單片機(jī)內(nèi)部集成了外圍電路、接口和存儲(chǔ)器的CPU芯片，單片機(jī)已經(jīng)圖片了計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，針對他的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其還可以成為嵌入式微控制器。單

19、片機(jī)采用哈佛體系結(jié)構(gòu)，即是存儲(chǔ)空間與程序之間互相獨(dú)立的體系。單片微控制器簡稱單片機(jī)，是在一塊集成了CPU中央處理器的芯片、ROM程序存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和多種功能的I/O輸入/輸出接口等一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)以體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，在工業(yè)控制、通信設(shè)備、家用電器等眾多嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域中獨(dú)占鰲頭。如果說C語言程序設(shè)計(jì)課程是軟件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課，那么單片機(jī)以其系統(tǒng)硬件構(gòu)架完整、價(jià)格低廉、學(xué)生能動(dòng)手操作等特點(diǎn)，成為工科學(xué)生硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)課。2.2 步進(jìn)電機(jī)選型步進(jìn)電機(jī)是一種 HYPERLINK /view/356524.htm t _blank 感應(yīng)電機(jī)，其工

20、作原理是利用電子電路，將直流電轉(zhuǎn)換成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，采用此種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才可以正常的工作，驅(qū)動(dòng)器就是為步進(jìn)電機(jī)分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制器。同一步進(jìn)電機(jī)可配不同細(xì)分的驅(qū)動(dòng)器以改變精度和效果。2.3 功率放大器選型我們把能夠把微弱的信號(hào)放大的電路叫做放大電路或放大器，因此功率放大器的定義是能把輸入信號(hào)放大并且能向負(fù)載提供足夠大的功率的放大器。功率放大器的種類有三種分別是:(1)甲類單管功率放大器此類功率放大器不管有沒有輸入信號(hào)，晶體管將始終處于導(dǎo)通的狀態(tài)，靜態(tài)電流相對較大，所以集電極損耗大，且效率也不高。因此這種工作狀態(tài)稱之為甲類工作狀態(tài)。這種放大器一般是用在功率不太

21、大的場合。(2)乙類推挽功率放大器它的輸出功率較大，失真也相對較小，效率也較高，一般可以達(dá)到60。(3)OTL功率放大器目前被廣泛應(yīng)用的無變壓器乙類推挽放大器，簡稱OTL電路，是一種性能非常好的功率放大器。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第3章系統(tǒng)需求分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)硬件電路主要負(fù)責(zé)的是電氣性能的連接，在設(shè)計(jì)的開題報(bào)告中明確了系統(tǒng)的功能。系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)功能過程中需要進(jìn)行選擇器件，器件確定之后，進(jìn)一步?jīng)Q定系統(tǒng)功能。在確定器件后將相應(yīng)的器件按照一定的電氣性能連接起來，即形成了所需要的硬件電路。本系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)主要旋轉(zhuǎn)八音盒系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，針對旋轉(zhuǎn)八音盒系統(tǒng)的功能和控制方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)主要

22、分為單片機(jī)最小系統(tǒng)、揚(yáng)聲器、步進(jìn)電機(jī)、音頻放大器和電源電路。各個(gè)電路之間相互協(xié)同相互配合，主要是依靠單片機(jī)的協(xié)調(diào)。硬件電路的功能就是播放單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的音樂。軟件是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，硬件電路將其相應(yīng)功能的電路搭建完成之后，單片機(jī)對各個(gè)電路的控制核心就是軟件程序。如果將硬件電路比作是人體的四肢和身體，那么軟件就是人的思維活動(dòng)。只不過它的思維方式已經(jīng)被設(shè)定完成，會(huì)根據(jù)人的思維進(jìn)行動(dòng)作。軟件主要的功能是對各個(gè)模塊進(jìn)行編寫相應(yīng)的應(yīng)用程序，使其達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。在啟動(dòng)單片機(jī)時(shí)，調(diào)用單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的音樂，然后通過硬件電路進(jìn)行播放；通過程序控制LED燈的顯示。3.2 系統(tǒng)功能需求3.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)本

23、系統(tǒng)采用Atmel公司的STC89C52單片機(jī)，采用雙列直插封裝（DIP），有40個(gè)引腳。該單片機(jī)采用Atmel公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，與美國Intel公司生產(chǎn)的MCS51系列單片機(jī)的指令和引腳設(shè)置兼容。其主要特征如下：STC89C52單片機(jī)是一個(gè)8位CPU，其內(nèi)置4K字節(jié)Flash可重復(fù)編程Flash，擦寫次數(shù)可重復(fù)1000次?？梢酝耆o態(tài)操作：操作頻率在0Hz24Hz之間，可輸出時(shí)鐘信號(hào)。程序存儲(chǔ)器可以進(jìn)行三級(jí)加密，保證系統(tǒng)安全。片內(nèi)有128B8的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)。在所有引腳中有32根是可編程I/O線。系統(tǒng)內(nèi)部集成了2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，并且包括有6個(gè)中斷源的中斷系統(tǒng)，可編

24、為兩個(gè)優(yōu)先級(jí)。一個(gè)全雙工可編程串行通道?？删幊檀蠻ART通道。具有閑置模式和掉電模式兩種節(jié)能模式。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是系統(tǒng)控制的核心部分，它主要責(zé)任是控制系統(tǒng)的運(yùn)行，它的作用是存儲(chǔ)程序。單片機(jī)上電之后，程序會(huì)開始運(yùn)行，各個(gè)部件在此時(shí)進(jìn)行初始化，完成初始化后，單片機(jī)控制其他電路進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，完成設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)運(yùn)用了單片機(jī)中的復(fù)位電路和振蕩電路。3.2.2 LM386M1功放模塊功率放大器是將輸入信號(hào)放大并且能向負(fù)載提供足夠大的功率的。本次論文采用LM386M1芯片驅(qū)動(dòng)功率的放大。LM386M1是一種音頻集成的 HYPERLINK /view/8523.htm t _blank 功放，具有功耗低、電

25、源電壓范圍大以及外接元器件少等優(yōu)點(diǎn)的功率放大器。它是美國某公司生產(chǎn)的 HYPERLINK /view/8599023.htm t _blank 音頻功率放大器，其主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類的產(chǎn)品。為了讓外圍元件最少，將 HYPERLINK /view/172144.htm t _blank 電壓增益內(nèi)置為20。但是可以在1腳和8腳之間增加外接的電阻和電容，那么就可以將電壓增益調(diào)為任意值，直到200為止。3.2.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊步進(jìn)電機(jī)是不能直接接到工頻交流或者直流電源上工作，而必須使用專用的驅(qū)動(dòng)器。本設(shè)計(jì)利用的是ULN2003A芯片進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。ULN2003A是一個(gè)7路反向器的電路，其意思就是

26、當(dāng)輸入端是高電平時(shí)ULN2003A輸出端為低電平，當(dāng)輸入端是低電平時(shí)ULN2003A輸出端為高電平。它還具有高耐壓、大電流、高電壓輸出等特性，它可以直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，使其進(jìn)行工作。3.2.4 LED燈顯示模塊隨著科技的不斷發(fā)展，顯示電路逐漸已經(jīng)成為了最小系統(tǒng)的一部分，雖然單片機(jī)最小系統(tǒng)并不包含顯示電路，可是現(xiàn)有的單片機(jī)電路沒有了顯示電路已經(jīng)不能稱為合格的單片機(jī)系統(tǒng)。LED顯示更是更加先進(jìn)和美觀的電路，保證再輸入是LED顯示電路會(huì)有相應(yīng)的顯示。LED顯示電路在設(shè)置完成后，需要實(shí)時(shí)顯示單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和時(shí)間。保證了系統(tǒng)的人性化和科學(xué)化。使其更加美觀。旋轉(zhuǎn)八音盒的設(shè)計(jì)運(yùn)用了發(fā)光二極管。它的作用就是當(dāng)

27、音樂在播放的時(shí)候，它會(huì)進(jìn)行發(fā)光，每個(gè)音符對應(yīng)著不同的發(fā)光現(xiàn)象。這種顯示方式是通過軟件的編譯來實(shí)現(xiàn)的。3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 硬件配置：硬盤：25GB，內(nèi)存：256MB，操作系統(tǒng)：Windows XP開發(fā)工具：keil uVision2/Protel 99SE/Proteus7.43.4 系統(tǒng)任務(wù)的可行性分析3.4.1 技術(shù)可行性本系統(tǒng)采用雙控制模塊化結(jié)構(gòu)，分兩部分進(jìn)行控制。兩部分又各自的單片機(jī)進(jìn)行控制各自獨(dú)立運(yùn)行，互不影響。這樣對于系統(tǒng)的安全更加有保障。在某個(gè)模塊的出現(xiàn)問題的時(shí)候不會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本系統(tǒng)使用的單片式是采用雙列直插封裝。共有40個(gè)引腳。該單片機(jī)采用高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)

28、制造。其主要特點(diǎn)是STC89C52是一個(gè)8位的CPU，其內(nèi)置4K字節(jié)Flash，可查寫次數(shù)1千次，可以完全靜態(tài)操作，操作頻率在0Hz24Hz之間，可以輸出時(shí)鐘信號(hào)。存儲(chǔ)器可以進(jìn)行三級(jí)加密，保證系統(tǒng)安全。片內(nèi)有120bX8的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）。40個(gè)引腳中有32個(gè)事I/O口。系統(tǒng)內(nèi)部機(jī)車了2個(gè)16為定時(shí)/計(jì)數(shù)器，并且包括有6個(gè)中斷源的終端系統(tǒng)?？梢跃帪閮蓚€(gè)優(yōu)先級(jí)。一個(gè)全雙工串行通信通道。有可編程串行UART通道。并且閑置模式和掉電模式兩種節(jié)能模式。STC89C52單片機(jī)的時(shí)鐘電路可以由三種方式構(gòu)成，即內(nèi)部時(shí)鐘方式、有源晶振方式和外部時(shí)鐘信號(hào)方式。本自動(dòng)報(bào)站系統(tǒng)為內(nèi)部時(shí)鐘方式，即采用外接晶振和電

29、容組成的并聯(lián)諧振電路，STC89C52可以工作在20MHz頻率下。本系統(tǒng)不僅考慮周全，功能全面，而且能夠充分的考慮實(shí)際的使用情況，方便了人們的使用，并且實(shí)現(xiàn)了預(yù)期中的全部功能。采用STC89C52單片機(jī)，它的功能非常的強(qiáng)大，不僅僅性能優(yōu)良，而且它的穩(wěn)定性也很高。這種穩(wěn)定性對于系統(tǒng)的運(yùn)行有著非常大的保證。系統(tǒng)的功能全面，其中包括音樂播放、播放下一曲、LED燈根據(jù)節(jié)奏閃爍、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)等功能。這讓使得系統(tǒng)的人機(jī)交互界面更加人性化，設(shè)計(jì)更加美觀大方，增加了它對市場的影響力。3.4.2 系統(tǒng)安全性分析本系統(tǒng)的安全性主要是依靠合理的系統(tǒng)模塊劃分，各個(gè)模塊不僅分工明確，而且功能也很明確，對于系統(tǒng)的問題

30、檢查和系統(tǒng)的維護(hù)帶來了非常好的便利。能夠有效地提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。保證系統(tǒng)不會(huì)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題后需要長時(shí)間去查找問題，或者是根本無法找到問題。安全性的問題在軟件方面也是有體現(xiàn)，程序在編寫過程中也是按照模塊化的方式進(jìn)行編程。在系統(tǒng)程序調(diào)用的過程中會(huì)更加一目了然的看到問題所在，也會(huì)增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。單片機(jī)最小系統(tǒng)中的復(fù)位電路也是系統(tǒng)運(yùn)行安全的保證。由于單片機(jī)的運(yùn)行環(huán)境并不能保證在穩(wěn)定不變，難免單片機(jī)會(huì)死機(jī)或程序無法運(yùn)行，軟復(fù)位無法重新啟動(dòng)系統(tǒng)以后復(fù)位電路在此時(shí)就起到非常關(guān)鍵的作用。保證系統(tǒng)的正常啟動(dòng)，恢復(fù)系統(tǒng)功能。第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則4.1.1 指導(dǎo)思想學(xué)習(xí)軟件設(shè)計(jì)課程不

31、是只要能滿足于“懂得了”就可以的，也不是只滿足于能看懂書上的程序就可以的，而是需要相當(dāng)熟練地掌握程序設(shè)計(jì)的全部過程，包括(1)獨(dú)立的編寫出正確的源程序；(2)獨(dú)立上機(jī)進(jìn)行調(diào)試程序；(3)獨(dú)立運(yùn)行程序以及分析結(jié)果。程序設(shè)計(jì)是需要很強(qiáng)的實(shí)踐性的，因此必須十分重視編寫程序的實(shí)踐環(huán)節(jié)。對系統(tǒng)需求進(jìn)行分析整理，將系統(tǒng)進(jìn)行模塊化進(jìn)行開發(fā)、運(yùn)行，以便提高維護(hù)效率。以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能為目標(biāo)，以降低成本為理念，以最簡潔的電路實(shí)現(xiàn)為根本。設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)八音盒，將硬件和軟件都進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)。通過模塊化的設(shè)計(jì)將系統(tǒng)分解，先實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊功能后，再集成為系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能。4.1.2 軟件設(shè)計(jì)原則(1)可靠性軟件的可靠性顧明

32、其意，就是在軟件測試運(yùn)行的過程中錯(cuò)誤發(fā)生的概率。其錯(cuò)誤發(fā)生率越低，其穩(wěn)定性就越高。一旦軟件發(fā)生故障的時(shí)候，其本身具有一定的排除故障和解脫死鎖的能力。軟件和硬件的可靠性有著本質(zhì)上的區(qū)別，主要表現(xiàn)在：硬件的可靠性是物理機(jī)理導(dǎo)致的衰變和老化，而軟件是由于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過程中的錯(cuò)誤所致。因此軟件的可靠性必須在設(shè)計(jì)階段得以保證，而在生產(chǎn)和測試階段是無法檢測的。(2)可修改性要求以科學(xué)的方法設(shè)計(jì) HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件，使之有良好的結(jié)構(gòu)和完備的文檔，系統(tǒng)性能易于調(diào)整。(3)健壯性健壯性是指軟件的接口接受到了軟件規(guī)范以外的符號(hào)，是否能夠判斷出這個(gè)輸入不符合規(guī)范要求

33、，并且具有相應(yīng)的對策來處理這樣的突發(fā)情況。 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件 HYPERLINK /view/963152.htm t _blank 健壯性這個(gè)概念非常模糊無法進(jìn)行明確的定義，但是卻是衡量軟件外部量度標(biāo)準(zhǔn)。 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件設(shè)計(jì)的健壯直接反應(yīng)了設(shè)計(jì)和編碼人員的水平。反映了其對問題的分析能力和解決問題的能力。(4)容易理解軟件設(shè)計(jì)必須秉持可理解性，在保證了軟件的可靠性和可修改性的前提下必須讓容易理解，保證系統(tǒng)的重用率。容易理解并不僅僅就是文檔清晰可讀，而是 HYPERLINK /view/37

34、.htm t _blank 軟件本身的設(shè)計(jì)架構(gòu)和代碼結(jié)構(gòu)簡單明易于理解。這個(gè)主要取決于設(shè)計(jì)者本身的洞察力和創(chuàng)造性，以及對設(shè)計(jì)對象需求和掌握得透徹程度，它不依賴于任何軟件而是設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中就對細(xì)節(jié)性的把握和操作。 (5)可測試性系統(tǒng)的可測試性就是在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)適當(dāng)?shù)慕涌?，并建立測試系統(tǒng)，使系統(tǒng)在使用前，使得到系統(tǒng)得到全面的檢驗(yàn)。測試是軟件使用前必須使用的流程，也是保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。(6)可擴(kuò)展性 HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件設(shè)計(jì)并非是以有效，而是要盡量留有后續(xù)升級(jí)的升級(jí)接口和升級(jí)的空間。一個(gè)完美的系統(tǒng)并不是設(shè)計(jì)出了非常強(qiáng)大的功能，而是代碼盡可能少

35、的情況下實(shí)現(xiàn)了功能，而且在后續(xù)的升級(jí)的過程中有充分的接口和資源使系統(tǒng)在原有的基礎(chǔ)上即可升級(jí)或增加功能。4.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊，如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)4.3 硬件設(shè)計(jì)4.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)就是單片機(jī)運(yùn)行的最基本電路。最小系統(tǒng)主要是有三部分組成，其中包括單片機(jī)、復(fù)位電路、時(shí)鐘電路等幾部分組成。最小系統(tǒng)是在硬件電路設(shè)計(jì)中必不可少的系統(tǒng)。本文所采用的單片機(jī)STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，

36、擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超級(jí)有效的解決方案。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。STC89C52采用40

37、引腳的雙列直插封裝（DIP方式）。STC89C52具有豐富的資源，而且性價(jià)比很高，對于一個(gè)有市場意義的項(xiàng)目來說成本的控制是非常重要的。4.3.2 功率放大器電路功能設(shè)計(jì)功率放大器是將輸入信號(hào)放大并且能向負(fù)載提供足夠大的功率的一種電路。本文采用了LM386M1芯片作為旋轉(zhuǎn)八音盒的功率放大器電路的核心，然后連接相應(yīng)的元器件形成功率放大電路，最后通過一個(gè)喇叭播放出被放大的音頻。進(jìn)而達(dá)到功率放大的目的。LM386M1是一款音頻集成的 HYPERLINK /view/8523.htm t _blank 功率放大芯片。它是具有自身功耗低、更新內(nèi)鏈增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)的

38、功率放大器?，F(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用在功率放大的各個(gè)領(lǐng)域中。4.3.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路功能設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)在本論文中的旋轉(zhuǎn)部分起到了至關(guān)重要的作用，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，才能完成實(shí)物的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，才能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)八音盒的設(shè)計(jì)。芯片ULN2003A是一個(gè)7路的反向器電路，它可以作為一些器件進(jìn)行應(yīng)用，比如說作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。因此本次設(shè)計(jì)中的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用了單片機(jī)以及芯片ULN2003A共同進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。然后在加以軟件程序的幫助，使八音盒達(dá)到了旋轉(zhuǎn)的目的，此部分也是論文中重要的組成部分。4.3.4 LED顯示電路功能設(shè)計(jì)顯示電路是系統(tǒng)中非常重要的一部分，隨著技術(shù)不斷發(fā)展，顯示電路逐漸已經(jīng)成為了最小系統(tǒng)的一

39、部分，雖然單片機(jī)最小系統(tǒng)并不包含顯示電路，可一個(gè)合格的、優(yōu)等的電路中顯示電路是其重要標(biāo)志之一。LED顯示電路是8個(gè)LED發(fā)光二極管組成的，它的連接方式是共陽極的，LED接到單片機(jī)的P0口，若為低電平，則可以讓LED發(fā)光。發(fā)光二極管的亮、滅是由內(nèi)部程序進(jìn)行控制的，8個(gè)LED發(fā)光二極管分別對應(yīng)不同的音階，所以LED會(huì)隨著音階的變化按規(guī)律亮、滅的。4.4 軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件控制流程圖如圖4.2所示。圖4.2 系統(tǒng)流程圖大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5.1 軟件實(shí)現(xiàn)5.1.1 主函數(shù)模塊功能實(shí)現(xiàn)一個(gè)程序，無論復(fù)雜或簡單，總體上都是一個(gè)“函數(shù)”；這個(gè)函數(shù)就稱為“main函數(shù)”，也就是“主函

40、數(shù)”。main函數(shù)在程序中大多數(shù)是必須存在的。主函數(shù)是系統(tǒng)的開始，軟件系統(tǒng)的入口就是主函數(shù)。主函數(shù)中定義了再后續(xù)使用的函數(shù)，其是程序的核心，主要是在運(yùn)行過程中，控制各個(gè)軟件模塊的運(yùn)行。主函數(shù)中定義了各個(gè)函數(shù)后，將調(diào)用的函數(shù)名進(jìn)行定義后，就可以在主函數(shù)中進(jìn)行調(diào)用。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，主函數(shù)調(diào)用了音樂函數(shù)以及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)函數(shù)。void main()EEPROM_Init(); /EEPROM初始化InitialSound();sv_num.dat=temp; /存儲(chǔ)Sector_Erase(sv_num.add);Byte_Program(sv_num.add,sv_num.dat);while(1

41、)if(music_num=1)P0=0Xf8;Play(Music_Code1,2,3,500);if(music_num=2)P0=0Xf8;Play(Music_Code2,2,3,350);if(music_num=3)P0=0Xf8;Play(Music_Code3,2,3,500);if(music_num=4)P0=0Xf8;Play(Music_Code4,2,3,350);5.1.2 音樂函數(shù)程序?qū)崿F(xiàn)uchar Byte_Read(uint add) /讀取字節(jié) IAP_DATA = 0 x00; IAP_CONTR = ENABLE_ISP; /打開IAP 功能, 設(shè)置Fl

42、ash 操作等待時(shí)間 IAP_CMD = 0 x01; /IAP/ISP/EEPROM 字節(jié)讀命令 IAP_ADDRH = (uchar)(add8); /設(shè)置目標(biāo)單元地址的高8 位地址 IAP_ADDRL = (uchar)(add&0 xff); /設(shè)置目標(biāo)單元地址的低8 位地址 EA = 0; IAP_TRIG = 0 x46; /先送 46h,再送B9h 到ISP/IAP 觸發(fā)寄存器,每次都需如此 IAP_TRIG = 0 xB9; /送完 B9h 后，ISP/IAP 命令立即被觸發(fā)起動(dòng) _nop_(); EA = 1; IAP_Disable(); return (IAP_DATA)

43、;void Sector_Erase(uint add) IAP_CONTR = ENABLE_ISP; /打開IAP 功能, 設(shè)置Flash 操作等待時(shí)間 IAP_CMD = 0 x03; /IAP/ISP/EEPROM 扇區(qū)擦除命令 IAP_ADDRH = (uchar)(add8); /設(shè)置目標(biāo)單元地址的高8 位地址 IAP_ADDRL = (uchar)(add&0 xff); /設(shè)置目標(biāo)單元地址的低8 位地址 EA = 0; IAP_TRIG = 0 x46; /先送 46h,再送B9h 到ISP/IAP 觸發(fā)寄存器,每次都需如此 IAP_TRIG = 0 xB9; /送完 B9h

44、后，ISP/IAP 命令立即被觸發(fā)起動(dòng) _nop_(); EA = 1; IAP_Disable(); /關(guān)閉IAP 功能, 清相關(guān)的特殊功能寄存器,使CPU 處于安全狀態(tài), /一次連續(xù)的IAP 操作完成之后建議關(guān)閉IAP 功能,不需要每次都關(guān)5.1.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)函數(shù)程序?qū)崿F(xiàn)unsigned char code F_Rotation4=0 x03,0 x06,0 x0c,0 x09;/正轉(zhuǎn)表格unsigned char code B_Rotation4=0 x09,0 x0c,0 x06,0 x03;/反轉(zhuǎn)表格void Delay(unsigned int A)/延時(shí) while(-A);

45、 void main(void)while(1) for(i=0;i4;i+) /4相步進(jìn)電機(jī) P0=B_Rotationi; /輸出對應(yīng)的相 可以自行換成反轉(zhuǎn)表格 Delay(500); /改變這個(gè)參數(shù)可以調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速 5.2 硬件實(shí)現(xiàn)5.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)就是簡化的微型計(jì)算機(jī)。CPU中本身自帶存儲(chǔ)器ROM和RAM。CPU片內(nèi)也有總線。單片機(jī)最小系統(tǒng)是系統(tǒng)的核心控制部分，主要有復(fù)位電路和時(shí)鐘電路組成。單片機(jī)最小系統(tǒng)主要是控制和收集相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息。單片機(jī)是系統(tǒng)代碼的存放位置，單片機(jī)運(yùn)行程序，通過程序進(jìn)行判斷相應(yīng)條件，控制相應(yīng)的模塊進(jìn)行動(dòng)作。STC89C52是一種低功耗、高性能CM

46、OS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件

47、可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。STC89C52采用40引腳的雙列直插封裝（DIP方式）。本系統(tǒng)中運(yùn)用到了單片機(jī)中的時(shí)鐘電路以及復(fù)位電路，確定系統(tǒng)的正常運(yùn)行。其具體實(shí)現(xiàn)電路圖如圖5.1所示。圖5.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖5.2.2 功率放大器電路功能實(shí)現(xiàn)功率放大器是將輸入信號(hào)放大并且能向負(fù)載提供足夠大的功率的一種電路。采用功率放大器是為了使音樂播放的聲音擴(kuò)大。本文采用了LM386M1芯片作為旋轉(zhuǎn)八音盒的功率放大器電路的核心，然后連接相應(yīng)的

48、元器件形成功率放大電路，最后通過一個(gè)喇叭播放出被放大的音頻。進(jìn)而達(dá)到功率放大的目的。其具體實(shí)現(xiàn)電路圖如圖5.2所示。圖5.2 功率放大電路原理圖5.2.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路功能實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)在本論文中的旋轉(zhuǎn)部分起到了至關(guān)重要的作用，因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，才能完成實(shí)物的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，才能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)八音盒的設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī)是一種感應(yīng)電機(jī)，是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移或線位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它的工作原理是利用電子電路，將直流電變成分時(shí)供電的，多相時(shí)序控制電流，用這種電流為步進(jìn)電機(jī)供電，步進(jìn)電機(jī)才能正常工作，在正常情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置是根據(jù)單片機(jī)控制發(fā)送的脈沖信號(hào)的頻率和脈沖的數(shù)量。不受負(fù)載變化的影響。

49、每個(gè)脈沖是電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。有這樣的線性關(guān)系存在，步進(jìn)電機(jī)的精度可以達(dá)到不進(jìn)角的35%，并且無累積誤差的優(yōu)點(diǎn)。使得在速度、位置控制都變得非常簡單。由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流較大，單片機(jī)不能直接驅(qū)動(dòng)，一般都是使用ULN2003A達(dá)林頓大電流陣列驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然，使用下拉電阻或三極管也是可以驅(qū)動(dòng)的，只不過效果不是那么好，產(chǎn)生的扭力比較小。ULN2003A芯片是高耐壓、大電流復(fù)合晶體管陣列，由七個(gè)硅NPN復(fù)合晶體管組成。本次設(shè)計(jì)中步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)采用了單片機(jī)8051以及芯片ULN2003A進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。在驅(qū)動(dòng)電路中單片機(jī)8051同樣用到了單片機(jī)最小系統(tǒng)中的復(fù)位電路以及其中的晶振電路，來幫助驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。然

50、后在加以軟件程序的幫助，使八音盒達(dá)到了旋轉(zhuǎn)的目的，此部分也是論文中重要的組成部分之一。其具體電路圖的實(shí)現(xiàn)如圖5.3所示。圖5.3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖5.2.4 LED顯示電路實(shí)現(xiàn)LED顯示電路是8個(gè)LED發(fā)光二極管組成的，LED接到單片機(jī)的P0口，若為低電平，則可以讓LED發(fā)光。8個(gè)LED發(fā)光二極管分別對應(yīng)不同的音階，所以LED會(huì)隨著音階的變化按規(guī)律亮、滅的。其具體實(shí)現(xiàn)原理圖如圖5.4所示。圖5.4 LED顯示電路原理圖大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第6章系統(tǒng)測試6.1 硬件電路測試電路的設(shè)計(jì)沒有任何問題的時(shí)候，按照電路所設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行焊接電路板。在焊接電路板的過程中，要注意元器件的屬

51、性連接，避免犯下不可彌補(bǔ)的錯(cuò)誤。焊接完電路板之后，要檢查電路板的焊接點(diǎn)是否焊接牢固，有無虛焊；在相鄰近的焊接點(diǎn)中有無相互通電的可能性，是否有短路現(xiàn)象的發(fā)生，在必要的時(shí)候要采用萬用表進(jìn)行測試，避免不必要的錯(cuò)誤發(fā)生，使得硬件電路不能正確的運(yùn)行。使用偉福仿真器對單片機(jī)進(jìn)行仿真，首先進(jìn)行單步運(yùn)行，可以觀察查看相應(yīng)寄存器中的數(shù)據(jù)變化，根據(jù)觀察寄存器中的數(shù)據(jù)變化與預(yù)想的相同。系統(tǒng)運(yùn)行正常，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期設(shè)計(jì)的各項(xiàng)功能。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果如圖6.1、6.2所示。圖6.1 系統(tǒng)運(yùn)行圖 圖6.2 系統(tǒng)運(yùn)行圖由兩個(gè)圖比較得出，彩燈隨著音節(jié)的變化發(fā)生變化，旋轉(zhuǎn)木偶也能正常旋轉(zhuǎn)，因此系統(tǒng)正常。6.2 軟件系統(tǒng)測試軟件測試是一

52、項(xiàng)非常重要而且復(fù)雜化的步驟。軟件測試在軟件的整個(gè)生存期中起著重要的作用，能夠驗(yàn)證軟件的存在的不足和問題，對于軟件的質(zhì)量保證是不可缺少的一部分。操作步驟如下：1根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否正確，再根據(jù)流程圖來檢查程序是否也正確。2將所有程序組織起來，在軟件環(huán)境下運(yùn)行，檢查程序是否正確。通過對硬件和軟件系統(tǒng)的認(rèn)真檢查，反復(fù)測試。如果沒有出現(xiàn)問題即可把源程序編譯成HEX文件裝載到單片機(jī)中，對硬件進(jìn)行仿真。仿真軟件Proteus是英國Labcenter electronics公司研發(fā)的EDA仿真軟件。它以強(qiáng)大的功能和良好的仿真效果而聞名。因此EDA仿真軟件采用Proteus進(jìn)行仿真。Proteu

53、s仿真基本步驟：第一步是將電路圖的硬件及連線布置在Proteus中，Proteus的數(shù)據(jù)庫非常豐富。基本的電子器件都包含在內(nèi)，所以電路布置簡單。而且電路布置沒有特殊的參數(shù)要求。第二步將代碼和電路連接起來。即將代碼和硬件電路進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)控制。點(diǎn)擊開始，即可仿真。仿真結(jié)果基本完成了顯示系統(tǒng)的基本功能，可以對通信的數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確的顯示。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第7章結(jié)論當(dāng)然在這次寶貴的畢業(yè)設(shè)計(jì)活動(dòng)中，經(jīng)驗(yàn)才是對于我們最大的收獲，而且還增強(qiáng)了自身對未知問題以及對知識(shí)的深化認(rèn)識(shí)的能力，用受益匪淺這個(gè)詞語來概括這次難忘的活動(dòng)我覺得再合適不過了。但是，光是完成了作品還是不可以自我滿足的，在從一開始

54、的時(shí)候就懷著將作品制作得更加人性化，更加令人滿意，更加地使功能完美又方便地被應(yīng)用領(lǐng)域這個(gè)最終目的下，隨著對單片機(jī)這門學(xué)科的認(rèn)識(shí)加深，到達(dá)了拓展的程度，我想這個(gè)目的將在不遠(yuǎn)的時(shí)期內(nèi)被實(shí)現(xiàn)?？傊?，這次設(shè)計(jì)從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試，我傾注了大量的時(shí)間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫而冥思查找過，曾經(jīng)為無法找出錯(cuò)誤而郁悶苦惱過，也曾經(jīng)為某一功能不能實(shí)現(xiàn)而猶豫彷徨過，但最終我成功了。我不僅品味到了結(jié)果的喜悅，更明白了過程的彌足珍貴。通過這幾個(gè)月的學(xué)習(xí)研究，終于完成了基于51系列單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)八音盒的軟硬件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的功能基本上達(dá)到了預(yù)期效果。在這次設(shè)計(jì)過程中，我學(xué)習(xí)到了以前在理論中沒有學(xué)到的東西，畢業(yè)

55、設(shè)計(jì)就是理論結(jié)合實(shí)際的實(shí)戰(zhàn)。單片機(jī)的設(shè)計(jì)至今為止已經(jīng)進(jìn)入了令人鼓舞的階段，通過對旋轉(zhuǎn)八音盒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使我不僅僅是對于單片機(jī)入門軟件與硬件的常用設(shè)計(jì)與功能，還使我對于一項(xiàng)設(shè)計(jì)研究的制作過程所需要的詳細(xì)步驟和具體的實(shí)現(xiàn)方法的力度的掌握。通過系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對STC89C52單片機(jī)有了充分的了解。對于單片機(jī)的資源利用和控制都有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，也有讓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)有了更加深刻的了解。通過軟件的設(shè)計(jì)，對于C語言的使用熟練了很多，使用C語言對單片機(jī)進(jìn)行控制，并對單片機(jī)的外圍電路進(jìn)行控制，通過各個(gè)不同模塊功能的實(shí)現(xiàn)以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能。在完成設(shè)計(jì)的過程中鍛煉了我獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中提高了我的

56、設(shè)計(jì)能力，讓我的設(shè)計(jì)更加規(guī)范，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)更加豐富。讓我在各個(gè)方面都得到了進(jìn)步。畢業(yè)設(shè)計(jì)終于在的悉心指導(dǎo)下完成了。作為一名即將離開大學(xué)校門的學(xué)生,我把本次設(shè)計(jì)看作是大學(xué)中的最后一門功課，投入了巨大的時(shí)間和精力。由于在大學(xué)中重點(diǎn)學(xué)習(xí)的是強(qiáng)電方面的知識(shí)，僅靠自己的力量完成設(shè)計(jì)任務(wù)的難度是相當(dāng)大的。在制作設(shè)計(jì)的過程中，我確實(shí)遇到了許多非常麻煩的問題，碰到了很多的困難。但是，這些問題和困難在和同學(xué)們的幫助下都被一一解決。參考文獻(xiàn)1 李建忠單片機(jī)原理及應(yīng)用M，西安電子科技大學(xué)出版社，20082 黃智偉全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽系統(tǒng)設(shè)計(jì)M，北京航空航天大學(xué)出版社，20063 黃智偉凌陽單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M，北京航空航天大學(xué)出版社，20064 李廣弟，朱月秀，王秀山單片機(jī)基礎(chǔ)M，北京航空航天大學(xué)出版社，20015 趙曙光，郭萬有可編程邏輯器件原理開發(fā)與應(yīng)用M，西安電子科技大學(xué)，20006 張迎新，雷文C8051F系列SOC單片機(jī)原理及應(yīng)用M