音乐倒数计数器 内含完整代码文档格式.docx
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音乐倒数计数器 内含完整代码文档格式.docx
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1005
题目
音乐倒数计数器
指导教师
梁赫西
成员
刘杨
完成时间
2012.12.28
一、设计任务及要求:
设计任务:
利用数字AT89C51单片机实现倒数计数器的功能。
要求:
⑴字符型LCD(16×
2)显示器,显示格式为“TIME分分:
秒秒”。
⑵用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。
⑶一旦按下键则开始倒计数,当计数为0时,发出一阵音乐声。
⑷程序执行后工作指示灯LCD闪动。
指导教师签名:
2012年12月30日
二、指导教师评语:
2012年12月30日
三、成绩
验收盖章
2012年12月30日
音乐倒数计数器的设计
摘要:
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它给人带来的方便也是不可置否的,人们对它的要求越来越高,要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手,一切向着数字化控制,智能化控制方向发展。
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,可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。
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。
关键词:
单片机;
AT89C51;
倒数计数器,音乐,proteus。
1.设计要求与思路
1.1设计要求
利用数字AT89C51单片机实现倒数计数器的功能,设定时间后在LED数码管上显示相应的时间。
其功能和性能指标如下:
⑴字符型LCD(16×
⑷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K1~K4动作如下:
●K1---可调整倒计数的时间1~60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”
⑸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K2键---减少倒计数的时间1分钟。
●按K4键---设置完成。
1.2设计思路
音乐倒数计数器所倒数的时间由数字显示,控制器使用单片机AT89C51。
本设计基于单片机技术原理,以单片机芯片AT89C51作为核心控制器,通过硬件电路的制作以及软件程序的编制,设计制作出一个计数器,包括以下功能:
输出时间,按下键就开始计时,并将时间显示在LCD1602显示器上。
当倒计数为0时,蜂鸣器就发出音乐声响等等。
该计数器系统主要由计数器模块、LCD显示器模块、蜂鸣器模块、键盘模块、复位模块等部分组成。
本设计利用KeiluVision4作为编程软件进行源程序设计及调试,同时使用PROTEUS7.7进行硬件电路的搭建仿真。
2.1系统硬件设计
以AT89C52单片机作为主控制器,外加按键、复位电路、LCD显示和蜂鸣器组成
图2-1总体设计方框图
2.2系统软件设计
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,计数器复位为初值,重新倒计数。
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。
是
是否
否
否
3.1硬件电路详细设计
3.1.1AT89C51单片机
AT89C51是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C51单片机在电子行业中有着广泛的应用。
图3-1AT89C51单片机
3.1.2LCD1602液晶显示电路设计与原理
工业字符型液晶,能够同时显示16x02即32个字符(16列2行)。
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD,多出来的2条线是背光电源。
VCC(15脚)和地线GND(16脚),其控制原理与14脚的LCD完全一样。
1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形,这些字符有:
阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B(41H),显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来,我们就能看到字母“A”。
图3-2LCD1602液晶显
3.1.3复位电路
当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。
如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。
上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作。
当单片机已在运行当中时,按下复位键后松开,也能使RST为一段时间的高电平,从而实现上电或开关复位的操作。
图3-3复位电路
3.1.4按键电路模块
按键用于控制数码显示、LCD显示、扬声器等模块的工作。
通过扫描键盘来判断是否有按键按下,来设定各模块的工作情况,使各模块可以在按键的控制下,有序地进行工作。
设计中使用单个按键实现单个功能,属于较为简单的控制方式。
在多功能系统设计的试验中我们使用五个按键分别与单片机的p1.0、p1.1、p1.2、p1.3、p1.4相连。
通过按下相应的按键来处理相应的程序。
如下图:
图3-4按键电路模块
3.1.5蜂鸣器
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”表示。
单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种:
一种是PWM输出口直接驱动,另一种是利用I/O定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。
比如为2500Hz的蜂鸣器的驱动,可以知道周期为400μs,这样只需要驱动蜂鸣器的I/O口每200μs翻转一次电平就可以产生一个频率为2500Hz,占空比为1/2duty的方波。
图3-5蜂鸣器
3.2软件详细设计
解释一下按键代码的工作原理(以部分代码为例,其他按键类似):
if(key2==0)
{
delay(time);
延时,用于按键去抖;
if(key2==0)
{
flag0=0;
状态标志位:
若flog0=0,则执行下面代码;
{
if(minute>
0)
minute=minute-1;
write_time(7,minute);
}
if(second==0)
{
k=1;
second=60;
设置成60秒,也就是按一下加1min;
}
}
其实,难点不在按键问题上;
而是如何蜂鸣器发音的问题上;
其计数值的求法如下:
T=65536-N=65536-Fi
2
Fr
例如:
设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,球低音DO(261Hz)。
中音DO(523Hz)。
高音的DO(1046Hz)的计算值
Fr=65536-1000000
Fr=65536-500000/Fr
低音DO的T=65536-500000/262=63627
低音DO的T=65536-500000/523=64580
低音DO的T=65536-500000/1047=65059
table1[]={64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030};
这就是不同频率的,DO的发音,当然本设计中没有考虑这么复杂,而是直接最简单的doremifasolasi,这7种基本发音。
举例1:
音调do,发音长度为两拍,即二分音符,将其编码为0x18。
举例2:
音调re,发音长度为半拍,即八分音符,将其编码为0x22
4、系统仿真
图4-1硬件图仿真
4.结论
经过这次的的课程设计,简单带有LCD显示的音乐倒数计数器基本完成,系统基本功能基本实现,测试运行也基本正常。
在实际的操作中,还是遇到了许多问题。
最小系统的有和无,对程序也没有影响;
复位键的复位功能,不能实现;
虽然在电路上搭建起来了。
还有就是延时去抖,和不加延时去抖代码效果一样。
所以这个系统还存在许多有待完善的地方。
整个电路图的搭建并不难,主要是代码部分。
所以,主要是代码部分,而代码部分可以用汇编和C语言来进行编写。
本次设计主要是用C编写的,参考了网上的一部分代码。
最后也完成了设计。
主要是代码的理解,吃透代码与AT89S51相对应的各个部分代码的功能。
通过本次课程设计,我更深刻的认识到了教学实践在大学课程中的重要性,同时也发觉到了自己在学习方面存在的许多不足之处,在以后的学习中我会努力改进这些不足,不断提高自己的动手实践能力。
参考文献
[1]谭浩强.C程序设计[M].北京:
清华大学出版社2008
[2]郭天祥.51单片机C语言教程[M].北京:
电子工业出版社2011
[3]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京:
高等教育出版社2011
附录:
程序源代码
#include<
reg52.h>
intrins.h>
#definetime100
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
uintt,flag,flag0,flag1,flag2,flag3,flag4,flag5,minute,second=60;
ucharnum,j,i,k=0;
ucharcodetable[]="
TIME00:
00"
;
uintcodetable1[]={64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030};
sbitkey1=P1^0;
sbitkey2=P1^1;
sbitkey3=P1^2;
sbitkey4=P1^3;
sbitkey5=P1^4;
sbitP1_5=P1^5;
sbitRS=P2^0;
sbitRW=P2^1;
sbitE=P2^2;
sbitled_red=P2^3;
voidwrite_time(uintaddr,uintdate);
/////////延时函数///////
voiddelay(uintz)
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