音乐播放器的设计及制作上传版

1、西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：音乐播放器的设计及制作 系 别： 光电信息系 专 业： 测控技术与仪器班 级： B120103 学 生： 顾竞波 学 号： B12010307 指导教师： 巩蕾 2016年5月音乐播放器的设计及制作摘 要 据统计音乐播放器现在的使用非常广泛，例如：常见的家用电器、儿童玩具和一些大型的仪器仪表中。掌握基于单片机的语音存储、编码、解码及播放对提高学生的电子类产品设计能力有很大的帮助。本课题使用的存储技术使用语音芯片存储，在单片机的操作下可以实现许多功能，例如：语音播放、语音循环等一系列内容。本次毕业设计的目的是设计一款自动音乐播放器，它的组件设

2、计是基于89 C51单片机。在当今社会伴随着IT行业的迅速发展，科学技术慢慢融入到人们的生活之中。随着生活节奏的加快，人们的生活压力也随之增大，压力主要来源有很多，例如：工作、学习等。因此，大多数人们更乐于用音乐来缓解这种压力。这种趋势已经蔓延到全国的各个领域，例如：课堂上的音乐铃声、广场上的时钟等都开始用音乐作为铃声。该装置不仅提供了方便，人们的日常生活的时间还有生活的快节奏所带来的欢乐。综上所述，本次的毕业设计与人们的生活息息相关。本文是MCS中的应用-51单片机原理及音乐播放器的硬件电路设计控制理论，并用C语言程序规划。用程序来控制单片机内部定时器，以产生不同的频率的方波驱动蜂鸣器发出音

3、乐的不同的音调，使用延迟来控制发音的长度。把乐谱转化成相应的定时常数就可以从发音设备中演奏出悦耳动听的音乐。关键词：单片机；音乐播放器；C语言Music Box Player Based on MicrocontrollerAbstractAccording to statistics,nowadays, the music player is used very widely , such as: common household appliances, children's toys and some large-scale instrumentation. Bying Maste

4、ring voice storage, encoding, decoding and playback of microcontroller based electronic products to improve students' ability to design a great help. Storage technology using voice chip used to store this subject, under the operation of the microcontroller can realize many functions, such as: vo

5、ice playback, voice cycle range of content.The purpose of this graduation design is to design an automatic music player, it is 89 component design based on C51 MCU. In today's society with the rapid development of IT industry, science and technology gradually into people's lives. With the ac

6、celerating pace of life, people's life pressure is increasing, there are a lot of pressure, the main for example: the source of work, study and so on. Therefore, most people prefer to use music to relieve the pressure. This trend has spread to all areas of the country, for example: class music r

7、ingtones, the square of the clock began to use music as a ringtone. The device not only provides a convenient, fast rhythm of people's daily life time and life brought joy. In summary, this graduation design and people's life is closely linked.This paper is the hardware circuit design of the

8、 application of MCS 51 single chip computer principle and music player control theory, and using C language programming. Program to control the MCU internal timer, to produce different frequency square wave drive buzzer music different tones, using the delay to control the pronunciation length. The

9、musical score into the corresponding time constants can be played from the sound equipment out of melodious music.Keyword: Single-chip processor; Music player; C programming language目 录1 绪论11.1 题目背景及研究意义11.2 国内外发展状况11.3 研究的主要内容32 方案论证42.1 设计要求42.2 主控器部分设计方案42.2.1 方案一42.2.2 方案二52.3 音乐芯片部分设计方案62.3.1 方

10、案一62.3.2 方案二62.4 液晶显示部分设计方案72.5 功放部分设计方案82.6 系统方案92.7 本章小结103 硬件电路设计123.1 STC89C51的概况123.2 MCS-51单片机的结构原理133.2.1 8051单片机的组成133.2.2 8051单片机的40个引脚的功能133.3 8051单片机的存储器143.3.1 8051单片机的片内的256B RAM143.3.2 片外64KB的RAM与片内4KB的ROM173.4 时钟电路173.5 复位电路183.6 本章小结194 软件电路204.1 指令系统204.2 数据传送类指令204.3 中断系统及定时器、计数器21

11、4.3.1 单片机8051的中断系统214.3.2 5个中断源的优先级214.4 程序流程图224.5 总程序244.6 本章小结245 系统调试255.1 系统调试255.2 软件调试255.3 本章小结266 展望与总结27VI1 绪论1 绪论1.1 题目背景及研究意义随着科学技术的进步和社会的发展，人类的联系信息也越来越大和越来越复杂。在大量信息面前，人们已经能够利用计算机来处理工具，如有效和准确的方法，但要想将处理完的信息及时，清晰地传递给别人，还需要通过更加卓越的显示技术来实现。单片计算机技术和液晶显示器（LCD）的技术，朝着智能可视化的信息传输通信迅猛发展1。语音和音乐播放仪器仪表

12、，家用电器，并广泛应用于各种玩具。掌握基于单片机，编码，解码和播放，以提高学生的电子产品设计能力的发音有很大的帮助。本课题是使用语音芯片来实现存储播放语音片段的，在单片机的控制下来展现语音播放、音量控制，循环等。单片机发展状况出现及大趋势 <1>可靠性和应用性水平的提高和互联网连接可以说是一种比较明显的走向趋势。 <2>所集成的部件越来越多，单片机的含义是在于单片集成电路，而不是在它的功能上；但从功能上讲它可以说是万用机。由于其内部的对整合各种应用电路。 <3>低功耗和模拟电路结合越来越多2。单片机的到来很大程度上改变了我们的生活，现在可以看到在我们生活的各

13、种领域，从互联网计算机的网络通讯以及各类数据的传输，到工业自动化过程的实时控制以及各种数据的处理，更加普遍的是在我们日常生活中也可以随处可见的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都是在单片机基础上诞生的，单片机是未来很好的发展道路6。本课题就是采用了单片机来制作音乐盒，它的成本低、简单、方便、音质效果好。很值得我们使用。随着半导体技术的稳定发展和系统设计的进步，单片机也将随之进化。一个很小的音乐盒就可以给人们带来很美好的环境，而正是在这个前提下本文中音乐盒的设计是基于单片机的电子音乐盒，体积小，重量轻，可以播放和音乐的核心部件。功能多，使用方便，并且有一定的价值3。1.2 国内外发展状况国内外

14、研究表明这种音乐播放器是很受欢迎的。根据网络研究公司朱庇特Media Metrix的统计数据显示，采用基于单片机（离线播放器或播放器）音乐播放器是家庭用户4.17亿浪涌从2011年2011年1，2012年。在使用这个音乐33西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）播放行业用户的工作也从同期较上年同期上升34.9%，从2011年1月的11600万增涨到2012年的15700万。基于它的成本较低、音质效果好，单片机音乐播放器的设计，值得大家的信赖。和诸如负载音乐播放器的播放器深入字段。单片机的技术进步主要体现在它的内部结构、功率消耗、外部电压等级和它的制作工艺上面。在这几点上更加明白的解释了数

15、字单片机的应用水准。在当下看来，每家每户甚至个人对单片机的需求已经越来越占据主导地位。当然对单片机的要求也就随之水涨船高。在单片机的实用中，它是不是能够胜任人们对它的期望。人们的要求越来越高也就要更加一步的来扩展它的应用领域和使用范围，单片机自身的升华是实现目标的一个非常好的方法。还有各个制造它们的厂家也都在改善可以提升单片机性能的新技术，比如：EFT技术低噪声布线技术还有驱动技术。还有单片机在目前的发展趋势下还展现出了它的可靠性以及自身性能越来越完善。它与互联网连接后，所集成的部件更多了，功耗更低了，与模拟电路可以结合起来，这些都是以后发展的趋势。单片机的发展并不是很早，它是伴随着计算机行业

16、的发展才兴起的一项技术。大约是在1971年才产生了单片机，最早出现的单片机大约是4位或8位的。当时的使用应该是十分的简单，在我们的学习过程中mcs51单片机是我们最熟悉的一种。伴随着科技的发展，单片机行业也在迅速的发展，它的发展和计算机一样快，因为他是小型的计算机系统。在现代的生活中，单片机的已慢慢演变为16位或32位的系统了。由于它的应用变得十分的广泛，所以以前的系统满足不了一些领域的使用了，所以这也是单片机更新特别快的原因。单片机是计算机行业的一个重要的组成部分，就目前的社会发展来说，单片机在人类生活中扮演着十分重要的角色。单片机的种类有很多种本次毕业设计主要采用的是家电型，下面就介绍一下

17、家电型的主要特点。通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。音乐盒的发展是从很早的时候开始的，当时应该采用的是机械的装置设计的音乐盒，在文艺复兴那个时候，教会为了可以让教会塔报时，而是把机械装置装在了钟表上面，被称为“可发出声音的组钟”。因此音乐盒有300多年的发展历史，它也见证了人类的发展历史。在我们的生活中常见的是机械音乐盒，它的工作原理是 通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键，从而发出声音。但是，这样就有很多的缺点就是首先它的体积一定特别的大，比较笨重，而且对工作环境有很高的要求。造价也会比较贵，不容易携带和保存，时间如果特别长的话还会导致

18、发音跑调的现象。还有一类就是电子音乐盒，他是将音乐盒与计算机行业相结合的一种新的音乐播放形式。1.3 研究的主要内容本次毕业设计的内容是将单片机与音乐盒相结合。用单片机的在控制整个音乐盒的运行过程。但是当音乐盒与单片机相结合后它的优点就会变得特别的多，首先是演奏的音质将会变得更加的优美，其次是可以用电池来提供电源制作过程变得十分的简单。可以进行大批量的生产，价格便宜适合大众消费。从生活中可以看出单片机在人类的生活中的应用十分的广泛，主要包括，智能家电，仪器仪表，医疗设备等。而单片机在音乐盒中的应用也是十分的广泛，由于大家也特别对音乐有独特的情感，这样导致了音乐盒更加的流行。现代生活中压力充斥着

19、各个方面，很多人更乐于用音乐来放松自己，所以说本次毕业设计有很大的使用价值。音乐盒与单片机的结合是一种非常实用的技术。毕业设计的具体工作先根据老师所给的任务书确定自己的研究内容，然后，去查找资料，明确自己的设计目标，选定本次毕业设计所使用的单片机的类型。用以前学过的c语言的只是进行编写程序。主要分一下五部分来具体详细介绍：第一章绪论总体的介绍本次设计的背景，以及技术指标；第二章将从硬件部分的选取开始，分别陈述了单片机、音乐芯片、LCD、功放的选取，以及硬件电路的整体设计方案；从硬件部分的设计第三章做介绍，主要包括单片机最小电路的设计，音乐芯片外围电路设计，显示电路设计中，功率放大电路的设计，控

20、制按钮上的电路设计;第四章讲述了软件部分的设计思路以及各部分程序的设计方法；第五章介绍了整体的软件和硬件的分别调试和综合调试。西安工业大学北方信息工程学院毕业论文（论文）2 方案论证2 方案论证2.1 设计要求（1） 编解码的一些基本原理； （2） 画出硬件原理图，包括单片机、语音芯片和键盘；（3） 画出软件流程图，采用单片机C语言或汇编语言进行编程；定义可以根据键盘，当一个按键来实现，可以相应地播放的歌曲。有一个停止按钮来控制音乐播放;（4） 完成硬件与软件综合调试，来实现预期功能。2.2 主控器部分设计方案2.2.1 方案一方案一采用AT89C52单片机实现。单片机软件编程自由度很大，可以

21、被编程来实现算术和逻辑控制的算法。而且体积小，简单的硬件实施，安装方便。无论是U盘的读写操作，而且要控制SPI通信VS1003模块。ATMEL公司生产的AT89C52单片机采用高性能静态80C51的设计，先进的制造工艺，具备非易失性的闪存程序存储器。它是一种高性能的8位CMOS微处理器芯片功耗低，多数市场应用6。主要性能特点有：l 8KB Flash ROM，可以擦写超过1000次，保存的数据可达10年。l 256字节内部RAM。 l 电源控制模式l 时钟可停止和恢复；l 空闲西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）l 模式；l 掉电模式。 l 6个中断源。l 4个中断优先级。l 4个8位

22、I/O口。l 全双工增强型UART。l 全静态工作方式：024MHz。2.2.2 方案二方案二使用宏晶科技推出的新一代高速，低功耗，抗干扰性强的STC12C5A60S28单片机。 STC12C5A60S2单片机是，SCM（的单片机）12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。 主要性能特点有：l 复位后主要为I / O口（32）：P1 / P2，P3且是准双向口，P0口是开漏输出型的，作为总线扩展，不用在加上拉电阻，但要作为I/O口用的时候，还需加上拉电阻。 l ISP/ IAP，不用特殊的编程器，也不需要专用的模拟器，可以直接通过串行端口（的RxD/ P3.0，TxD/ P3.1）下载用

23、户的应用 程序;l 具有看门狗功能; l 有3个16位定时器/计数器。就是所谓的定时器 T0、T1、T2;l 空闲模式：功耗为2mA典型功耗； l 正常工作模式：功耗为4mA7mA 典型功耗；STC12C5A60S2和AT89C52外形对比，如图2.1所示：图2.1 STC12C5A60S2和AT89C52外形对比由于需要大量的数据读写U盘高速缓存和一个很大的空间，速度快。而AT89C51读写速度慢，内部程序FLASH空间只有8K，且RAM只有256Bit。STC12C5A60S2内部有60K的程序FLASH空间和1280Bit的RAM,能满足本次设计的要求。灵敏度较高，体积足够小等特点，所以

24、我采用STC12C5A60S2单片机作为本课题的单片机。2.3 音乐芯片部分设计方案2.3.1 方案一方案WT588D语音芯片，具有供应链管理，用途广泛，适用范围广的性能。是声音WT588D系列MCU的专业知识，在小缺陷过去的语音芯片的应用中可以进行弥补，一个串口控制模式的线，三线串行控制模式，三线串口控制I / O口扩展输出模式，使应用人员可以把产品在一个几乎可以想像的地方8。静音控制的长度没有丝毫的差错。可以控制语音地址势能约220。每个地址位可以装载组合的声音为128段的声音。主要性能特点有：l 内嵌DSP高速音频处理器，进行处理时速度很快；l PWM输出可直接推动0.5W/8扬声器；l

25、 支持DAC输出方式和PWM输出方式；l 支持加载WAV音频格式；l USB下载方式，支持在线下载/脱机下载；2.3.2 方案二芬兰公司VLSI VS1003案例2语音解码芯片，是DSP核心解码器解码效果比较好的9。VS1003是一个单片MP3/WMA/MIDI音频解码和ADPCM编码器，它包括一个高性能，低功耗DSP处理器内核VS_DSP4独立学识产权，可提供5 KB指令RAM和0.5 KB的数据RAM；串行数据接口，四个通用I/O口，1个UART和ADC和DAC的高品质立体声可变采样率的控制。它可以作为从机的系统。主要性能特点有：线路输入的音频信号进行IMAADPCM编码支持MP3和WAV

26、流高低音控制单时钟操作12-13MHz内部PLL锁相环时钟倍频器低功耗内部有能驱动30欧负载的驱动器模拟，数字，I/O 单独供电串行的控制数据接口可被用作微处理器的从机供调试用途的UART接口 WT588D和VS1003外观图，如图2.2所示：图2.2 WT588D和VS1003外形对比VS1003语音芯片可以支持MP3、WMA、WAV、P - MIIDI格式的文件流解码，拥有内置的立体声，输出频道也是内置的。相对于WT588D功能更强大，更重要的是能支持大容量FLASH文件存储器，所以选择VS1003作为此次设计的语音芯片。2.4 液晶显示部分设计方案选择LCD12864

27、液晶显示部分，主要是因为LCD12864可以分为两种，一种是带字库，一种是不带字库，因为显示汉字时能保证设置为自己喜欢的字体，以及液晶字符。能显示GB2312宋体，也可以显示其他自己喜欢的字体，但不移动到采取液晶本身的，而是在图像的形式显示（1011）。由液晶显示器（LCD），以及该模块方案中相同类型的图形点阵液晶显示模块，而不管硬件电路结构的比较是更简洁或显示了很多，并且该模块的价格进行比较用相同的位图图形液晶显示模块略低。 主要功能如下:l 显示分辨率:128×64点l 内置128个16×8点阵字符l 2MHZ时钟频率 l 显示方式：STN、半透、正显l 通讯方式：串行

28、、并口可选l 内置DC-DC转换电路l 无需片选信号，简化软件设计根据歌曲的信息需要进行相应的数据的ASCII字符到LCD显示器。还可以使用的方式数组，编译器会自动转换为相应的代码。实物如图2.3所示：图2.3 LCD128642.5 功放部分设计方案选择PAM8403功放，D级的结构，PAM8403可以在84以上得到3-功率W效率，PAM公司EMI调制方法的独家专利保护能够约略传统的D类放大器输出的低通滤波器的空间，从而节约了系统的资金和PCB可以说是便携式操纵的理想选取。主要新能如下：l 非滤波类放大器，低静态电流和低干扰l 在4负载和5V电源条件下，供给3W输出功率l 高达90%效率l

29、低THD，低噪声l 热保护l 极少外部元器件，节约空间成本l 无铅包装在笔记本电脑，便携音箱，便携式DVD播放机，液晶电视，游戏机，免提电话等广泛使用等。且自带调节音量装置。实物如图2.4所示。图2.4 PAM84032.6 系统方案STC12C5A60S2音乐播放体系由单片机控制和命令键的中心调用从表里围FLASH存储器中读取音乐芯片VS1003音乐数据，并通过音乐芯片VS1003内部解码、编码，传输到PAM8403，,外加扬声器发出声音。具体电路以STC12C5A60S2为主控制器，采用利用4个按钮键盘来实现对音乐播放的控制，其中A、B、C分别为功能键上一曲、暂停/播放以及下一曲。方案框架

30、图如图2.5所示：STC12C5A60S2键盘输入Flash储存语音芯片扬声器图2.5 方案框架图2.7 本章小结主要围绕总体方案设计，这章主要阐述了框图这个话题和硬件电路设计，器件选型和论证，详细介绍了项目设计的具体方案和设备选型，明确了方向。主要从以下几个方面来介绍一下：1. 主控器部分设计方案。总共我设计了两个方案。方案一采用AT89C52单片机实现。单片机软件编程自由度很大，可以被编程来实现算术和逻辑控制的算法。而且体积小，简单的硬件实施，安装方便。无论是U盘的读写操作，而且要控制SPI通信VS1003模块。方案二使用宏晶科技推出的新一代高速，低功耗，抗干扰性强的STC12C5A60S

31、28单片机。 STC12C5A60S2单片机是，SCM（的单片机）12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。 主要性能特点有：复位后主要为I / O口（32）：P1 / P2，P3且是准双向口，P0口是开漏输出型的，作为总线扩展，不用在加上拉电阻，但要作为I/O口用的时候，还需加上拉电阻。 ISP/ IAP，不用特殊的编程器，也不需要专用的模拟器，可以直接通过串行端口（的RxD/ P3.0，TxD/ P3.1）下载用户的应用 程序;具有看门狗功能; 有3个16位定时器/计数器。就是所谓的定时器 T0、T1、T2;空闲模式：功耗为2mA典型功耗； 正常工作模式：功耗为4mA7mA 典型功耗

32、。2. 音乐芯片部分的设计，我同样设计了两套方案方案WT588D语音芯片，具有供应链管理，用途广泛，适用范围广的性能。是声音WT588D系列MCU的专业知识，在小缺陷过去的语音芯片的应用中可以进行弥补，一个串口控制模式的线，三线串行控制模式，三线串口控制I / O口扩展输出模式，使应用人员可以把产品在一个几乎可以想像的地方。静音控制的长度没有丝毫的差错。可以控制语音地址势能约220。每个地址位可以装载组合的声音为128段的声音。芬兰公司VLSI VS1003案例2语音解码芯片，是DSP核心解码器解码效果比较好的。3. 还有液晶显示部分设计方案，选择LCD12864液晶显示部分，主要是因为LCD

33、12864可以分为两种，一种是带字库，一种是不带字库，因为显示汉字时能保证设置为自己喜欢的字体，以及液晶字符。能显示GB2312宋体，也可以显示其他自己喜欢的字体，但不移动到采取液晶本身的，而是在图像的形式显示。选择PAM8403功放， D级的结构，PAM8403可以在84以上得到3-功率W效率，PAM公司EMI调制方法的独家专利保护能够约略传统的D类放大器输出的低通滤波器的空间，从而节约了系统的资金和PCB可以说是便携式操纵的理想选取。最后还有系统方案的设计。西安工业大学北方信息工程学院毕业论文（论文）西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）3

34、 硬件电路设计3 硬件电路设计在本设计开始之前，对Altium Designer中原理图及PCB图的画法及实现进行熟练掌握，初步具备画原理图及PCB图的能力；STC89C52单片机开发环境的学习，在学习过程中,首先对STC89C52单片机引脚进行系统的学习，熟悉各个引脚功能，了解其内部结构，存储器所分配的地址，及其指令系统和程序编程，再结合本课题进行相关开发。3.1 STC89C51的概况STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备

35、的功能17。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM， MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RA

36、M内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）可选18。具体的结构如图3.1所示： 图3.13.2 MCS-51单片机的结构原理3.2.1 8051单片机的组成经过我们为期一年的学习，单片机主要的组成包括：1个8位字长的CPU、256B的ROM（Read Only Memory）和4KB的ROM（Random Access Memory）、4个8位I/O接口，即P0 P1P2P3、5个中断源的中断系统、2个16位的定时器/计数器、1个全双I的串行接口，即UART、复位电路、时钟电路。

37、3.2.2 8051单片机的40个引脚的功能引脚如图3.2所示。 图3.2（1）2个电源引脚VCC(40):+5V电源输入脚GND，VSS（20）：接地脚（2）2个时钟引脚XTAL1(19):时钟电路的输入脚XTCL2（18）：时钟电路的输出脚（3）32条I/O线（脚）P0口（P0.0P0.7）（4）4条控制脚（线）ALE：Address Locked Enable地址锁存允许脚，下降沿有效。下降的时候，8051单片机的CPU就将此时刻P0口的8位信息（一定为8位地址）锁存在片外锁存器芯片中（74LS373）。RST（9）：Reset复位脚，高电平有效。至少有2个机器周期的高电平8051单片机

38、才能被复位。：8051单片机的片内ROM（=1，接+5V）或片外ROM（=0，接地）有效的选择脚：8051单片机的CPU访问外片ROM时的连续通信号3.3 8051单片机的存储器3.3.1 8051单片机的片内的256B RAM如图3.3所示： 图3.3（1） 低128的RAM的使用情况低128字节地址为00H7FH高128字节地址为80HFFH低128位分为a、b、c三个区，分别为：a、工作寄存器区32B，地址为00H1FH，4组R0R7，如图3.4所示。 图3.4 表3.5组别RS1RS2R7R5R4R3R2R10组0007HR5R4R301H00H1组010FHR5R4R309H08H2

39、组1017HR5R4R311H10H3组111FHR5R4R319H18HR60，RS1两个位用来选择4组R0R7中的某一组，RS4、RS0在高128B的D0H（PSW）的D4D3位。b、位寻址区16B字节地址为20H2FH，该区即可作为16个字节单元进行字节操作，又可以作为16×8=128个独立的位单元进行位操作（位寻址）则有128个独立的位地址其位地址为00H7FH。 表3.6字节单元位地址20HD7D6D5D4D3D2D1D021H07H06H05H04H03H02H01H00H22H08H07H06H05H04H03H02H01H2FH7FH7EH7DH7CH7BH7AH79

40、H78H经常很少将128，4位当作位地址用16个字节母。C、通用RAM区（数据缓冲区）80B。字节地址，30H7FH.堆栈：是RAM区的一个集中连续的方向，包含了若干个存储单元，用来存放，程序运行过程中，所产生的重要数据或存放断点地址（子程序运行过程中），中断服务程序运行过程中所产生的。堆栈指针：存放一个8位的栈顶地址，系统主要用来存放，数储或作为堆栈使用存放重要信息。（2） 高128B的RAM字节地址为80HFFH只用作21个SFR（speial functiom register）特殊功能寄存器，通用的寄存器A（E0H),B(F0H),SP(81H),PSW(D0H)，OPH(83H),D

41、PL(82H),P0(80H),P1(90H),P2(A0H),P3(B0H)。a、 A(E0H,ACC)8为累加器，用来存放数据，在加减乘除运算中，用来存放操作数及结果；b、 B（F0H)B寄存器，作用通a；c、 SP（81H)stack pointer，堆栈指针存放堆栈区，栈顶单元的8位地址；d、 DPH（83H）DPL（82H）组成的16位数据指针DPTR。DPTR存放片外RAM（一般位D/A，A/D芯片等）某单元的16位地址；e、P0、P1、P2、P3存放P0口、P1口、P2口、P3口所输入或输出的8位数据内容；f、PSW（D0H）程序状态存储器；RS1，RS0：用来选择R0R7是哪一

42、组。F0：用户标志位。CY：简写为C，也叫作叠加器，进位标志位，当两个8位二进制数相加或相减，若O7位向更高位有进位或借位时C=1否则C=0。AC：辅助进位标志，当D3向D4有进位或借位时AC=1。D：寄存标志，当远算的结果（A中的内容）含偶数个“1”时P=0否则P=1，用在串行通信中进行奇偶效验用。OV：overflaw。溢出标志，当两个8位有符号二进制数相加减，若结果超过-128+127，结果溢出。进行标志CY与溢出标志OV毫无关系。对于两个无符号的加减运算来说，进程标志与溢出标志均为CY，此时进位则溢出。此时OV的结果毫无意义；对于两个有符号数的加减运算，此时进位标志位CY，溢出标志位O

43、V，二者毫无关系。3.3.2 片外64KB的RAM与片内4KB的ROM由于8051单片机有16条AB，可以寻址0000HFFFFH其64KB的存储空间，由DPTR存放片外RAM16位某单元的地址，用MOVX指令与片外RAM单元无读写数据，如图3.7；片内4KB的地址范围0000H0FFFH片外64KB的地址范围0000HFFFFH 图3.7 3.4 时钟电路 图3.8 振荡周期P：1P=1/12M秒=1/12MS状态周期（时钟）：1S=P1+P2=2P=1/6机器周期：8051单片机的CPU访问一次有存储单位，或访问一次I/O接口所用的时间。机器周期=12P=6S=1指令周期：CPU执行一条指

44、令所用的时间，一个指令周期分别为104个机器周期。3.5 复位电路 图3.9Reset重启主要有上电自动重启（复位）和故障重启。而故障重启又包括手动按键复位和看门狗复位，所以他们都是RST（9）至少两个机器的高电平。上电自动复位：上电的一瞬间电平从0V5V持续2个机器周期。手动按键复位：按下SPOWER1后，电容C1右侧电位因为按钮和地短接，瞬间变成低电为，系统被手动复位。3.6 本章小结本章为本设计的系统硬件设计，首先简单介绍了STC89C51的概况，它是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。随后又说明了8051单片机的组成，它主要

45、包括了1个8位字长的CPU、256B的ROM和4KB的ROM、4个8位I/O接口，即P0 P1P2P3、5个中断源的中断系统、2个16位的定时器/计数器、1个全双I的串行接口。是本课题制作成品的基础。4 软件电路4 软件电路4.1 指令系统指令系统主要包括汇编语言（与CPU硬件联系紧密，CPU语言，没有移植性）、C语言。用C语言，汇编语言写的程序叫源程序/.ASM、/.C、/.JAVA，如图3.8所示。 图4.14.2 数据传送类指令操作码：MOV、MOVX、MOVC、POP。a、 MOV指令，片内的256B的RAM单元之间的传递。设：（31H）=67H MOV A1，#31H；A=31H（6

46、7H）=2AH MOV R1，A；R1=31H MOV B，R1；B=31H能代符号的只有R0，R1 MOV A，R；A=67H（找到R1用R1所地址找到对应数据放入A中）。b、MOVXA（片内RAM的EOH）与片外RAM之间的传送指令MOVX A，DDTR；读MOVX DPTR,A；写c、MOVC：从ROM的某个单元读数据存入A中（查表指令）。 R1.7R1.4R1.0 n g f e d c b a(1)0 0 0 0 1 1 0 0(2)0 1 0 0 1 1 1 1MOVC A, A+DPTRDPTR中存放ROM中数据表格的首地址，A中存放要查单元距离表格首单元的西安工业大学北方信息工

47、程学院毕业设计（论文）偏移量。4.3 中断系统及定时器、计数器4.3.1 单片机8051的中断系统中断、中断源、中断申请、中断响应、中断服务程序、中断返回、中断优先级、中断嵌套。0中断源（P3.2）0：外部中断源0的请求输入脚1中断源（P3.3）1：外部中断源1的请求输入脚T0中断源（P3.4）T0：16位的定时器/计数器0请求输入脚T1中断源（P3.5）T1：16位的定时器/计数器1请求输入脚串口中断源（P3.0）RXD，串行口接受中断源请求脚串口中断源（P3.1)TXD，串行口发送中断源请求脚4.3.2 5个中断源的优先级 （1）固定优先级高低 0>T0>1>T1>

48、串口（2） 可调优先级通过IP寄存器调整，21个SFR，通用10个，A、B、SP、DPH、DPG 21个SFR，通用10个，P0P3、POW 21个SFR，中断IE、IP 2个 21个SFR，T/C、TH6、TL0、TG、TCW、TMOG（3） 中断方面的几个SFRa、IE中断允许寄存器b、EA：总中断允许位，当EA=1时。单片机8051的CPU允许某个中断源向CPU申请中断； 当EA=0时。CPU关闭（屏蔽）所有中断源。D4IP（B8H）中断优先级，如图3.9所示。D0/PSPT1PX1PT0PX0 图4.2 PX0:0优先级选择位，PX0=1时，0为高优先级，PX0=0时0为低优先级。c、

49、TCON（88H）定时器控制寄存器，如图3.10所示。TF1TR1TF0TRIE1IT1IE0IT0T1T010 图4.3IT0：0中断源向CPU申请中断的触发方式选择位IT0=0时，0中断源为电平触发，低电平有效IT0=1时，0中断源为边沿触发，下降沿有效。IE0：0中断源向CPU申请中断的中断请求标志性。当0引脚所接的中断源向CPU申请中断时IE0=1TF0：定时器/计时器T0溢出中断请求标志位当T0向CPU申请了溢出中断请求的TF0=1。d、SCOW（98H），串行口控制寄存器。D7D2 D1 D2 串口ITRI串口中断源 图4.4RI：串口向CPU申请了接受中断请求时RI=1IT：串口向CPU申请了发送中断请求时TI=14.4 程序流程图4.5 总程序其中总程序见附录1（总程序）。4.6 本章小结单片机是整个系统的灵魂，而程序是单片机的灵魂，是人与单片机进行对话的语言，是将人类思想赋予电脑的桥梁。本章主要是在C语言汇编语言环境下介绍了单片机的软件程序的写法编写VS1003的激活程序、主程序和子程序。指令系统主要包括汇编语言（与CPU硬件联系紧密，CPU语言，没有移植性）、C语言。数据传送类指令操作码：MOV、MOVX、MOVC、POP。M