基于AT89C51的音樂(lè)倒數(shù)計(jì)數(shù)器

1、題目：音樂(lè)倒數(shù)計(jì)數(shù)器1. 設(shè)計(jì)要求利用數(shù)字AT89C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)倒數(shù)計(jì)數(shù)器的功能，設(shè)定時(shí)間后在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的時(shí)間。其功能和性能指標(biāo)如下: 字符型LCD(16×2)顯示器，顯示格式為“TIME 分分：秒秒”。 用4個(gè)按鍵操作來(lái)設(shè)置當(dāng)前想要倒計(jì)數(shù)的時(shí)間。 一旦按下鍵則開(kāi)始倒計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)為0時(shí)，發(fā)出一陣音樂(lè)聲。 程序執(zhí)行后工作指示燈LCD閃動(dòng)，表示程序開(kāi)始執(zhí)行，按下操作鍵K1K4動(dòng)作如下： K1-可調(diào)整倒計(jì)數(shù)的時(shí)間160分鐘。 K2-設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時(shí)間為5分鐘，顯示“0500”。 K3-設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時(shí)間為10分鐘，顯示“1000”。 K4-設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時(shí)間為20分鐘，顯示“200

2、0” 復(fù)位后LCD的畫(huà)面應(yīng)能顯示倒計(jì)時(shí)的分鐘和秒數(shù)，此時(shí)按K1鍵，則在LCD上顯示出設(shè)置畫(huà)面。此時(shí)，若： 按K2鍵-增加倒計(jì)數(shù)的時(shí)間1分鐘。 按K3鍵-減少倒計(jì)數(shù)的時(shí)間1分鐘。 按K4鍵-設(shè)置完成。2. 工作原理 音樂(lè)倒數(shù)計(jì)數(shù)器所倒數(shù)的時(shí)間由數(shù)字顯示，控制器使用單片機(jī)AT89S52。本設(shè)計(jì)基于單片機(jī)技術(shù)原理，以單片機(jī)芯片AT89S52作為核心控制器，通過(guò)硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出一個(gè)計(jì)數(shù)器，包括以下功能：輸出時(shí)間，按下鍵就開(kāi)始計(jì)時(shí)，并將時(shí)間顯示在LCD1602顯示器上。當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)為0時(shí)，蜂鳴器就發(fā)出音樂(lè)聲響等等。該計(jì)數(shù)器系統(tǒng)主要由計(jì)數(shù)器模塊、LCD顯示器模塊、蜂鳴器模塊、鍵盤(pán)模

3、塊、復(fù)位模塊等部分組成。3. 硬件設(shè)計(jì)電路原理圖下圖所示.3.1 AT89C52單片機(jī)AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。如圖1所示：圖13.2 LCD1602液晶顯示電路設(shè)計(jì)與原理工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16x02即32個(gè)字符（16列2行）。1602字符型LCD通常有14條引腳線或1

4、6條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源。VCC(15腳)和地線GND(16腳)，其控制原理與14腳的LCD完全一樣。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”。Proteus7.7中的1602液晶只有14個(gè)引腳，少了背光電源的兩根引腳，完全兼容。本設(shè)計(jì)中，液晶的數(shù)據(jù)口與單片機(jī)的P0口相連。如圖2所示：圖23.3 復(fù)位

5、電路當(dāng)MCS -5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱(chēng)RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵后松開(kāi)，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開(kāi)關(guān)復(fù)位的操作。如圖3所示：圖33.4 按鍵電路題目中要求通過(guò)按鍵來(lái)設(shè)置定時(shí)的時(shí)間，并且能為160間的任意時(shí)間，根據(jù)要求以K1作為第二功能選擇位，來(lái)更改時(shí)間設(shè)置的模式。不按K1時(shí)，按下K2、K3、K4分別為定時(shí)5分鐘，10分鐘，20分鐘；按下K1后，初始為30分鐘（為方便上下調(diào)節(jié)選擇30為初始值），然

6、后再按K2為加1分鐘，按K3為減1分鐘，按K4為設(shè)置完成。 如圖4所示：如圖4所示：3.5 蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(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式蜂鳴器兩種類(lèi)型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”表示。單片機(jī)驅(qū)動(dòng)他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)，另一種是利用I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)選擇利用I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。利用I/O 定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平來(lái)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形的方式必須利用定時(shí)器

7、來(lái)做定時(shí)，通過(guò)定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個(gè)波形就可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器了。比如為2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)，可以知道周期為400s，這樣只需要驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的I/O 口每200s 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個(gè)頻率為2500Hz，占空比為1/2duty 的方波，再通過(guò)三極管放大就可以驅(qū)動(dòng)這個(gè)蜂鳴器了。如圖5所示：圖54. 軟件設(shè)計(jì)主程序開(kāi)始初始化，然后掃描鍵盤(pán)、復(fù)位電路和計(jì)數(shù)器。當(dāng)鍵盤(pán)按鍵有按下時(shí)，調(diào)整計(jì)數(shù)器值，LCD顯示新值。當(dāng)復(fù)位鍵有按下時(shí)，計(jì)數(shù)器復(fù)位為初值，重新倒計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器值倒計(jì)為0時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音，計(jì)數(shù)器停止倒計(jì)，程序結(jié)束。主程序流程圖、LCD顯示流程圖和按鍵流程圖分別

8、如下圖4-1、圖4-2和圖4-3所示。 圖4-1 主程序流程圖圖4-2 LCD顯示流程圖復(fù)位鍵是否按下開(kāi)始 是否有程序執(zhí)行LCD閃動(dòng)是是否有鍵按下是LCD相應(yīng)時(shí)間否否是LCD倒數(shù)的計(jì)時(shí)是否有鍵按下LCD顯示相應(yīng)畫(huà)面是退出否否開(kāi)始初始化按鍵掃描按鍵處理，確定模式時(shí)間顯示模式有鍵按下根據(jù)按鍵狀態(tài)顯示相應(yīng)時(shí)間段時(shí)間修改模式根據(jù)按鍵狀態(tài)修改時(shí)間否否是是 圖4-3 按鍵流程圖5. 仿真結(jié)果及結(jié)論5.1本課程設(shè)計(jì)軟件仿真結(jié)果如下圖5-1所示。圖5-1課程設(shè)計(jì)調(diào)試結(jié)果5.2本課程設(shè)計(jì)實(shí)物仿真結(jié)果如下圖5-2所示。圖5-2課程設(shè)計(jì)實(shí)物模型5.3 經(jīng)過(guò)將近一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)單帶有LCD顯示的音樂(lè)倒數(shù)計(jì)數(shù)器基本完成，系統(tǒng)基本功能基本實(shí)現(xiàn)，測(cè)試運(yùn)行也基本正常。該系統(tǒng)基本上完成了計(jì)數(shù)鬧時(shí)的功能。當(dāng)然這個(gè)系統(tǒng)還存在許多有待完善的地方： 功能相對(duì)較少，