电子时钟电路

电子时钟电路山东师范大学第1页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学本次设计中单片机晶振为12MHz,那么定时器的计数频率为1MHz,由于选择工作方式1,那T值为T=216-x(x为计数次数,T为计数初值),下表列出了不同音符在该例中的计数初值:音符频率(Hz)T值中DO52364580中RE58764684中MI65964777中FA69864820中SO78464898中LA88064968中XI98865030可以建立一个表格,有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据.TABLEDW64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030第2页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学2.硬件电路单片机P2口为输入接口,接有一组7个按键.这7个按键S1~S7通过排阻,分别按顺序与单片机的P2.1~P2.7相接,按键另一端接地,共同组成整个电路的按键控制部分,为整个电路提供输入信号.单片机P1口为输出端,连接着整个电路的发声放大部分.这部分是整个电路的关键所在,脉冲电压信号通过电解电容(因为本例单片机所产生的信号频率较低,所以选用相对容量较大的电解电容)和反向放大器相连.输入电阻,运算放大器和反馈电阻共同组成反向放大器.电压信号经过输入电阻,流入运算放大器的反向输入端,输出信号经过反馈电阻,反馈到反向输入端,同时接入闭环保护电阻,也可防止共模电压超出极限值.集成运放将放大的信号经过电解电容传给喇叭,以驱动喇叭发声.第3页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学第4页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学对于理想闭环特性,当运算放大器的开环增益→∞时,就可以得到理想的闭环增益为:Aideal=limA=-R2/R1其中R2为反馈电阻阻值,R1为输入电阻阻值.这就是说,闭环增益还是仅决定于外部电阻的阻值,所以可以直接通过电阻分压来设置增益,且输出阻抗都很小.本例中根据实际需要所选定的元件参数如下:反馈电阻R2为10K,输入电阻R1为1K,闭环增益A为10.单片机P1.7接入一个按键和一个分压电阻,组成放歌按钮,来控制整个电路运行扩展功能(播放一段音乐).第5页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学3.软件设计3.1流程图开始T0初始化并开中断允许T0中断按键并判断是否成功识别按键功能根据按键功能,装入音符T值到T0中启动T0工作判断按键释放是否成功停止T0工作NNYYT0中断入口重装TH0\TL0初值P1.0取反中断返回T0中断子程序图主程序流程图第6页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学3.2设计思路音符通过定时器T0产生,然后通过键盘不断的扫描,根据按键功能,将不同按键所对应的频率信号发送到集成运放中放大,最后送给喇叭发出对应的音符以发出相应的声音.在主程序流程图中,T0初始化以后,首先要通过扫描键盘,判断是否有按键按下.若没有,则继续扫描,不断重复循环过程,直到发现按键按下,程序才能根据按键的功能,将相对应的音符T值装入到T0后,T0开始启动.程序随后继续扫描按键,若按键保持按下状态,则T0继续保持工作状态,直到按键松开,T0停止工作,返回初始状态,等待下一次扫描按键结果.在中断子程序中,程序先保存现场,并重装TH0\TL0的初值,然后将P1.0按位取反,重新送入P1.0,最后中断返回.第7页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学3.3示例程序1(产生按键音符方案1)ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP BREAKMAIN: MOVTMOD,#01H ;设置定时器0的工作方式 SETBEA SETBET0 ;设置定时器0中断 SETBTRO ;启动定时器0WAIT1: LCALLKEY ;调用KEY子程序,判断是否有键按下?第几个? CLREA ;屏蔽中断 CJNER3,#00H,WAIT1 ;如果R3=0,表示有键按下 MOVA,22H ;将22H里存放的按键号送给A RLA ;因为查表里都是字,所以乘2查得数据 MOVDPTR,#TABLE ;指向表头 MOVCA,@A+DPTR ;查表 MOVTH0,A ;将数据高位送TH0 MOV21H,A ;将高位备份 MOVA,22H ;将22H里存放的按键号送给A RLA ;因为查表里都是字,所以乘2查得数据 INCA ;取低位数据 MOVCTL0,A MOV20H,A第8页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学WAIT2: LACLLKEY SETBA CJNER3,#00H,WAIT1 JMPWAIT2KEY: MOVR3,#00H ;KEY子程序,判断是否有键按下,第几个? MOVR1.#0FFH MOVR0,#00H MOVA,R1 MOVP2,A MOVA,P2 CLRC CLRC ;利用标志位C来判断哪个键按下 MOVR2,#08HWAIT3: RLCA ;移位判断 JNCSTORE INCR0 DJNZR2,WAIT3STORE: MOV22H,R0 ;将按键号存22H,R3=0有键按下 MOVR3,#00H RETBREAK: PUSHACC ;中断产生方波,从P1.0口输出 PUSHPSW MOVTL0,20H MOVTH0,21H CPLP1.0 POPPSW POPACC RET1TABLE: DW65030,64968,64898,64820,64777,64684,64580;7,6,5,4,3,2,1, END第9页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学3.4示例程序2(带扩展功能的程序设计)让整个电路不是单单只能发出单个音符,还能演奏出一小段音乐(生日快乐).ORG 0000HJMP MAINORG 000BHJMP TT0MAIN: MOVTMOD,#01H ;设置定时器0的工作方式 MOVIE,#82H ;设置中断MAIN0: MOV30H,#00HNEXT: MOVA,30H MOVDPTR,#TABLE ;设置中断 MOVCA,@A+DPTR MOVR2,A JZSTOP ANLA,#0FH JNZSINGCLR TR0JMP W1SING: DECA MOV22H,A RLA第10页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学 MOVDPTR,#TABLE1 ;查表 MOVCA,@A+DPTR MOVTH0,A MOV21H,A MOVA,22H RLA INCA MOVCA,@A+DPTR MOVTL0,A MOV20H,A SETBTR0W1: CALLDELAY INC30H JMPMAIN0TT0: PUSHACC ;中断服务程序 PUSHPSW MOVTL0,20H MOVTH0,21H CPLP1.0 POPPSW POPACC RETIDELAY: MOVR7,#2 ;延时187msW2: MOVR4,#187第11页，课件共12页，创作于2023年2月山东师范大学W3: MOVR3,#248 DJNZR3,$ DJNZR4,W3 DJNZR7,W2 DJNZR5,DELAY RETTABLE1: DW64260,64400,64524,64580 ;音符计数值 DW64684,64777,64820,64898 DW64968,65030,65058,65110 DW65157,65178,65217TABLE: DB82H,01H,81H,94H,84H ;节拍表 DB0B4H,0A4H,04H DB82H,01H,81H,94H,84H DB0C4H,0B4H,04H DB82H,01H,81H,0F4H,0D4H DB0B4H,0A4H,94H DB0E2H,01H,0E1H,0D4H,0B4H DB0C4H,0B4H,04H DB82H,