單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告蜂鳴器

PAGE1PAGE1河南師范大學(xué)新聯(lián)學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程單片機(jī)原理及接口技術(shù)設(shè)計(jì)題目蜂鳴器演奏歌曲年級(jí)專業(yè)2011級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)號(hào)11047000000學(xué)生姓名李指導(dǎo)教師瑩2014年6月15日蜂鳴器演奏歌曲實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、要求完成驅(qū)動(dòng)蜂鳴器歌曲演奏的實(shí)驗(yàn)二、目的1、學(xué)習(xí)KEIL軟件的使用方法；2、掌握BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板設(shè)計(jì)蜂鳴器音樂(lè)的發(fā)生；3、掌握設(shè)計(jì)中各模塊的功能，能夠填入并演奏曲子；4、學(xué)習(xí)樂(lè)譜的基本知識(shí)，掌握其演奏的原理。三、分析1、基本原理簡(jiǎn)述聲音是通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生的。單片機(jī)對(duì)某一引腳以一定的頻率循環(huán)置1置0，該引腳便產(chǎn)生一定頻率的方波，方波通過(guò)放大，作用于一定的物理實(shí)件（蜂鳴器），就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。若改變輸出方波的頻率，產(chǎn)生的聲音隨之改變。通過(guò)似的音及同樣的節(jié)拍，單片機(jī)就可以產(chǎn)生電子音樂(lè)。音樂(lè)的播放選擇可以通過(guò)按鍵的輸入得以實(shí)現(xiàn)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，以一定的頻率方波產(chǎn)生的音在其每個(gè)周期內(nèi)高低幅值得時(shí)間各輸出引腳的頻率是原音頻率的兩倍。2、單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率脈沖信號(hào)的原理（1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的脈沖（1/頻率），然后1/4節(jié)拍與1/8節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定如下：曲調(diào)值DELAY曲調(diào)值DELAY調(diào)4/4125毫秒調(diào)4/462毫秒調(diào)3/4187毫秒調(diào)3/494毫秒調(diào)2/4250毫秒調(diào)2/4125毫秒

（5）建立音樂(lè)的步驟：

1）先把吧樂(lè)譜的音符找出，然后由上表建立T值表的順序。

2）把T值表建立在TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符的計(jì)數(shù)值放在“TABLE”。

3）簡(jiǎn)譜碼（音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數(shù)）為低4位，音符節(jié)拍碼放在程序的“TABLE”處。四、設(shè)計(jì)1、硬件設(shè)計(jì)1.1總體設(shè)計(jì)框圖AT89C51單片機(jī)AT89C51單片機(jī)按鍵輸入蜂鳴器按鍵輸入蜂鳴器1.2硬件設(shè)計(jì)及原理1.2.1BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板簡(jiǎn)介：?jiǎn)纹瑱C(jī)，其口或者是串口兩種下載程序方式不用另買燒寫器編程器等產(chǎn)品可以方便的燒寫程序到單片機(jī)里。USBUSB口即可提供電源，不需另接直電源。以及包括8位跑馬燈實(shí)驗(yàn)交通燈實(shí)驗(yàn)）、8矩陣鍵盤、蜂鳴器（做單片機(jī)發(fā)聲實(shí)驗(yàn)播放音樂(lè)實(shí)驗(yàn)報(bào)警實(shí)驗(yàn)等聲響實(shí)驗(yàn)）、溫度傳感器、A存儲(chǔ)芯片SPIDS1302、RS232通訊接口、字符液晶1602LCD接口、圖形點(diǎn)陣液晶12864接口和BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板如下圖：1.2.2AT89C52簡(jiǎn)介AT89C52是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)檫寫的程序存儲(chǔ)器和12B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)配置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C52單片機(jī)屬于AT89C51單片機(jī)的增強(qiáng)型，與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方面兼容。其主要工作特性是：

片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫壽命為1000次；

片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；

具有32根可編程I/O口線；

具有3個(gè)可編程定時(shí)器；

中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；

串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；

具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；

低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；

具有可編程的3級(jí)程序鎖定位；

AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；

AT89C52最高工作頻率為24MHz，在這里我們用的是11.0592MHz。AT89C52圖如下：1.2.3蜂鳴器簡(jiǎn)介：（一）蜂鳴器的介紹

1．蜂鳴器的作用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。

2．蜂鳴器的分類蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。

3．蜂鳴器的電路圖形符號(hào)蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。

（二）蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理

1．壓電式蜂鳴器壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。

多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。

壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。

2．電磁式蜂鳴器電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。

接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。

蜂鳴器電路圖：2、軟件編程（包括軟件介紹、流程圖、完整的匯編源程序及其注釋）2.1KeilSoftware簡(jiǎn)介及開發(fā)流程：KeilSoftware的8051開發(fā)工具提供以下程序，你可以用它們來(lái)編譯你的C源碼，匯編你的匯編源程序，連接和重定位你的目標(biāo)文件和庫(kù)文件，創(chuàng)建HEX文件，調(diào)試你的目標(biāo)程序。Windows應(yīng)用程序uVision3是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，它把項(xiàng)目管理，源代碼編輯，程序調(diào)試等集成到一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中。C51美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化C交叉編譯器從你的C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。A51宏匯編器從你的8051匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。BL51連接/重定位器組合你的由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)文件，生成絕對(duì)目標(biāo)文件。LIB51庫(kù)管理器組合你的目標(biāo)文件，生成可以被連接器使用的庫(kù)文件。OH51目標(biāo)文件到HEX格式的轉(zhuǎn)換器從絕對(duì)目標(biāo)文件創(chuàng)建IntelHEX格式的文件。RTX-51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了復(fù)雜和對(duì)時(shí)間要求敏感的軟件項(xiàng)目。 軟件開發(fā)流程： 1、創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，從器件庫(kù)中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置。 2、用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言創(chuàng)建源程序。 3、用項(xiàng)目管理器生成你的應(yīng)用。 4、修改源程序中的錯(cuò)誤。 5、測(cè)試，連接應(yīng)用。 圖為：軟件開發(fā)流程圖2.2流程圖：開始開始開始微處理器時(shí)鐘初始化微處理器時(shí)鐘初始化微處理器時(shí)鐘初始化微處理器時(shí)鐘初始化系統(tǒng)外設(shè)初始化系統(tǒng)外設(shè)初始化系統(tǒng)外設(shè)初始化開啟蜂鳴器系統(tǒng)外設(shè)初始化開啟蜂鳴器接受傳感器信息接受反饋信號(hào)接受傳感器信息接受反饋信號(hào)發(fā)送控制信號(hào)控制電機(jī)的狀態(tài)發(fā)送控制信號(hào)控制電機(jī)的狀態(tài)2.3匯編源程序及其注釋：OUTBITP2.3//該引腳接蜂鳴器

ORG0000H;主程序起始地址

LJMPSTART;長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)到主程序ORG000BH;TIMERO中斷起始地址

INC20H;中斷服務(wù),中斷計(jì)數(shù)器加1

MOVTH0,#0D8H;T0賦初值

MOVTL0,#0EFH;12M晶振，形成10毫秒中斷

RETI;中斷返回

START:MOVSP,#50H;堆棧從五十開始

MOVTH0,#0D8H;T0賦初值

MOVTL0,#0EFH;12M晶振，形成10毫秒中斷

MOVTMOD,#01H;設(shè)置定時(shí)器0工作方式為1即16位定時(shí)器

MOVIE,#82H;中斷使能

MUSIC0:NOP;延時(shí)

MOVDPTR,#DAT;表頭地址送DPTR

MOV20H,#00H;中斷計(jì)數(shù)器清0

MOVB,#00H;表序號(hào)清0

MUSIC1:NOP;延時(shí)

CLRA;清零A

MOVCA,@A+DPTR;查表取代碼

JZEND0;是00H,則結(jié)束

CJNEA,#0FFH,MUSIC5;如果是休止符，往下執(zhí)行

LJMPMUSIC3;長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)

MUSIC5:NOP;延時(shí)

MOVR6,A;RH=18H音符的頻率

INCDPTR;DPTR加一

MOVA,B;傳送指令，把B的內(nèi)容傳送到A

MOVCA,@A+DPTR;取節(jié)拍代碼送R7

MOVR7,A;R7=30H音符發(fā)音的時(shí)間

SETBTR0;啟動(dòng)計(jì)數(shù)

MUSIC2:NOP;延時(shí)

CPLOUT;頻率產(chǎn)生

MOVA,R6;把寄存器R6的內(nèi)容送到累加器A中

MOVR3,A;R3=R6=18H

LCALLDEL;調(diào)用DEL函數(shù)

MOVA,R7;把寄存器R7的內(nèi)容送到累加器A中

CJNEA,20H,MUSIC2;中斷計(jì)數(shù)器(20H)=R7否?

;不等,則繼續(xù)循環(huán)

MOV20H,#00H;等于,則取下一代碼

INCDPTR;DPTR加一

INCB;B加一

LJMPMUSIC1;長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)

MUSIC3:NOP;延時(shí)

CLRTR0;休止100毫秒

MOVR2,#0DH;R2=13

MUSIC4:NOP;延時(shí)

MOVR3,#0FFH;R3=255

LCALLDEL;調(diào)用DEL函數(shù)

DJNZR2,MUSIC4;延音程序

INCDPTR;DPTR加一

LJMPMUSIC1;長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)

END0:NOP;延時(shí)

MOVR2,#64H;歌曲結(jié)束,延時(shí)1秒后繼續(xù)

MUSIC6:MOVR3,#00H;和低字節(jié)清零

LCALLDEL

DJNZR2,MUSIC6;延音程序

LJMPMUSIC0

DEL:NOP;延時(shí)

DEL3:MOVR4,#02H;延時(shí)子程序，12M晶振延時(shí)約1秒

DEL4:NOP;延時(shí)

DJNZR4,DEL4;延時(shí)程序

NOP;延時(shí)

DJNZR3,DEL3;延時(shí)程序

RET;子程序返回

NOP;延時(shí)程序

DAT:;歌譜

DB32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,48,16,64DB32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,48,16,64DB32,32,32,32,32,16,16,32,32,32,16,16,32,32,32,32,32,64DB32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,16,16,64END;結(jié)束3、調(diào)試說(shuō)明在熟悉掌握KELL軟件操作后，先截取一小段代碼試運(yùn)行，運(yùn)行成功后正式開始蜂鳴器《歡樂(lè)頌》音樂(lè)演奏實(shí)驗(yàn)。如圖所示，該段代碼在電腦上運(yùn)行成功緊接著用數(shù)據(jù)線連接AT89C52單片機(jī)學(xué)習(xí)板和電腦，下載端口壓縮包，P2.3端口控制蜂鳴器，打開STC_ISP_V488后，調(diào)試端口，打開所創(chuàng)建的文件夾，點(diǎn)擊開始下載，打開AT89C52單片機(jī)學(xué)習(xí)板上的開關(guān)，便可聽見(jiàn)悅耳的音樂(lè)。五、總結(jié)通過(guò)本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐。在這兩個(gè)星期里，雖然遇到了很多困難，經(jīng)常熬到深夜，但也學(xué)到了很多東西，同時(shí)不僅可以鞏固以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了