AT89C51单片机设计的音乐倒数计数器

塔里木大学单片机原理与外围电路课程论文基于单片机设计的音乐倒数计数器姓名 ： 古再丽努尔阿卜来提 学号 ： 班级 ： 通信工程16-1 - II -摘要：单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。单片机由CPU、一定容量的RAM和ROM构成，定时、计数和多种接口于一体的微控制器。它体积小，成本低，功能强，广泛应用于智能产业和工业自动化上。而51系列单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。这次课程设计通过对它的学习、应用，从而达到学习、设计、开发软、硬的能力。本设计利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器。用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。应用 Proteus的ISIS软件和Keil uVision3来实现该计数器的设计与仿真。该方法仿真效果真实、准确，节省了硬件资源。该多功能计数器可以应用于一般的生活和工作中，也可以通过改装，提高性能，增加新功能，从而给人们的生活和工作带来更多的方便。关键词： AT89C51,计数器，键盘控制，LCD显示，protues，Keil 。目 录1绪论31.1课题背景及研究意义31.2国内外现状31.3课题的设计目的31.4课题的主要工作32系统概述42.1方案论证42.2系统设计原理43系统硬件设计53.1 主控电路设计53.2 LCD液晶显示器接口电路设计64系统软件设计74.1主程序设计74.2硬件调试84.3仿真结果9结论10参考文献11系统整体电路11全部程序清单12 - III -1绪论1.1课题背景及研究意义近年来单片机发展十分迅速，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业1。 本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途2。1.2国内外现状单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上3 4。单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 1.3课题的设计目的利用STC89C52单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器。做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。1.4课题的主要工作1. 字符型LCD(162)显示器，显示格式为“TIME 分分：秒秒”。2. 用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。3. 一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声。4. 程序执行后工作指示灯LCD闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1K4动作如下：l K1-可调整倒计数的时间160分钟。l K2-设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。l K2-设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。l K2-设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。5. 复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键，则在LCD上显示出设置画面。此时，若：n 按K2键-增加倒计数的时间1分钟。n 按K2键-减少倒计数的时间1分钟。n 按K4键-设置完成。2系统概述2.1方案论证方案一：采用花样显示，花样显示是指LCD显示某一屏字符时，采取从左到右或者是从右到左的整屏移动的显示方式。在这种显示方式下，给人的感觉就是程序是在执行的，同时如果控制好了移动一屏的时间间隔的话，在整体视觉上可以达到很好的效果。方案二：采用静态显示，静态显示是指LCD显示某一屏字符时，时钟保持当前字符的显示，不使用移屏显示。便于控制，同时能够满足正常的显示效果。由于在显示中存在播放时间的动态变化，这样的话，即使是不产生整屏移动，也能给人动态感，也易于控制。基于以上各种特点，我选择了方案二2.2系统设计原理本课程设计是利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。作品先接受用户输入的倒数计数时间，然后由用户启动作品工作（可用一个闪烁的LED灯指示），当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。定时闹钟的基本功能如下：1、字符型LCD（162）显示器。2、显示格式为“TIME 分分:秒秒”。3、用5个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。4、一旦按下键则开始倒计数，当计数为0时，发出一阵音乐声5、程序执行后工作指示灯LCD闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1K4动作如下：K1-可调整倒计数的时间160分钟。K2-设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。K3-设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。K4-设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。6、复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键，则在LCD上显示出设置画面。此时，若：按K2键-增加倒计数的时间1分钟。按K3键-减少倒计数的时间1分钟。按K4键-设置完成。3系统硬件设计3.1 主控电路设计AT89C51为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。在本系统中，AT89C51单片机内部的功能单元已经能够满足系统设计需要，不需要系统扩展。主要特性：与MCS-51 兼容 、4K字节可编程闪烁存储器 、寿命：1000写/擦循环、数据保留时间：10年 、全静态工作：0Hz-24MHz 、三级程序存储器锁定 、1288位内部RAM 、32可编程I/O线 、两个16位定时器/计数器 、5个中断源 、可编程串行通道 、低功耗的闲置和掉电模式 、片内振荡器和时钟电路。3.2 LCD液晶显示器接口电路设计LCD1602显示方式的方案比较。方案一：采用花样显示，花样显示是指LCD显示某一屏字符时，采取从左到右或者是从右到左的整屏移动的显示方式。在这种显示方式下，给人的感觉就是程序是在执行的，同时如果控制好了移动一屏的时间间隔的话，在整体视觉上可以达到很好的效果。方案二：采用静态显示，静态显示是指LCD显示某一屏字符时，时钟保持当前字符的显示，不使用移屏显示。便于控制，同时能够满足正常的显示效果。由于在显示中存在播放时间的动态变化，这样的话，即使是不产生整屏移动，也能给人动态感，也易于控制。基于以上各种特点，我选择了方案二。图2-5 按键控制模块图4系统软件设计4.1主程序设计主程序开始初始化，然后扫描键盘、复位电路和计数器。当键盘按键有按下时，调整计数器值，LCD显示新值。当复位键有按下时，计数器复位为开机画面，当计数器值倒计为0时，蜂鸣器发出声音，计数器停止倒计，程序结束。主程序流程图、lcd显示流程图和按键流程图分别如下图3-1、图3-2和图3-3所示。开始初始化按键扫描有键按下按键处理，确定模式时间显示模式根据按键状态显示相应时间段时间修改模式根据按键状态修改时间NONOYESYES图3-3 按键流程图 红灯亮绿灯亮灯灭结束显示温度开始MCBU初始化BS18B20初始化判定温度是否在范围内图 4-1 主程序流程图源代码 全部程序清单#include #include sbit rs= P24;sbit rw = P25;sbit ep = P26;sbit k1=P14;sbit k2=P15;sbit k3=P16;sbit k4=P17;sbit k5=P13;sbit speaker=P30;unsigned char code dis1 = 605 ;unsigned char code dis2 = TIME 00:00;unsigned char code dis3 = ;unsigned int num=0;unsigned int miaogw=0;unsigned int miaosw=0;unsigned int fengw=0;unsigned int fensw=0;unsigned char flag=1;unsigned char timer0h,timer0l,time; /世上只有妈妈好数据表code unsigned char sszymmh= 6,2,3, 5,2,1, 3,2,2, 5,2,2, 1,3,2, 6,2,1, 5,2,1, 6,2,4, 3,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 5,2,2, 3,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,4, 2,2,3, 3,2,1, 5,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 3,2,2, 2,2,2, 1,2,4, 5,2,3, 3,2,1, 2,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 5,1,6, 0,0,0 ; / 音阶频率表 高八位code unsigned char FREQH= 0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8, 0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC, /1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE, 0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF, ; / 音阶频率表 低八位code unsigned char FREQL= 0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6, 0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F, /1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xEE,0x44, 0x6B,0xB4,0xF4,0x2D, 0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16, ;void delayyy(unsigned char t) unsigned char t1; unsigned long t2; for(t1=0;t1t;t1+) for(t2=0;t28000;t2+) ; TR0=0; void t0int() interrupt 1 TR0=0; speaker=!speaker; TH0=timer0h; TL0=timer0l; TR0=1; void song() TH0=timer0h; TL0=timer0l; TR0=1; delayyy(time); void delay(unsigned char ms)unsigned char i;while(ms-)for(i = 0; i0;h-) for(i=4;i0;i-) for(j=116;j0;j-) for(k=214;k0;k-);void main(void)unsigned char j; unsigned char k,i; speaker=0;lcd_init();/ 初始化LCDdelay(10);lcd_pos(0x02);/设置显示位置j = 0;while(dis1j != 0)lcd_wdat(dis1j);/显示字符j+;while(1) lcd_pos(0x42);/ 设置显示位置i = 0;while(dis2i != 0)lcd_wdat(dis2i);/ 显示字符i+; keyscan();num=fensw*600+fengw*60+miaosw*10+miaogw;while(num)num-;fensw=num/60/10;fengw=num/60%10;miaosw=num%60/10;miaogw=num%60%10;delay1s();lcd_wshuzi(); TMOD=1; /置CT0定时工作方式1 EA=1; ET0=1;/IE=0x82 /CPU开中断,CT0开中断 while(1) i=0; while(i100) /音乐数组长度 ，唱完从头再来 k=sszymmhi+7*sszymmhi+1-1; timer0h=FREQHk; timer0l=FREQLk; time=sszymmhi+2; i=i+3; song(); 整体电路4.2硬件调试硬件调试分为静态调试和动态调试，对于硬件调试而言，只要认真焊接，硬件一般不会出现什么问题的。静态调试一般采用的工具是万用表，它是在用户系统未工作时的一种硬件检测。动态调试是在用户系统工作的情况下发现和排查错误的一种硬件检测。调试步骤是：首先把电路分为若干模块，调试过程中与该模块无关的元件可以不加考虑，这样可把故障限定在一定的范围内；故障清除后，把各个模块合在一起进行联调，即可完成整个硬件调试工作。4.3仿真结果仿真电路结果如图4.3.1 所示图4.3.1结论通过此次多功能数字计数器的设计制作，我们将从书本上学到的知识应用于实践，再次巩固了我的单片机知识，提高了我的电路仿真设计能力。虽然设计过程中遇到了很多困难，但是在解决这些问题的过程无疑是对自身专业素质的提高。当最终调试成功的时候也是对自己的一种肯定。此次的设计不仅增强了自己在专业设计方面的信息，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养，为以后的学习方向明确了重点。另外在这次设计中我们遇到了不少的问题，针对不同的问题我们采取不同的解决方法，最终一一解决了。在我们遇到不懂得问题时，利用课本上、参考书上的知识，以及网上的资料最终解决问题。和队友之间相互讨论，明白了团队合作的重要性。本次项目设计还存在很多不足，比如，LCD的日期显示还不够完美，计数功能也不够详细等。以后争取完善这个设计，以提高我们的单片机设计能力。这里很感谢蓝会立老师给我们的指导和教育，感谢他给我们提供了良好的学习设计环境，也很感谢可爱的伙伴们，让我觉得团队的力量很伟大。参考文献 1张毅刚，彭喜元. 单片机原理与应用设计M. 北京：电子工业出版社，20112徐铮颖，孙海维.Protel 99 se EDA技术及应用.北京：机械工业出版社，2012.2 3谭浩强.C程序设计（M）.北京：清华大学出版社，20084张毅刚.单片机原理及应用M北京：高等教育出版社，20115高卫东，辛友顺，韩彦征.51单片机原理与实践.北京：北京航空航天大学出版社.2008.16陈涛编著，单片机应用及C51程序设计，北京：机械工业出版社，20087皮大能主编，单片机课程设计指导书，北京：北京理工大学出版社，20108楼然苗主编，单片机实验与课程设计（peretues仿真版），浙江江大