基于單片機(jī)音樂提示定時(shí)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[畢業(yè)作品]

1、基于單片機(jī)的音樂提示定時(shí)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)BI YE SHE JI（20 屆）基于單片機(jī)的音樂提示定時(shí)器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)所在學(xué)院專業(yè)班級(jí)電子信息工程學(xué)生姓名指導(dǎo)教師完成日期摘要：本設(shè)計(jì)是利用STC89C52單片機(jī)制作的一個(gè)音樂提示泄時(shí)器。它能夠?qū)崿F(xiàn)定時(shí)、音樂提示等功 能。系統(tǒng)由按鍵模塊，顯示模塊，音樂提示模塊，單片機(jī)模塊和時(shí)鐘模塊構(gòu)成。在本設(shè)il中，定時(shí)時(shí) 間可由按鍵開關(guān)控制。完成時(shí)間設(shè)置后系統(tǒng)進(jìn)入倒il時(shí)狀態(tài)，所有的時(shí)間數(shù)據(jù)都通過LCD1602顯示 器顯示出來。當(dāng)達(dá)到;時(shí)時(shí)間時(shí)，蜂鳴器便會(huì)發(fā)出音樂提示音。論文重點(diǎn)闡述了基于單片機(jī)對(duì)LCD顯 示器的控制，結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)碘件的實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞S單片機(jī)，LC

2、D1602,定時(shí)器，音樂提示，按鍵控制The design and impIementation of a music-reminder timer based on MCUAbstract: This design uses the STC89C52 MCU to product a music-reminder timer It can achieve liming.music-reminder and other funciions.The system is formed by the key module, display module.music-reminder module,

3、microcontroller module and the clock module. In this design, time can be set by the key-switch After the time setting, the system enters the countdown slate, and all the time-data can be displayed through LCD 1602 monitor When it reach the appoinicd lime, the buzzer will play a musical lone.The pape

4、r focuses on the LCD monitor system coniroled by MCU.struciural design method and the system hardware.Keywords: microcontroller LCD 1602, timers, music-reminder, button control第#貞共門貝第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及系統(tǒng)方案設(shè)訃要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)音樂提示世時(shí)器。它能實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)倒il時(shí)、音樂提示等功 能。其中，是時(shí)的時(shí)間默認(rèn)為2分鐘，可通過按鍵隨時(shí)調(diào)節(jié)：完成時(shí)間設(shè)置后便可進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。每隔1 秒，計(jì)數(shù)值減一并通過LCD1602

5、顯示剩余時(shí)間，當(dāng)顯示剩余時(shí)間為0時(shí)，開始播放提示音樂-1.2系統(tǒng)方案第一步是硬件的選擇。以STC89C52為主，加上時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，音樂提示電路，并由POD 輸出，接入LCD1602顯示器。由P2.0、P2.1. P2. 2分別作為LCD1602控制端。另外需要三個(gè)開關(guān) S1-S3,分別從P3. 0-P3. 3依次輸入，當(dāng)按下S1時(shí)，進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)；按下S2可將當(dāng)前顯示的數(shù)值加一; 按卞S3叮將當(dāng)前顯示的數(shù)值減一。當(dāng)顯示器顯示的時(shí)間為零時(shí)，從P1.2輸出不同頻率的信號(hào)，使打 之相接的蜂鳴器發(fā)出提示音。第二步是程序的設(shè)計(jì)。完成此次任務(wù)我們需要1S的定時(shí)模塊，復(fù)位模塊，倒計(jì)時(shí)模塊，顯示模塊, 音

6、樂提示模塊。第三步是調(diào)試。調(diào)試時(shí)采用硬件調(diào)試方法。按照電路圖，焊接好實(shí)際電路，并利用kcil軟件和燒 寫軟件，將程序燒寫到單片機(jī)上。第二章系統(tǒng)硬件要求及工作原理2.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖圖1系統(tǒng)框圖2. 2基本工作原理如圖1所示，以單片機(jī)芯片為核心，并與晶振復(fù)位模塊，音樂提示模塊，顯示模塊，按鍵模塊共同 組成了音樂提示運(yùn)時(shí)器的系統(tǒng)。單片機(jī)接受按鍵電路、復(fù)位電路輸入，并對(duì)輸入做出反應(yīng)。通過芯片 的內(nèi)在操作，控制外部顯示電路與音樂提示電路的工作情況。第三章 各單元硬件設(shè)計(jì)及說明3.1單片機(jī)的選擇本次課程設(shè)計(jì)采用STC89C52單片機(jī)（引腳見圖2）。第3貞共門貝ST89C52系列有兩大優(yōu)勢：第一片內(nèi)程序

7、存儲(chǔ)器采用閃速存儲(chǔ)器使程序的寫入更方便：第二,提供了更小尺寸的芯片，使整個(gè)硬件電路的體積更小.它以較小的體積、良好的性能價(jià)格比倍受青睞。八 1 r 1- 1廠 u,5nuP0.1/AD1P0,2/AD2KrAL2P0.3/AD3P04/AD4RSTP0.5/AD5P0,6/AD6P0.7/AD7P 2.0/A8P SENP 2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11ALEP2.4/AI2P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15PI M2P1 1)T2EXP1.2P3.0/RXD P3.imCD P3.2/INT0P13P3.3/INT1P14p 3,4zroP1 5P1.6P1.

8、7P 3 5/T1P3,6/WRP 3.7/RD199282930101213 IT 3?IB172345628, STC89C52圖2 STC89C52芯片9 8765432 123456733333333 2222222此單片機(jī)管腳介紹如下：VSS （20腳）：接地VCC （40腳）：主電源+5VXTAL1（19腳）：接外部晶體的一端。在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的端。在片內(nèi)它是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的 頻率是晶體振蕩頻率。RST （9腳）：單片機(jī)剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部$寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在該腳輸入24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以 上的高電平

9、將使單片機(jī)復(fù)位。PSEN （29腳）：在訪問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。我們根據(jù)PSEN、 ALE和XTAL2輸出端是否有信號(hào)輸出，可以判別89C52是否在工作。ALE/PROG 30腳：在訪問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。CPU在向 片外存儲(chǔ)器取指令期間，PSEN信號(hào)在12個(gè)時(shí)鐘周期中兩次生效。EA/VPP （31腳）：當(dāng)EA端輸入高電平時(shí)，CPU從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址0000H單元開始執(zhí)行程序。當(dāng) 地址超出4KB時(shí)，將自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA輸入低電平時(shí)，CPU僅訪問片外程序存 儲(chǔ)器。輸入/輸出引腳：（1） P0.0P07（39

10、腳一32 腳）（2） P1.0P1.7 （1 腳一8 腳）（3） P2.0P2.7 （26 腳一21 腳（4） P3, 0P3. 7 （10 腳一17 腳）3. 2顯示器的選擇本設(shè)汁采用顯示器的是LCD1602 （引腳見圖3）。LCD 1602是指顯示的內(nèi)容為16X2,即可以顯示兩行，每行16個(gè)字符液晶模塊它是一種專門用來顯 示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。它由若干個(gè)5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個(gè)點(diǎn)陣字 符位都可以顯示一個(gè)字符，每位之間有一個(gè)點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間 距的作用。寸9CMcn9卜oooco寸第5頁共17貞1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中

11、：第1腳：第2腳：第3腳：第4腳：第5腳：第6腳：圖3顯示器LC01602GND為電源地VCC接5V電源正極V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端RS為寄存器選擇，高電平1時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平0時(shí)選擇指令寄存器。RW為讀寫信號(hào)線，高電平（1）時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平（0）時(shí)進(jìn)行寫操作。E（或EN）端為使能（enable）端,高電平（1）時(shí)讀取信息，負(fù)跳變時(shí)執(zhí)行指令。第714腳：DOD7為8位雙向數(shù)據(jù)端。第1516腳：空腳或背燈電源。15腳背光正極，16腳背光負(fù)極。3. 3電路設(shè)計(jì)3, 31復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位方式有兩種，一種是上電自動(dòng)復(fù)位，另一種是按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)訃采用的是按鍵 手動(dòng)復(fù)位方式（見圖4）

12、。1916C3-|：HlOuF.:Tp:T.RlIk- -lexi ,tg込ao XTALlXTAL2PO.OADO PCMZAD1 P 0.2/AD2 nn nzrt rnr U.4UAU4P0.4ZA.WP0.5ZA.DSP 0.&AD6P0.7Z1XD7DTEw 1P2 0/A8P3 VA9P2 a/A10PSENP2 3/A1 1ALEP2XJ/A12EAP2.0/A13P2.6/A1JP2J/A10P1.QZT2P1.PT2EXr*d Ir 1 AUnr -HuTrtPI ,2MJ.Z/IH 1 UPI.3cc mrS.WHS 1 Inc J nr APr1 UEC eraP1.Sn

13、u.BI 1PI,6rF c AffH*J *cvWWP4,7no Timnd. KUSY cescM_39 _32. _3736 衛(wèi) _22i 呂 _2i _22 _2251011J2HId巨ZE77圖4復(fù)位電路3. 3. 2時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路控制的。STC89C52單片機(jī)雖然有內(nèi)部振蕩電路，但是要形成 時(shí)鐘，還必須得要有外部的附加電路（見圖5）。本次設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，然后在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè) 管腳，外接出時(shí)元件內(nèi)部的振蕩電路，以便產(chǎn)生自激振蕩。C1HIT吋I曲 O X1 廠勺-.CRvSTAL C2_1019XFALI

14、XrAL2R3TPO (VAOOPO 1/AO1P0 3心 PO少心PO少心P0 5MD5 P0a/M6PO 7/AO7363532,23.d31PSEN ALE EAP2 0/MP2 1/A9 P2 2/A10 P23/A11 P2P2 3/A13P2 戲AMP2 T/A10232a _21 2幺P1,(/T2 Pl IZTOGXP3jO?RXD P3 IZTtD P 合 2/HTC P3 3/i5TrP34ZrOpasfTiP3P3 7/OTia1213亙isIfi77ST CM圖5時(shí)鐘電路3 3. 3顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)訃采用的顯示器是LCD1602,它可直接STC89C52的PO端口相連（

15、見圖6） 3&aSSS8Ba9mciro ozoXW2P 0心 po iim po vmmggfiCQ PO “心 PO wxse ro rMO7FSFUW-i/iS P2,afO PJSW11ALPI-5/A13pkoniPJ.OWH越 QZRBri imexO VTXOP“p纟Pf 4ft3-*VTOPI CQIPT 0片MFPI rP9 7/Rn込二賽主奎14圖6顯示電路模塊3, 3. 4定時(shí)調(diào)整電路定時(shí)調(diào)整電路的3個(gè)按鈕分別接到P3OP32瑞口0當(dāng)S1鍵按下時(shí).進(jìn)入調(diào)整時(shí)間狀態(tài)，初始化 調(diào)整秒鐘狀態(tài)。若按卜S2鍵，則倒計(jì)時(shí)間加秒：若按下S3,倒il時(shí)時(shí)間減一秒；接著按下S1鍵，町 調(diào)整

16、分鐘狀態(tài)，按下S2,倒計(jì)時(shí)間加1分鐘，按下S3倒計(jì)時(shí)間減一分鐘。同理可調(diào)節(jié)時(shí)鐘狀態(tài)。IQeulfi_ei2RSTpoa沁0 FOJ/ADl F0/A02 F0*A8 FOa/ATU F05AK TO&AC6 F0,7/AD73. 3. 5音樂提示電路3?3D iZPSENAl esP2B(A8P2吹 P2 2A10 P23W1P2 4A12 P25/AI3 P3eAUP3?加 5PI om Pl /n&Pl 2Pl 3Pl 4PI 5Pl 6PI 7STCMC?R31ZPO P3,2/Pfffr RiaXFlTTP3 4/nJP3&T1P3&WPa/jMJ S2 HEeL,圖7定時(shí)調(diào)整電路第7

17、貞共門頁音樂電路由一個(gè)蜂鳴器構(gòu)成，將蜂鳴器連至P1. 2端口。蜂鳴器的聲音由輸入方波的頻率有關(guān).因 此可在程序里設(shè)計(jì)不同的頻率的方波來控制音調(diào)。LSI、ZIPSPEAKERXTAL1X/TT 1 rnn n/i rvrU UwlAJPO 16AD1 PO 2D2CrtA 1AL-J嚴(yán) U.S/ALWRSTPO 5ZAD5 PO eZAOS P0,7MD?P 2.BYP2.1/A9P2,2A10nc FA 4 4rotPJ ALE 擊r 厶 4AI1P24/A12P2.5/M3P2.6fA14P2.7/A1SP1.CVT2 P1J/T2EXP3.CVRXD P3 1/TXD CC *1 dh I

18、T ftr 1 上n 4 4嚴(yán)1 u嚴(yán)1 QALq WJ I 1嚴(yán)1 PI.6 ri兀4fl八 u P3.5E PS.6 牖P3 7/RDr J .D1918 It -3TC89C5229圖8音樂提示電路第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41設(shè)計(jì)方法本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)采取的是結(jié)構(gòu)化設(shè)訃的方法，主要模塊程序見附錄3。4.1.1結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)的基本思路把一個(gè)復(fù)雜問題的求解過程分階段進(jìn)行，每個(gè)階段處理的問題都在控制人們?nèi)菀桌斫夂吞幚淼姆队脙?nèi)。4.1. 2結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)釆用的具體方法 （1）自頂而下（2）逐步細(xì)化（3）模塊化設(shè)計(jì)（4）結(jié)構(gòu)化編碼以寫文章為例，先設(shè)想整篇文章分成幾個(gè)部分，然后再進(jìn)一步考慮毎一部分分成哪幾節(jié)，每一節(jié)

19、 分哪幾段，毎一段應(yīng)包含什么內(nèi)容。下面將本項(xiàng)目分成了四個(gè)小部分，分別是用于時(shí)間設(shè)置的按鍵模 塊，顯示模塊倒訃時(shí)模塊和音樂模塊，然后再具體對(duì)每個(gè)模塊進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編碼。按鍵模塊*圖9本設(shè)計(jì)各模塊顯示模塊音樂模塊42主程序流程圖（開始）貞初始化設(shè)置圖10主程序流程圖43顯示模塊流程圖初始化顯不寫指令圖11顯示模塊流程圖44掃描按鍵模塊流程圖圖12按鍵模塊流程圖45音樂提示模塊流程圖開始定義發(fā)聲頻率*1立義延時(shí)圖13音樂模塊流程圖第五章調(diào)試本設(shè)計(jì)采取的硬件調(diào)試的方法。第9貞共門貝先利用kcil軟件將編寫好的C程序編譯成的*hcx文件，再利用燒寫軟件將*hcx文件燒寫到單片機(jī)上。調(diào)整按鍵輸入設(shè)置倒計(jì)時(shí)時(shí)間

20、。cQject Flash Jiebuo Pqlp neiablooh SVCS iiindow Helproup 1gc網(wǎng) tetgn9,c |cciR#includc#define uchas unsloned char #define uln unsloned int suit sbit sbitbb, t bi ttdula卩2*6; wia=P2cr J rn-eNS； rv-P2-l;Icder-P2*2： si-P3C0; s2-ea*i； s3-P3*2p SPKP2;014 uchar count, dlnun;015 uxntxx, 匕；CIS uchax avuc;017

21、 uchax code tabled The w zlsa:me Luchar oocse abiei E =*00:01:00Gid void dela luln s)G2OIF fuln K,yj cor(x=2：圖14 keil軟件第11貞共17貞Jh $K憐2 Hip?A*-*MCU-Meox,/ym7ZM孰*VMh SetociMOjrjw aHfLeMCUT#ltCwSC3 Co IFFFrmiQ一htoideoDb Q打異丸ffmH毀年ope*e4T奔文悸FIR -! -：n# H聊対” I卯I工馭件Iftoagp Mf C WwTj礦 TraTewwwwjrWiiWiCTBTr

22、wagg QlE4F9DPF?QEIZDB0093FBCirAF0&1E oxeco EFeOCCTFP5UOCOC?FF51?CC(COTee ; acero冷斥“芾we再y巧02S*t2Qi2蝕 0X3) 10C2622WA112?aQaaDrPEa丿找&S廣er?滯ife 131館灣?SW*Ha廣 laae MsTXfitan on 1 em?o 切err欽氏#倉5r鼻tW同 R 檢訪詢郵陷詡 T：s*rjWQSilFb*E- r vie fi KO sm 詢h oxz仔雋 丸073馳 B上&8；*曲DMarH I-_J I RCMrft0BW r臥Ei蘇4。乜服件.5硼r臺(tái)sii侶s艾

23、2QidM人袁H： tts肛鎮(zhèn)桃今I e電義下魚 i HiiTti i釦 ems魚 tspoEiAliwraftPHjq STceecsiRCflo-瑕劉埒乳箱師a 自 3 用冃仙fine廣關(guān)* e 烷sipx*r9)qbcicoM2i心 8嚇：03 3 mnittBMfttfWSAMHtm* UftJMStT卿A a3ssr萬嗣 申的婀aniurawvfirfM* ohPi 0.44x7)i/t-o ft-jaftQKMTKxewpttftaffftWHHncfcRp ESBWffET natQ ftws從s空垮A(r電B6 1?R5毎線V坤TfttWlWSa?： 0 廣 M *ST5口IS

24、9個(gè)砂 I53圖15 STC燒寫軟件第六章總結(jié)通過這次的甲業(yè)設(shè)計(jì)，將學(xué)到的理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手能力融合在了一起，使得我更近一步熟練掌 握了工程設(shè)il的方法，提高了工程設(shè)訃能力、外文閱讀能力、文獻(xiàn)査閱能力、文字表達(dá)能力、實(shí)驗(yàn)研 究能力和訃算機(jī)應(yīng)用能力等。在焊接單片機(jī)最小系統(tǒng)和外帀電路時(shí)，我體會(huì)到了原理圖的規(guī)劃要盡量 的合理，否側(cè)對(duì)于實(shí)物的焊接會(huì)變得麻煩。在焊接音樂提示模塊時(shí)，我按照網(wǎng)絡(luò)上給的電路圖，宜接 焊在電路板上，結(jié)果導(dǎo)致蜂鳴器聲音很小，幾乎聽不見。在老師的指導(dǎo)下，我回去又重新將電路圖設(shè)了一遍，然后再焊接新的電路使得音樂提示音大了很多。這次我成功的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我變 得更加自信。這也啟發(fā)我

25、在今后的學(xué)習(xí)生涯中，遇到問題不能逃避，要盡力去分析失敗的原因，然后 解決它，這樣才會(huì)有更大的收獲。參考文獻(xiàn)第17貞共門貞1張大明單片機(jī)微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)M.機(jī)械工業(yè)出版社,2006張毅坤單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用Mh西安電子科技大學(xué)出版社,，2007曾一江單片微機(jī)原理和接口技術(shù)M.科學(xué)出版社,20034馮徳華超亮單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品開發(fā)M.人民郵電出版社,2004周潤景徐宏偉丁莉單片機(jī)電路設(shè)計(jì)、分析與制作M.機(jī)械工業(yè)出版社,2010李光第朱月秀單片機(jī)基礎(chǔ)M北京航空航天大學(xué)出版社,20037郭天祥新概念51但偏見C語言教程一一入門、提高、開發(fā)、擴(kuò)展全攻略M.電子工業(yè)出版社,20078 VYu-T

26、eplov.A-V.Anisimov.Thermostaiting System Using a Single-Chip Microcomputer andThermoelectric Modules Based on the Peltier EffeciUl .2002附錄1原理圖LSI附錄2實(shí)物圖ClH y早盤血亠JI rw-Ktl JTS bT/ei旳so*A7tvd7terr”如F5W0HAWIn-uvR.9AW&F0&W4JUIRriN.I/U&IMnjma” SJ$wcnstThe rest tihe 00：00：11附錄3主要模塊程序K定時(shí)1S模塊void timeriX) in

27、terr upt 1THO=65536-50000)/256：TLO=63536-5OOOO)%256：count+:if(count=18)count=0: if(iniao=60&fen!=0) miao-; fen-;wriie_sfm(6Jen); write_sfm(9jniao): if(miao=0&(shillfen!=O)miao=59:iffen!=O)fen-;iffen=O&shi !=0)fcn=59; shi； wnlc_sfm(3shi); write_sfm(6Jen)：wriie_sfm(9jniao);miao :if(miao=0&fen=O&shi=O)write_sfm(9.miao);TRO=O:(music();2、音樂播放模塊musicOunsigned int i;while(l)for(i=0:i500:i+)DclayUs2x(200);DclayUs2x(200);SPK=!SPK:for(i=0：i500:i+)DelayMsf 1); SPKNSPK:/如果SI按下一次.按下S2.則秒鐘加一3、按鍵掃描模塊void keyscanOif(sl=O)按下SIdclay(5); if(sl=O) slnum+: while!sl); if(slnum=l)按下一次開關(guān)S