基于单片机音乐提示定时器的设计与实现[毕业作品]

1、基于单片机的音乐提示定时器设计与实现BI YE SHE JI（20 届）基于单片机的音乐提示定时器设计与实现所在学院专业班级电子信息工程学生姓名指导教师完成日期摘要：本设计是利用STC89C52单片机制作的一个音乐提示泄时器。它能够实现定时、音乐提示等功 能。系统由按键模块，显示模块，音乐提示模块，单片机模块和时钟模块构成。在本设il中，定时时 间可由按键开关控制。完成时间设置后系统进入倒il时状态，所有的时间数据都通过LCD1602显示 器显示出来。当达到;时时间时，蜂鸣器便会发出音乐提示音。论文重点阐述了基于单片机对LCD显 示器的控制，结构化设计方法和系统碘件的实现。关键词S单片机，LC

2、D1602,定时器，音乐提示，按键控制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#贞共门贝第一章设计任务及系统方案设讣要求以单片机为核心，设计一个音乐提示世时器。它能实现时间设倒il时、音乐提示等功 能。其中，是时的时间默认为2分钟，可通过按键随时调节：完成时间设置后便可进行倒计时。每隔1 秒，计数值减一并通过LCD1602

5、显示剩余时间，当显示剩余时间为0时，开始播放提示音乐-1.2系统方案第一步是硬件的选择。以STC89C52为主，加上时钟电路，复位电路，音乐提示电路，并由POD 输出，接入LCD1602显示器。由P2.0、P2.1. P2. 2分别作为LCD1602控制端。另外需要三个开关 S1-S3,分别从P3. 0-P3. 3依次输入，当按下S1时，进入设置状态；按下S2可将当前显示的数值加一; 按卞S3叮将当前显示的数值减一。当显示器显示的时间为零时，从P1.2输出不同频率的信号，使打 之相接的蜂鸣器发出提示音。第二步是程序的设计。完成此次任务我们需要1S的定时模块，复位模块，倒计时模块，显示模块, 音

6、乐提示模块。第三步是调试。调试时采用硬件调试方法。按照电路图，焊接好实际电路，并利用kcil软件和烧 写软件，将程序烧写到单片机上。第二章系统硬件要求及工作原理2.1系统硬件设计框图图1系统框图2. 2基本工作原理如图1所示，以单片机芯片为核心，并与晶振复位模块，音乐提示模块，显示模块，按键模块共同 组成了音乐提示运时器的系统。单片机接受按键电路、复位电路输入，并对输入做出反应。通过芯片 的内在操作，控制外部显示电路与音乐提示电路的工作情况。第三章 各单元硬件设计及说明3.1单片机的选择本次课程设计采用STC89C52单片机（引脚见图2）。第3贞共门贝ST89C52系列有两大优势：第一片内程序

7、存储器采用闪速存储器使程序的写入更方便：第二,提供了更小尺寸的芯片，使整个硬件电路的体积更小.它以较小的体积、良好的性能价格比倍受青睐。八 1 r 1- 1厂 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图2 STC89C52芯片9 8765432 123456733333333 2222222此单片机管脚介绍如下：VSS （20脚）：接地VCC （40脚）：主电源+5VXTAL1（19脚）：接外部晶体的一端。在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。XTAL2（18脚）：接外部晶体的端。在片内它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的 频率是晶体振荡频率。RST （9脚）：单片机刚接上电源时，其内部$寄存器处于随机状态，在该脚输入24个时钟周期宽度以 上的高电平

9、将使单片机复位。PSEN （29脚）：在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。我们根据PSEN、 ALE和XTAL2输出端是否有信号输出，可以判别89C52是否在工作。ALE/PROG 30脚：在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向 片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。EA/VPP （31脚）：当EA端输入高电平时，CPU从片内程序存储器地址0000H单元开始执行程序。当 地址超出4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序。当EA输入低电平时，CPU仅访问片外程序存 储器。输入/输出引脚：（1） P0.0P07（39

10、脚一32 脚）（2） P1.0P1.7 （1 脚一8 脚）（3） P2.0P2.7 （26 脚一21 脚（4） P3, 0P3. 7 （10 脚一17 脚）3. 2显示器的选择本设汁采用显示器的是LCD1602 （引脚见图3）。LCD 1602是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块它是一种专门用来显 示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成，每个点阵字 符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间 距的作用。寸9CMcn9卜oooco寸第5页共17贞1602采用标准的16脚接口，其中

11、：第1脚：第2脚：第3脚：第4脚：第5脚：第6脚：图3显示器LC01602GND为电源地VCC接5V电源正极V0为液晶显示器对比度调整端RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平（1）时进行读操作，低电平（0）时进行写操作。E（或EN）端为使能（enable）端,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令。第714脚：DOD7为8位双向数据端。第1516脚：空脚或背灯电源。15脚背光正极，16脚背光负极。3. 3电路设计3, 31复位电路单片机的复位方式有两种，一种是上电自动复位，另一种是按键手动复位。本设讣采用的是按键 手动复位方式（见图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 卫 _22i 吕 _2i _22 _2251011J2HId巨ZE77图4复位电路3. 3. 2时钟电路的设计单片机工作的时间基准是由时钟电路控制的。STC89C52单片机虽然有内部振荡电路，但是要形成 时钟，还必须得要有外部的附加电路（见图5）。本次设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，然后在单片机的XTAL1和XTAL2两个 管脚，外接出时元件内部的振荡电路，以便产生自激振荡。C1HIT吋I曲 O X1 厂勺-.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亘isIfi77ST CM图5时钟电路3 3. 3显示电路设计本设讣采用的显示器是LCD1602,它可直接STC89C52的PO端口相连（

15、见图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込二赛主奎14图6显示电路模块3, 3. 4定时调整电路定时调整电路的3个按钮分别接到P3OP32瑞口0当S1键按下时.进入调整时间状态，初始化 调整秒钟状态。若按卜S2键，则倒计时间加秒：若按下S3,倒il时时间减一秒；接着按下S1键，町 调整

16、分钟状态，按下S2,倒计时间加1分钟，按下S3倒计时间减一分钟。同理可调节时钟状态。IQeulfi_ei2RSTpoa沁0 FOJ/ADl F0/A02 F0*A8 FOa/ATU F05AK TO&AC6 F0,7/AD73. 3. 5音乐提示电路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,图7定时调整电路第7

17、贞共门页音乐电路由一个蜂鸣器构成，将蜂鸣器连至P1. 2端口。蜂鸣器的声音由输入方波的频率有关.因 此可在程序里设计不同的频率的方波来控制音调。LSI、ZIPSPEAKERXTAL1X/TT 1 rnn n/i rvrU UwlAJPO 16AD1 PO 2D2CrtA 1AL-J严 U.S/ALWRSTPO 5ZAD5 PO eZAOS P0,7MD?P 2.BYP2.1/A9P2,2A10nc FA 4 4rotPJ ALE 击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严1 u严1 QALq WJ I 1严1 PI.6 ri兀4fl八 u P3.5E PS.6 牖P3 7/RDr J .D1918 It -3TC89C5229图8音乐提示电路第四章系统软件设计41设计方法本系统软件设计时采取的是结构化设讣的方法，主要模块程序见附录3。4.1.1结构化设计的基本思路把一个复杂问题的求解过程分阶段进行，每个阶段处理的问题都在控制人们容易理解和处理的范用内。4.1. 2结构化设计釆用的具体方法 （1）自顶而下（2）逐步细化（3）模块化设计（4）结构化编码以写文章为例，先设想整篇文章分成几个部分，然后再进一步考虑毎一部分分成哪几节，每一节

19、 分哪几段，毎一段应包含什么内容。下面将本项目分成了四个小部分，分别是用于时间设置的按键模 块，显示模块倒讣时模块和音乐模块，然后再具体对每个模块进行结构化编码。按键模块*图9本设计各模块显示模块音乐模块42主程序流程图（开始）贞初始化设置图10主程序流程图43显示模块流程图初始化显不写指令图11显示模块流程图44扫描按键模块流程图图12按键模块流程图45音乐提示模块流程图开始定义发声频率*1立义延时图13音乐模块流程图第五章调试本设计采取的硬件调试的方法。第9贞共门贝先利用kcil软件将编写好的C程序编译成的*hcx文件，再利用烧写软件将*hcx文件烧写到单片机上。调整按键输入设置倒计时时间

20、。cQject Flash Jiebuo Pqlp neiablooh SVCS iiindow Helproup 1gc网 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：图14 keil软件第11贞共17贞Jh $K怜2 Hip?A*-*MCU-Meox,/ym7ZM孰*VMh SetociMOjrjw aHfLeMCUT#ltCwSC3 Co IFFFrmiQ一htoideoDb Q打异丸ffmH毀年ope*e4T奔文悸FIR -! -：n# H聊対” I卯I工馭件Iftoagp Mf C WwTj矿 TraTewwwwjrWiiWiCTBTr

22、wagg QlE4F9DPF?QEIZDB0093FBCirAF0&1E oxeco EFeOCCTFP5UOCOC?FF51?CC(COTee ; acero冷斥“芾we再y巧02S*t2Qi2蚀 0X3) 10C2622WA112?aQaaDrPEa丿找&S广er?滞ife 131馆灣?SW*Ha广 laae MsTXfitan on 1 em?o 切err钦氏#倉5r鼻tW同 R 檢访询邮陷詡 T：s*rjWQSilFb*E- r vie fi KO sm 询h oxz仔隽 丸073馳 B上&8；*曲DMarH I-_J I RCMrft0BW r臥Ei蘇4。乜服件.5硼r台sii侶s艾

23、2QidM人袁H： tts肛镇桃今I e电义下魚 i HiiTti i釦 ems鱼 tspoEiAliwraftPHjq STceecsiRCflo-瑕刘埒乳箱師a 自 3 用冃仙fine广关* e 烷sipx*r9)qbcicoM2i心 8吓：03 3 mnittBMfttfWSAMHtm* UftJMStT卿A a3ssr万嗣 申的婀aniurawvfirfM* ohPi 0.44x7)i/t-o ft-jaftQKMTKxewpttftaffftWHHncfcRp ESBWffET natQ ftws從s空垮A(r电B6 1?R5毎线V坤TfttWlWSa?： 0 广 M *ST5口IS

24、9個砂 I53图15 STC烧写软件第六章总结通过这次的甲业设计，将学到的理论知识和实践动手能力融合在了一起，使得我更近一步熟练掌 握了工程设il的方法，提高了工程设讣能力、外文阅读能力、文献査阅能力、文字表达能力、实验研 究能力和讣算机应用能力等。在焊接单片机最小系统和外帀电路时，我体会到了原理图的规划要尽量 的合理，否侧对于实物的焊接会变得麻烦。在焊接音乐提示模块时，我按照网络上给的电路图，宜接 焊在电路板上，结果导致蜂鸣器声音很小，几乎听不见。在老师的指导下，我回去又重新将电路图设了一遍，然后再焊接新的电路使得音乐提示音大了很多。这次我成功的完成了毕业设计，使我变 得更加自信。这也启发我

25、在今后的学习生涯中，遇到问题不能逃避，要尽力去分析失败的原因，然后 解决它，这样才会有更大的收获。参考文献第17贞共门贞1张大明单片机微机控制应用技术M.机械工业出版社,2006张毅坤单片微型计算机原理及应用Mh西安电子科技大学出版社,，2007曾一江单片微机原理和接口技术M.科学出版社,20034冯徳华超亮单片机应用系统设计与产品开发M.人民邮电出版社,2004周润景徐宏伟丁莉单片机电路设计、分析与制作M.机械工业出版社,2010李光第朱月秀单片机基础M北京航空航天大学出版社,20037郭天祥新概念51但偏见C语言教程一一入门、提高、开发、扩展全攻略M.电子工业出版社,20078 VYu-T

26、eplov.A-V.Anisimov.Thermostaiting System Using a Single-Chip Microcomputer andThermoelectric Modules Based on the Peltier EffeciUl .2002附录1原理图LSI附录2实物图ClH y早盘血亠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附录3主要模块程序K定时1S模块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、音乐播放模块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.则秒钟加一3、按键扫描模块void keyscanOif(sl=O)按下SIdclay(5); if(sl=O) slnum+: while!sl); if(slnum=l)按下一次开关S