通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告單片機(jī)音樂播放器設(shè)計報告

1、通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 目 錄 1.方案與論證 .1 1.1 顯示電路 .1 1.2 時鐘電路 .1 2.電子音樂產(chǎn)生原理 .1 2.1 音調(diào).1 2.2 節(jié)拍.3 3.系統(tǒng)硬件設(shè)計 .6 3.1 系統(tǒng)總框圖.6 3.2 電路設(shè)計 .7 3.2.1 單片機(jī)時鐘電路.7 3.2.2. 復(fù)位電路.8 3.2.3電源電路.8 3.2.4. usb 程序下載電路 .9 3.2.5. 蜂鳴器驅(qū)動電路.10 3.2.6 顯示電路.11 3.2.8 矩陣電路.11 4.系統(tǒng)軟件設(shè)計 .12 5.總結(jié)與展望 .14 6.參考文獻(xiàn) .14 附 錄 .15 附錄 1 系統(tǒng)總電路 .15 附錄 2 源代碼

2、.16 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 1 1.1.方案與論證方案與論證 1.1 顯示電路 方案.1：采用led數(shù)碼管來顯示（電路簡單，成本低） ； 方案.2：采用lcd液晶顯示器來顯示（電路簡單，成本高） ； 方案3：采用tft真彩液晶顯示（電路復(fù)雜，成本高，但顯示的分辨率高） ； 綜上所述，選擇方案一進(jìn)行設(shè)計。 1.2 時鐘電路 方案.1：選擇ds1302實時時鐘芯片來實現(xiàn)音樂播放器（時間準(zhǔn)確，但要增加額外 開銷） ； 方案.2：選擇單片機(jī)的軟件實時來實現(xiàn)音樂播放器（靈活性高，時間不準(zhǔn)確） ； 方案.3：選擇單片機(jī)內(nèi)部可編程定時器來實現(xiàn)音樂播放器（在不增加額外的開銷 前提下，時間可以做到準(zhǔn)

3、確） 。 綜上所述，選擇方案三進(jìn)行設(shè)計。 2.2.電子音樂產(chǎn)生原理電子音樂產(chǎn)生原理 單片機(jī)發(fā)音原理：單片機(jī)演奏音樂基本是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻 率，也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音，但一定要弄清楚兩個概念即 可，也就是“音調(diào)”和“節(jié)拍” 。 音調(diào) 表示一個音符唱多高的頻率。 節(jié)拍 表示一個音符唱多長的時間。下面，就此兩點，闡述說明： 2.1 音調(diào) 在音樂中所謂“音調(diào)” ，其實就是我們常說的“音高” 。在音樂中常把中央 c 上方 的 a 音定為標(biāo)準(zhǔn)音高，其頻率 f=440hz，其余與其比較。f1 和 f2 為兩個音符，當(dāng)這兩 個音符的頻率相差一倍時，也即 f2=2f1 時

4、，則稱 f2 比 f1 高一個倍頻程。在音樂中 1 與 ，2 與，正好相差一個倍頻程，在音樂學(xué)中稱它相差一個八度音。在一個 . 1 . 2 八度音內(nèi)，有 12 個半音。以 1i 八音區(qū)為例，12 個半音是：11、12、2 2、23、34、44，45、5 一5、56、66、67、7i 。 這 12 個音階的分度基本上是以對數(shù)關(guān)系來劃分的。如果我們只要知道了這十二個音符 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 2 的音高，也就是其基本音調(diào)的頻率，我們就可根據(jù)倍頻程的關(guān)系得到其他音符基本音 調(diào)的頻率。 確定一個頻率所對應(yīng)的定時器的定時初值的方法： 以標(biāo)準(zhǔn)音高 a 為例：標(biāo)準(zhǔn)音高 a 的頻率 f = 440

5、hz,其對應(yīng)的周期為： t = 1/ f = 1/440 =2272s 因此，需要在單片機(jī) i/o 端口輸出周期為 t =2272s 的方波脈沖， 如下圖所示。 圖 1 方波脈沖 由上圖可知,單片機(jī)上對應(yīng)喇叭的 i/o 口來回取反的時間應(yīng)為： t = t/2 = 2272/2 = 1136s 此處分兩種方式敘述，請比較選用，其實結(jié)果相同：.這個時間 t 也就是單片機(jī)上定時器應(yīng)有的中斷觸發(fā)時間。一般情況下，單片機(jī)奏樂時，其定時器 為工作方式 1，它以振蕩器的十二分頻信號為計數(shù)脈沖。設(shè)振蕩器頻率為 f0，則定時 器的予置初值由下式來確定： t = 12 （tall thl）/ f0式中，tall

6、= 216 = 65536，thl為定時器待確定的計數(shù)初值。因此定時器的高低計數(shù)器的初值為： th = thl / 256 = ( tall t f0/12) / 256tl = thl % 256 = ( tall t f0/12) %256 將 t=1136s 代入上面兩式（注意：計算時應(yīng)將時間和頻率的單位換算一致） ，即 可求出標(biāo)準(zhǔn)音高 a 在單片機(jī)晶振頻率 f0=12mhz，定時器在工作方式 1 下的定時器高低 計數(shù)器的預(yù)置初值為 ： th440hz = (65536 1136 * 12/12) /256 = fbh tl440hz = (65536 1136 * 12/12)%256

7、 = 90h 根據(jù)上面的求解方法，我們就可求出其他音調(diào)相 應(yīng)的計數(shù)器的予置初值。. .假設(shè)單片機(jī)晶振頻率 f0=12mhz，定時器在工作方式 1 計數(shù) 脈沖值與頻率的關(guān)系為： n=fi 2fr 其中n計數(shù)值； fi內(nèi)部計時一次為 1us，故其頻率為 1mhz； fr要產(chǎn)生 的頻率。其計數(shù)值的求法為： t=65536n=65536fi 2fr 則標(biāo)準(zhǔn)音高 a（頻率 f = 440 hz）的計數(shù)值為： t=65536n=65536fi 2fr=6553610000002 fr =65536500000/440=655361136=64400=0fb90h 下面給出 c 調(diào)各音符頻率值和定時器 定時

8、初值：（晶振頻率 f0=12mhz，定時器在工作方式 1） 表 1 c 調(diào)各音符頻率值和定時初值對照表 c 調(diào) 音符 11#22#344#55#66#7 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 3 頻率 hz 262277293311329349370392415440466494 th/tlf88bf8f2f9b7fa14fa66fab9fb03fb4afb8ffbcffbcffc0b c 調(diào) 音符 11#2#4#5#6# 頻率 hz 523553586621658697739783830879931987 th/tlfc43fc78fcabfcdbfd08fd33fd5bfd81fda5fdc7f

9、de7fe05 c 調(diào) 音符 11#22#344#55#66#7 頻率 hz 104511061171124113161393147615631658175518601791 th/tlfb21fe3cfe55fe6dfe84fe99feadfec0fe02fee3fef3 ff02 對于非 c 調(diào)的歌曲，要對各音符的頻率做相應(yīng)的變化 調(diào)號音樂上指用以確定樂曲主音高度的符號。 升 c 調(diào)：1#c，也就是降 d 調(diào)：1bd；277（頻率） 升 d 調(diào)：1#d，也就是降 e 調(diào)：1be；311 升 f 調(diào)：1#f，也就是降 g 調(diào)：1bg；369 升 g 調(diào)：1#g，也就是降 a 調(diào)：1ba；41

10、5 升 a 調(diào)：1#a，也就是降 b 調(diào)：1bb。4 所謂 1a，就是說，這首歌曲的“導(dǎo)” （即作為基調(diào)的中音 do）要唱得同 a 音 符一樣高，其它各音符依次向后遞推，通常把這首歌曲叫做 a 調(diào)歌曲，或叫“唱 a 調(diào)” 。 1c，就是說，這首歌曲的“導(dǎo)”要唱得同 c 一樣高，或者說“這歌曲唱 c 調(diào)” 。同樣 是“導(dǎo)” ，不同的調(diào)唱起來的高低是不一樣的。在遞推的時候要嚴(yán)格按各音符間音程關(guān) 系進(jìn)行（全音還是半音，只有 34 和 7i 之間是半音關(guān)系，其它音之間都是全音關(guān) 系） ，下面以 1=d 調(diào)進(jìn)行說明。 參照上面的鋼琴鍵盤圖和表 1，確定出 d 調(diào)各音符對應(yīng)的頻率值為：（到后來制表 時就以

11、各音符對應(yīng)的新頻率值確定定時初值） 2.2 節(jié)拍 音符的節(jié)拍我們可以舉例來說明。在一張樂譜中，我們經(jīng)常會看到這樣的表達(dá)式， 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 4 如 1=c 、1=g 等等，這里 1=c,1=g 表示樂譜的曲調(diào)，和我們前面所談的音調(diào) 4 4 4 3 有很大的關(guān)聯(lián)，、就是用來表示節(jié)拍的。以為例加以說明，它表示樂譜中以四 4 4 4 3 4 3 分音符為節(jié)拍，每一小結(jié)有三拍。比如： 其中 1 、2 為一拍，3、4、5 為一拍，6 為一拍共三拍。1 、2 的時長為四分音符 的一半，即為八分音符長，3、4 的時長為八分音符的一半，即為十六分音符長，5 的 時長為四分音符的一半，即為八分音

12、符長，6 的時長為四分音符長。那么一拍到底該唱 多長呢？一般說來，如果樂曲沒有特殊說明，一拍的時長大約為 400500ms 。我們以 一拍的時長為 400ms 為例，則當(dāng)以四分音符為節(jié)拍時，四分音符的時長就為 400ms，八 分音符的時長就為 200ms，十六分音符的時長就為 100ms。若樂譜有特別說明則另行對 待。如有樂譜中注明每分鐘 86 拍，則一拍時間為 60/86s=698ms?？梢姡趩纹瑱C(jī)上控 制一個音符唱多長可采用循環(huán)延時的方法來實現(xiàn)。首先，我們確定一個基本時長的延 時程序，比如說以十六分音符的時長為基本延時時間，那么，對于一個音符，如果它 為十六分音符，則只需調(diào)用一次延時程序

13、，如果它為八分音符，則只需調(diào)用二次延時 程序，如果它為四分音符，則只需調(diào)用四次延時程序，依次類推。 具體來說，. 每個音符使用一個字節(jié)，字節(jié)的高 4 位代表音符的高低，低 4 位 代表音符的節(jié)拍，節(jié)拍與節(jié)拍碼的對照，如下表所示。 表 2 節(jié)拍與節(jié)拍碼的對照表 節(jié)拍碼節(jié)拍數(shù)節(jié)拍碼節(jié)拍數(shù) 1 （十六分音符）1/4 拍 為 1delay 1 1/8 拍 2 （八分音符）2/4 拍 2 1/4 拍 3 3/4 拍 3 3/8 拍 4 （四分音符）1 拍 4 1/2 拍 5 1 又 1/4 拍 5 5/8 拍 6 1 又 1/2 拍 6 3/4 拍 8 （二分音符）2 拍 8 1 拍 10 a 2 又

14、1/2 拍 a 1 又 1/4 拍 12 c 3 拍 c 1 又 1/2 拍 15 f 3 又 3/4 拍 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 5 16（全音符）4 拍 . 以 1/4 拍（十六分音符）為一個基準(zhǔn)定時單位（1delay） ，則 2/4 拍（八分音 符）為 2delay， 1 拍（四分音符）為 4delay， 2 拍（二分音符）為 8delay， 4 拍 （全音符）為 16delay。1/4 和 1/8 節(jié)拍的時間設(shè)定，如下表所示。 表 3 各調(diào)節(jié)拍時間設(shè)定表 1/4 節(jié)拍的時間設(shè)定1/8 節(jié)拍的時間設(shè)定 曲調(diào)值 delay 曲調(diào)值 delay 調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 6

15、2ms 調(diào) 3/4 187ms 調(diào) 3/4 94ms 調(diào) 2/4 250ms 調(diào) 2/4 125ms 通過上面介紹的音符音調(diào)和節(jié)拍的相關(guān)知識，以及它們在單片機(jī)系統(tǒng)中的確定方 法，我們就可以在單片機(jī)上實現(xiàn)演奏音樂了。具體的實現(xiàn)方法為：將樂譜中的每個音 符的音調(diào)及節(jié)拍變換成相應(yīng)的音調(diào)參數(shù)和節(jié)拍參數(shù)，將他們做成數(shù)據(jù)表格，存放在存 儲器中通過程序取出一個音符的相關(guān)參數(shù)，播放該音符，該音符唱完后，接著取出下 一個音符的相關(guān)參數(shù)，如此直到播放完畢最后一個音符，根據(jù)需要也可循環(huán)不停 地播放整個樂曲。請注意，用單片機(jī)上實現(xiàn)音樂演奏關(guān)鍵在于，根據(jù)樂譜制作出數(shù)據(jù) 表格，編程在其次，這個過程很耗費時間和精力。另外，

16、對于樂曲中的休止符，一般 將其音調(diào)參數(shù)設(shè)為 ffh 或 00h，其節(jié)拍參數(shù)與其它音符的節(jié)拍參數(shù)確定方法一致，樂曲 結(jié)束用節(jié)拍參數(shù)為 00h 來表示。實例說明建立音樂的方法（1）建立簡譜對應(yīng)的簡譜碼、 t 值及節(jié)拍數(shù)表，畫在草稿紙上。先對照歌曲的簡譜把其中所有出現(xiàn)的音符找出，從 低音到高音依次排序，確定各音的數(shù)值（編寫查表程序時將此值減 1，即得對應(yīng)音符相 對于 tabl1 表頭的偏移量） 。對于不是 c 調(diào)的歌曲，要對各音符的頻率做相應(yīng)的變化。 對照歌曲的簡譜確定各音符的節(jié)拍數(shù)相對于基準(zhǔn)定時單位的倍數(shù)，從小到大排列。 各音符時值的倍數(shù)關(guān)系是確定不變的，關(guān)鍵要正確確定其值。這需要懂一點簡譜知識

17、才能準(zhǔn)確的確定出樂譜中音符節(jié)拍數(shù)。以歌曲蘭花草為例，如下表： 表 4 簡譜發(fā)音（這一列知道就行不必寫出） 簡譜碼t 值節(jié)拍碼節(jié)拍數(shù) 低 3低音 mi 1640211 1/4 拍 低 4低音 fa 2641032 2/4 拍 低 5低音 so 3642603 3/4 拍 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 6 低 6低音 la 4644004 1 拍 低 7低音 ti 5642545 1 又 1/4 拍 中 1中音 do 6645806 1 又 1/2 拍 中 2中音 re 7646848 2 拍 中 3中音 mi 86477710 a 2 又 1/2 拍 中 4中音 fa 96482012 c 3

18、 拍 中 5中音 so a6489815 f 3 又 3/4 拍 中 6中音 la b6496816 4 拍 中 7中音 ti c65030 休止符不發(fā)音 0 關(guān)定時器 注：以四分音符為一拍，現(xiàn)在以 1/4 拍為定時的基準(zhǔn)單位，為 1delay。則 1 拍應(yīng) 為 4 倍 delay，依次類推。所以只要求得 1/4 拍的 delay 時間，其余的節(jié)拍數(shù)就是它的 倍數(shù)。 （2）把各音符頻率對應(yīng)的定時 t 值建立在 table1 表。各音符頻率對應(yīng)的定時值 表table1:; dw 64021,64103,64260,64400 dw 64524,64580,64684,64777 dw 64820

19、,64898,64968,65030（3）根據(jù)第一步建立的表，建立樂曲對應(yīng)音符 節(jié)拍碼表 table，其中簡譜碼（音符）在高 4 位（但是此種方法只能排 16 個音，若樂 譜中音符較多可占一個字節(jié)來表示） ，節(jié)拍碼（節(jié)拍數(shù)）在低 4 位（但此種方法也只能 最大延時 15 個基準(zhǔn)定時單位的時間） 。table:;歌曲蘭花草的音符與節(jié)拍碼表;高 4 位為簡譜碼（音符） ，低 4 位為該音符對應(yīng)的節(jié)拍數(shù) db 42h,82h,82h,82h,84h,02,72h db 62h,72h,62h,52h,48h db0b2h,0b2h,0b2h,0b2h,0b4h,02h,0a2hdb12h,0a2h,

20、0d2h,92h,88h db 82h,0b2h,0b2h,0a2h,84h,02h,72h db 62h,72h,62h,52h,44h,02h,12h db 12h,62h,62h,52h,44h,02h,82hdb 72h,62h,52h,32h,48h db 00h 3.3.系統(tǒng)硬件設(shè)計系統(tǒng)硬件設(shè)計 3.1 系統(tǒng)總框圖 電路主要由at89c51芯片，led發(fā)光二極管，喇叭，晶振電路組成，由引腳輸出定 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 7 時器產(chǎn)生的各種固定頻率的方波信號，然后由喇叭產(chǎn)生各種頻率的聲音。同理，方波 信號通過發(fā)光二極管可以使二極管閃爍發(fā)光，產(chǎn)生韻律燈的效果。由于該方案中使用

21、內(nèi)部振蕩電路，xtal1、xtal2引腳外界石英晶體和微調(diào)電容構(gòu)成的晶振電路。 晶振電路 存儲器擴(kuò)展電路 4*4矩陣電路 a t 8 9 c 51 復(fù)位電路 蜂鳴器 數(shù)碼管 圖2 系統(tǒng)框圖 3.2 電路設(shè)計 音樂播放器的硬件電路主要是以下8大部分： 3.2.1 單片機(jī)時鐘電路 123456 a b c d 654321 d c b a title numberrevisionsize b date:12-jun-2011sheet of file:f:動動protel動動動動動動動動動動動動動動動動.ddbdrawn by: c4 30p c5 30p y2 11.0592m x1 x2 圖3

22、 單片機(jī)時鐘電路 單片機(jī)時鐘電路是用來配合外部晶體實現(xiàn)振蕩的電路，這樣可以為單片機(jī)提供運 行時鐘，如果運行時鐘為 0 的話，單片機(jī)就不工作，當(dāng)然超出單片機(jī)的工作頻率的時 鐘也會導(dǎo)致單片機(jī)不工作。在 mcs51 單片機(jī)片內(nèi)有一個高增益的反相放大器，反相 放大器的輸入端為 xtal1，輸出端為 xtal2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時鐘電路一 起構(gòu)成了單片機(jī)的時鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時鐘連接方式可分為內(nèi) 部時鐘方式和外部時鐘方式。在內(nèi)部方式時鐘電路中，必須在 xtal1 和 xtal2 引腳兩 端跨接石英晶體振蕩器和兩個微調(diào)電容構(gòu)成振蕩電路，通常 c1 和 c2 一般取 30pf，晶

23、 振的頻率取值在 1.2mhz12mhz 之間。對于外接時鐘電路，要求 xtal1 接地，xtal2 腳 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 8 接外部時鐘，對于外部時鐘信號并無特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時鐘頻率 低于 12mhz 即可。晶體振蕩器的振蕩信號從 xtal2 端送入內(nèi)部時鐘電路，它將該振蕩 信號二分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘信號 p1 和 p2 供單片機(jī)使用。時鐘信號的周期稱為狀 態(tài)時間 s，它是振蕩周期的 2 倍，p1 信號在每個狀態(tài)的前半周期有效，在每個狀態(tài)的 后半周期 p2 信號有效。cpu 就是以兩相時鐘 p1 和 p2 為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有 效工作的。 3.2.2

24、. 復(fù)位電路 s 1 r es t c 1 22uf r 2 200k r 4 10k vc c r es t2 圖4 復(fù)位電路 復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦 內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運行中，受到環(huán)境干擾出 現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。在單片機(jī)系統(tǒng)中， 系統(tǒng)上電啟動的時候復(fù)位一次，當(dāng)按鍵按下的時候系統(tǒng)再次復(fù)位，如果釋放后再按下， 系統(tǒng)還會復(fù)位。所以可以通過按鍵的斷開和閉合在運行的系統(tǒng)中控制其復(fù)位。 在電路圖中，電容的的大小是 10uf，電阻的大小是 10k。所以根據(jù)公式，可以算 出電容充電到電源

25、電壓的 0.7 倍（單片機(jī)的電源是 5v，所以充電到 0.7 倍即為 3.5v）， 需要的時間是 10k*10uf=0.1s。也就是說在電腦啟動的 0.1s 內(nèi)，電容兩端的電壓時在 03.5v 增加。這個時候 10k 電阻兩端的電壓為從 51.5v 減少（串聯(lián)電路各處電壓之和 為總電壓）。所以在 0.1s 內(nèi)，rst 引腳所接收到的電壓是 5v1.5v。在 5v 正常工作的 51 單片機(jī)中小于 1.5v 的電壓信號為低電平信號，而大于 1.5v 的電壓信號為高電平信 號。所以在開機(jī) 0.1s 內(nèi)，單片機(jī)系統(tǒng)自動復(fù)位（rst 引腳接收到的高電平信號時間為 0.1s 左右）。 通信工程系電子線路實

26、現(xiàn)訓(xùn)練報告 9 3.2.3電源電路 ac 1 v+ 2 ac 3 v- 4 d1 2k b p 10 r 1 10k c 4 0.1uf c 2 470uf 1 1 2 2 c 5 0.1uf c 3 220uf vin 1 gnd 2 +5v 3 l1 lm 7805 gnd 1 2 3 j1 doac 9v a 1 k 2 d2 2sd vc c 圖5 電源電路 電源電路是指提供給用電設(shè)備電力供應(yīng)的電源部分的電路設(shè)計，使用的電路形 式和特點。電源有交流電源也有直流電源 。直流電源電路分為開關(guān)電源和非開關(guān)電 源兩種形式，電路也大不相同。開關(guān)電源一般不使用變壓器；非開關(guān)電源是傳統(tǒng)的 設(shè)計方式，

27、電源電路里多使用變壓器來變壓后再整流濾波的方式。 幾個組件通過導(dǎo)線互相連接，形成 “電路” ，也可以稱為 “網(wǎng)絡(luò)” 。更特定地， 電路是可以形成 閉合回路的網(wǎng)絡(luò)。 “支路”是電路的一部分，每一個組件都有它獨 屬的支路。任意兩條或多條支路的相交點，稱為 “節(jié)點” 。 幾個組件通過導(dǎo)線互相連接，形成 “電路” ，也可以稱為 “網(wǎng)絡(luò)” 。更特定地， 電路是可以形成閉合回路的網(wǎng)絡(luò)。 3.2.4. usb 程序下載電路 d6 in4j48 vc c1 1 2 2 3 3 4 4 usb jb 1 usb 圖6 usb下載電路 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 10 usb 即“universal seri

28、al bus ”，中文名稱為通用串行總線。這是近幾年逐步 在 pc 領(lǐng)域廣為應(yīng)用的新型接口技術(shù)。usb 接口具有傳輸速度更快，支持熱插拔以及連 接多個設(shè)備的特點。目前已經(jīng)在各類外部設(shè)備中廣泛的被采用。目前 usb 接口有兩種： usb1.1 和 usb2.0。usb 接口的輸出電壓為直流 5v，輸出電流不大于 500 毫安。pc 機(jī)的 usb 接口可以連接外設(shè)、復(fù)合設(shè)備和集線器。最多可以連接 5 級集線器，最多可連接 127 臺外設(shè)和集線器。 usb1.1 的高速模式為 12mb/s，低速模式為 1.5mb/s。 usb 采用 半雙工傳輸方式。但當(dāng)一個 usb 連接多個設(shè)備時，各個設(shè)備共享 1

29、2mb/s 的傳輸帶寬。 在傳輸?shù)男畔⒅羞€攜帶有狀態(tài)、控制和差錯校驗信息，實際的信息傳輸速率要低一些， 只連接一臺設(shè)備時，最高有效傳輸速率約為 9.6mb/s。usb2.0 的最高傳輸速率為 480mb/s。)usb 采用平衡傳輸方式，抗干擾性好。usb 帶糾錯能力，可完成對軟件透明 的檢錯和重發(fā)。 3.2.5. 蜂鳴器驅(qū)動電路 r 3 r es 2 q1 8590 1 1 2 2 jjd1 s peaker s p vc c 圖7 蜂鳴器驅(qū)動電路 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，他廣泛應(yīng)用于計算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、 報警器、電話機(jī)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

30、式蜂鳴器兩種類型。 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。 蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的， 因此需要一定的電流才能驅(qū)動它，單片機(jī) io 引腳輸出的電流較小，單片機(jī)輸出的 ttl 電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器，因此需要增加一個電流放大的電路。s51 增強(qiáng)型單片機(jī)實 驗板通過一個三極管 c8550 來放大驅(qū)動蜂鳴器，原理圖見下面圖 3： 蜂鳴器的正極接到 vcc（5v）電源上面，蜂鳴器的負(fù)極接到三極管的發(fā)射極

31、e， 三極管的基級 b 經(jīng)過限流電阻 r1 后由單片機(jī)的 p3.7 引腳控制，當(dāng) p3.7 輸出高電平時， 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 11 三極管 t1 截止，沒有電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；當(dāng) p3.7 輸出低電平時，三極管 導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此，我們可以通過程序控制 p3.7 腳 的電平來使蜂鳴器發(fā)出聲音和關(guān)閉。 3.2.6 顯示電路 本設(shè)計顯示是采用液晶顯示器lcd1602進(jìn)行顯示，lcd1602的功能、p0口是一個地 址/數(shù)據(jù)復(fù)用的雙向i/o口，當(dāng)使用p0口訪問外部存儲器和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口內(nèi)部已 有上拉電阻，當(dāng)p0口作程序檢驗，輸出指令字節(jié)時，必須外

32、界上拉電阻。lcd1602的控 制信號rs、rw、e分別接到單片機(jī)的p2.0、p2.1、p2.2。本設(shè)計中主要用lcd1602顯示 開機(jī)畫 v s s 1 v d d 2 v ee 3 r s 4 r w 5 e 6 d 0 7 d 1 8 d 2 9 d 3 10 d 4 11 d 5 12 d 6 13 d 7 14 b la 15 b lk 16 j1 lc d 1602 p2.3 p2.4 p2.5 d e0 d e1 d e2 d e3 d e4 d e5 d e6 d e7 g n d g n d v c c r 1 10r ,1/2w v c c g n d * r es -v

33、a r 1 圖8 液晶顯示 3.2.8 矩陣電路 采用4*4行列式鍵盤來實現(xiàn)選擇歌曲播放，以及對歌曲號做基本的操作，即上一曲、 下一曲以及暫停/播放。 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 12 k1 sw -pb k2 sw -pb k3 sw -pb k4 sw -pb k5 sw -pb k6 sw -pb k7 sw -pb k8 sw -pb k9 sw -pb k10 sw -pb k11 sw -pb k12 sw -pb k13 sw -pb k14 sw -pb k15 sw -pb k16 sw -pb h3 p1.0 p1.1 p1.2 p1.3 p1.4 p1.5 p1.6

34、圖8 矩陣電路 4.4.系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計 本設(shè)計采用了自定義下的流程圖。主要程序流程有：主程序、判斷有無按鍵子程 序、鍵盤掃描子程序、顯示鍵號/歌曲號子程序、開機(jī)畫面子程序、按鍵值播放歌曲子 程序等。程序中使用了兩個定時中斷，定時中斷 0 用于產(chǎn)生整個音程的頻率，以便驅(qū) 動揚聲器。程序的總體流程是當(dāng) p1 由按鍵按下時，讀鍵盤，并儲存鍵值，若為 f 鍵則 通過查表的方式，調(diào)用字符串下手鍵號/曲目子程序，將鍵號顯示出來。若為 1-a，程 序根據(jù)儲存的鍵號，將相應(yīng)歌曲的表頭地主賦給 dptr，取出曲譜，判斷是否為休止符， 通過查表的方式將表中的定時器初值裝入定時器 t0，在定時中斷 0 里

35、面，重裝初值， 將輸出口取反，完成發(fā)聲。在此設(shè)計中，每發(fā)一個調(diào)，調(diào)用一個 30ms 的延時，一次當(dāng) 做曲譜的節(jié)拍碼。在此過程中若有功能鍵按下，將當(dāng)前歌曲的表頭地址加 513/減 513 或等待。于此同時調(diào)用播放時間初始化子程序，顯示 00:00:00，裝定時器 t1 的初值， 準(zhǔn)備更新播放時間。程序流程如圖 9 所示。 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 13 開始 顯示初始 化 內(nèi)存初始 化 有無按鍵？ 判斷鍵值并存儲 取鍵值 ascii 碼顯 示 1-a 鍵？ 播放時間初始 化 按鍵值存儲相應(yīng)曲譜首 地址 開機(jī)畫面 取樂譜進(jìn)行演奏 f 鍵？ 有無功能鍵？ 裝 t1 初值刷新播放時間 單獨唱完？

36、 全部唱完？ 結(jié)束 暫停？ 上 1 曲 下 1 曲樂譜首地址加 513 樂譜首地址減 513 等待 再一次按下？ 下？ 是 無 有 否 否 是 是 是 是 否 否 否 否 否 有 無 是 是 是 圖 9 音樂播放器程序流程圖 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 14 5.5.總結(jié)與展望總結(jié)與展望 通過這幾天的單片機(jī)的實訓(xùn)，我在理論的基礎(chǔ)上更深刻的掌握了單片機(jī)的深層內(nèi) 容及實際生活中的應(yīng)用，實訓(xùn)鍛煉了自己的動手能力和思維能力，還有在軟件方面的 編程能力，讓我受益匪淺，學(xué)會了如何制作單片機(jī)應(yīng)用程序，并且可以在今后的日常 生活中靈活運用。 在單片機(jī)音樂播放器的制作過程中，在設(shè)計中因為牌組的方向出現(xiàn)錯誤，

37、導(dǎo)致電 路無法連接成功，但是經(jīng)過修改正確后，效果還是比較理想。也說明動手能力還有不 足 ，仍有待提高。 現(xiàn)將本次的設(shè)計總結(jié)如下： 5.1 加深了對 16 位單片機(jī)結(jié)構(gòu)和原理的了解； 5.2 基本掌握了用 altium desinger summer09 、keil uvision4、protues7 profession、microsoft visio 的制圖的方法； 5.3 再次溫習(xí)數(shù)字電路與模擬電路，提高了分析電路原理圖的能力，綜合了解了不同的 使用與制圖方法、總結(jié)了分析電路原理的方法； 5.4 遇到不懂時，多動腦、多看、多聽。虛心接受別人給予的意見但不改變自己的初衷。 在肯定成績的同時也

38、要指出缺點和不足。 5.5 今后，我會更加努力學(xué)習(xí)，認(rèn)真掌握老師所講的知識，勤動腦，勤動手。相信有一 天，我會以優(yōu)秀的成績來回報老師、回報學(xué)校、回報社會。 6.6.參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 侯玉寶,陳忠平,李成群. 基于 proteus 的 51 系列單片機(jī)設(shè)計與仿真m. 北京 電子工業(yè)出版 社，2008 2 沈德金，陳粵初mcs-51 系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗齧北京航空航天大學(xué)出版 社,1990 3 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)m.清華大學(xué)出版社,1996 4 何立民mcs-51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計m北京航空航天大學(xué)出版社，19901 5 張毅剛、彭喜元、姜守達(dá)、喬立巖新編 mcs-

39、51 系列單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計m哈爾濱工業(yè)大學(xué)出 版社，2003.6 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 15 附附 錄錄 附錄 1 系統(tǒng)總電路 p1.0 1 p1.1 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 r s t 9 p3.0(r xd) 10 p3.1(txd) 11 p3.2(int0) 12 p3.3(int1) 13 p3.4(t0) 14 p3.5(t1) 15 p3.6(w r ) 16 p3.7(r d) 17 xtal2 18 xtal1 19 gnd 20 p2.0(a8) 21 p2.1(a9) 22 p2.2(a10) 23

40、p2.3(a11) 24 p2.4(a12) 25 p2.5(a13) 26 p2.6(a14) 27 p2.7(a15) 28 ps en 29 ale/pr og 30 ea/vpp 31 p0.7(ad7) 32 p0.6(ad6) 33 p0.5(ad5) 34 p0.4(ad4) 35 p0.3(ad3) 36 p0.2(ad2) 37 p0.1(ad1) 38 p0.0(ad0) 39 vcc 40at89c 51 u1 at89s 51 r 5 10k r 4 200 c 3 22uf s d r es t gnd vc c y1 11.0592m hz c 130p c 230

41、p gnd 1 2 3 j3 s ip3 r 6 10kr 7 10kr 8 10kr 9 10kr 10 10kr 11 10kr 12 10kr 13 10k vc c vs s 1 vdd 2 vee 3 r s 4 r w 5 e 6 d0 7 d1 8 d2 9 d3 10 d4 11 d5 12 d6 13 d7 14 b la 15 b lk 16 j1 lc d1602 p2.3 p2.3 p2.4 p2.4 p2.5 p2.5 de0 de1 de2 de3 de4 de5 de6 de7 de0 de1 de2 de3 de4 de5 de6 de7 gnd gnd vc

42、c r 1 10r ,1/2w vc c gnd 1 2 3 4 5 6 7 8 j9 liu8 k1 s w -pb k2 s w -pb k3 s w -pb k4 s w -pb k5 s w -pb k6 s w -pb k7 s w -pb k8 s w -pb k9 s w -pb k10 s w -pb k11 s w -pb k12 s w -pb k13 s w -pb k14 s w -pb k15 s w -pb k16 s w -pb h3 h3 12 34 56 78 910 j7 is p r 3 10k vc ch1 h2 h1 h3 h2 h4 h4 gnd 1

43、 2 3 j4 dc /ac 9v +c 7 220u +c 4 470u 1 2 3 4 j5 b r idg c 5 0.1u c 6 0.1u r 2 10k gnd vc c a1 a2 a3 1 1 2 2r 14 470 r 15 470 r 16 470 vc c a1 a2 a3 r 17 1k j10 s peaker q1 8550 gnd vc c d2 vin 1 gnd2 vout 3 jp3 lm 7805 d3 d4 d5 vc c gnd 1 1 2 2 3 3 4 4 usb j2 us b d8 in4 148 * r es -var 1 通信工程系電子線路實現(xiàn)訓(xùn)練報告 16 附錄 2 源代碼 #include /包含頭文件，一般情況不需要改動，頭文