单片机课程设计51系列解析

姓名:实现了实时存储，能将演奏的音律存储起来并一块演奏出来。 STCC 3 LCD1602 6 1概述1.1电子琴设计目的及意义把一个计算机1.2设计任务D1.3设计项目与功能简介1.31设计项目简介本项目设计是采用STC89C52单片机作为核心，利用单片机技术、无源蜂鸣器、1.32系统功能简介(1)能实现基本的琴键功能。即按下每一个琴键，单片机能够检测到键盘的按键，并通过键盘的位置，通过程出不同频率的声音。(2)能够实现LCD显示按键。每按下一个按键时，单片机能够检测到所按下的按键，然后通过按键的位置通过(3)能够实现实时存储。每按下一个按键时，发出一个单音并能将其存储起来。然后，通过一个播放键将(4)能够实现按键中断。放音乐时可以按下中断键使音乐暂停与播放。2硬件设计及说明2.1硬件系统设计该设计要实现一种由单片机控制可存储式电子琴，因为这是一个比较简单的系统,而STC89C52单片机经济实惠，也有很多优点，其性能完全可以满足设计的需求，所以STC89C52来作为此设计项目的核心。电子琴首先必须要有按键，又要求输出单片机蜂鸣器LCD液晶2.2元件简介2.21STC89C52STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压，高性能CMOS8位微处理2.22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，广泛应用于计算机、1．压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及管或集成电路构成。当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。2.23矩阵键盘(1)判断键盘中有无键按下将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。只要(2)判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过2.24LCD16023软件程序设计3.1软件系统设计软件设计实际上就是程序编程，根据项目设计要求，我们把软件，设计部分大体LCD驱动驱动矩阵键盘开始NY弹奏音乐储存音乐LCD显示相应音符NY播放储存音乐NY暂停播放N播放完成Y3.2音乐相关知识由3.3产生音频脉冲频率(HZ)频率(HZ)计数值(T864820652833.4识别矩阵键盘行扫描法又称为逐行(或列)扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，介绍过(2)去除键抖动。(3)若有键被按下，应识别出是哪一个键闭合。方法是对键盘的行线进行逐行扫(4)为了保证键每闭合一次CPU仅作一次处理，必须却除键释放时的抖动。{TL1=0x18;TH1=0xfc;}KeyScan{uint8i;KeyOutintKeyScanBuffKeyScanBuff[iKeyOut][0]=((KeyScanBuff[iKeyOut][0]<<1)|KEY_IN_1)&DEBOUNCE_MASK;KeyScanBuff[iKeyOut][1]=((KeyScanBuff[iKeyOut][1]<<1)|KEY_IN_2)&DEBOUNCE_MASK;KeyScanBuff[iKeyOut][2]=((KeyScanBuff[iKeyOut][2]<<1)|KEY_IN_3)&DEBOUNCE_MASK;KeyScanBuff[iKeyOut][3]=((KeyScanBuff[iKeyOut][3]<<1)|KEY_IN_4)&DEBOUNCE_MASK;fori0;i<4;i++){anBuffiKeyOutiDEBOUNCEMASK{KeySta[iKeyOut][i]=KEY_UP;}elseif(KeyScanBuff[iKeyOut][i]==0){KeySta[iKeyOut][i]=KEY_DOWN;}}{KEY_OUT_4=1;KEY_OUT_1=0;case1:KEY_OUT_1=1;KEY_OUT_2=0;KEY_OUT_2=1;KEY_OUT_3=0;KEY_OUT_3=1;KEY_OUT_4=0;}}BFACHD还提供了清屏指{{_nop_();}lestax}cmd{LCD1602_E=1;LCD1602_E=0;}{LCD1602_E=1;_nop_();LCD1602_E=0;}{}3.6实时存储音律信息脉冲通过查询数组的方式存入另一个数组中，在连续播放时再调用这个数组。例如{STH0=music_tab[music_save[play_count]]/256;STL0=music_tab[music_save[play_count]]%256;}4系统调试4.1硬件调试硬件调试主要是针对单片机部分进行调试，自行制作了电路板。硬件调试我们先采用了普中HC6800-EM3开发板进行调试，后自行制作了电路板，正LCD电路调试：接通电源，随机按下按钮可以看到LCD液晶显示数字。4.2软件调试(1)编写了键盘扫描程序，初步实现弹奏。(2)放弃原来键盘扫描程序，编写新的键盘扫描程序。(3)实现弹奏和播放储存音乐功能。(4)初步编写LCD1602的驱动程序。(5)继续编写LCD1602程序，实现显示弹奏的音符和频谱图。(6)编写播放暂停功能。(7)完成在普中HC6800-EM3开发板调试。5课程设计个人分工及心得体会5.1个人分工主程序的编写与整合、键盘扫描及按键动作程序的编写、电路板的加工与调试。5.2心得体会调试电路、成型，整个过程都需要我们充分利用所学的知识进行思考、借鉴。可以说，参考文献社,2008.月【9】杨恢先,黄辉先.单片机原理及应用[M].北京:人民邮电出版社,2006【10】张虹.单片机原理及应用[M].北京:中国电力出版社,2009C程序(非程序文字)/****************************************************************************************************************************************/#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include"config.h"uint16codemusic_tab[]={63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,64580,64580,64633,64732,64820,64898,64968,65030,65058};//程序设置头文件//低音音阶//高音音阶uint8codeLedshow_mus_tab[]={'1',//低音音阶字符//高音音阶字符;uint8codeLedshow_pic_tab[]={1,//低音音阶频谱图//高音音阶频谱图volatileuint8KeySta[4][4];uint8uint16uint16uint8uint8uint8uint8uint16uint16xdatamusic_save[80];xdatamusic_time[80];key_time;save_count;play_count;play_flag;pause_flag;STL;STH;voidKeyScan();voidKeyHandle();voidplay();voidLcd1602WaitReady();//当前的按键状态//保存音乐的音符//保存音乐的时间//音符时间计数//保存计数//播放计数//播放标志位//暂停标志位//键盘扫描子程序//键盘按键动作判断子程序//音乐播放子程序LCD子程序voidLcd1602WriteCmd(uint8DvoidLcd1602WriteDat(uint8DvoidLcd1602Init();DvoidLcd1602_show_L1(uint8voidLcd1602_show_L2(uint8voidplay_pause();//音乐播放暂停子程序voiddelay_ms(uint8i);/********************************************************************函数名称：主函数函数功能：实现对个子函数的扫描调用********************************************************************/voidmain(){TMOD|=0x11;TMOD&=0xdd;ET0=1;ET1=1;EA=1;TR1=1;while(1){000100011XX01XX01KeyHandle();play_pause();LAYER{play_flag=1;}if(play_flag){play();}}}/********************************************************************函数功能：定时不同时间，产生不同频率的方波，产生音符********************************************************************/voidtimer0()interrupt1//Timer0定时产生特定频率的波形驱动蜂鸣器{TH0=STH0;TL0=STL0;SPEAKER=~SPEAKER;key_time++;}/********************************************************************函数功能：定时1ms，调用键盘扫描子程序实现按键状态的采集和按键的消抖********************************************************************/voidtimer1()interrupt3//Timer1定时1ms,用于按键的检测和消抖{TL1=0x18;TH1=0xfc;KeyScan();}/********************************************************************函数名称：键盘扫描子程序********************************************************************/voidKeyScan(){uint8i;staticuint8iKeyOut=0;staticuint8KeyScanBuff[4][4];//扫描按键输入eyScanBuffiKeyOutKEYINDEBOUNCEMASKeyScanBuffiKeyOutKEYINDEBOUNCEMASKeyScanBuffiKeyOutKEYINDEBOUNCEMASKeyScanBuffiKeyOutKEYINDEBOUNCEMASK//消抖后更新按键状态for(i=0;i<4;i++){if(KeyScanBuff[iKeyOut][i]==DEBOUNCE_MASK){KeySta[iKeyOut][i]=KEY_UP;}elseif(KeyScanBuff[iKeyOut][i]==0){KeySta[iKeyOut][i]=KEY_DOWN;}}//逐行拉低行输出switch(iKeyOut){case0:KEY_OUT_4=1;KEY_OUT_1=0;break;case1:KEY_OUT_1=1;KEY_OUT_2=0;break;case2:KEY_OUT_2=1;KEY_OUT_3=0;break;case3:KEY_OUT_3=1;KEY_OUT_4=0;break;default:break;}}/********************************************************************函数名称：键盘按键动作判断子程序函数功能：实判断按键的按下和弹起动作，及执行相关操作********************************************************************/voidKeyHandle(){uint8i,j;staticuint8bkKey[4][4];//检索按键状态的变化for(i=0;i<4;i++){for(j=0;j<4;j++){if(bkKey[i][j]!=KeySta[i][j]){//按键按下时的操作if(bkKey[i][j]==KEY_UP){//按键按下时播放音乐STH0=music_tab[i*4+j]/256;STL0=music_tab[i*4+j]%256;TR0=1;//显示频谱和音符Lcd1602WriteCmd(0x01);//清屏Lcd1602_show_L1(Ledshow_pic_tab[i*4+j]);Lcd1602_show_L2(Ledshow_mus_tab[i*4+j]);//储存键值music_save[save_count]=i*4+j;}{//按键弹起时的操作//关闭音乐TR0=0;//储存按键按下的时间music_time[save_count]=key_time;save_count++;key_time=0;//时间计数清零}bkKey[i][j]=KeySta[i][j];}}}}/********************************************************************函数名称：音乐播放子程序********************************************************************/voidplay(){PLAYER{Lcd1602WriteCmd(0x01);if(play_count==save_count){save_count=0;play_count=0;play_flag=0;}if(play_count<save_count)//播放初始时清屏//判断是否播放完成,//若播放完成清除各标志和计数{//播放音乐STH0=music_tab[music_save[play_count]]/256;STL0=music_tab[music_save[play_count]]%256;if(~pause_flag)//判断是否暂停播放{TR0=1;}Lcd1602_show_L1(Ledshow_pic_tab[music_save[play_count]]);Lcd1602_show_L2(Ledshow_mus_tab[music_save[play_count]]);if(music_time[play_count]<key_time){TR0=0;key_time=0;play_count++;if(~pause_flag){Lcd1602WriteCmd(0x01);}}}}//暂停后不清屏//播放完每个音符清屏/****************************************************************************************************************************************/voidLcdWaitReady()//检测并等待1602液晶空闲{uint8sta;P0=0xFF;LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=1;{LCD1602_E=1;staP0;LCD1602_E=0;}while((sta&0x80)!=0);//延时}/****************************************************************************************************************************************/voidLcd1602WriteCmd(uint8cmd)//1602液晶命令写入函数{Lcd1602WaitReady();LCD1602_RS=0;LCD1602_RW=0;LCD1602_E=1;P0=cmd;LCD1602_E=0;}//延时/****************************************************************************************************************************************/voidLcd1602WriteDat(uint8dat)//1602液晶数据写入函数{Lcd1602WaitReady();LCD1602_RS=1;LCD1602_RW=0;LCD1602_E=1;P0=dat;LCD1602_E=0;}//延时/****************************************************************************************************************************************/voidLcd1602Init(){Lcd1602WriteCmd(0x38);Lcd1602WriteCmd(0x0C);Lcd1602WriteCmd(0x06);}//显示器开、光标关//文字不动，光标自动右移/****************************************************************************************************************************************/voidLcd1602_show_L1(uint8dat)//LCD第一行，频谱显示函数{Lcd1602Init();Lcd1602WriteCmd(0x80);while(dat){Lcd1602WriteDat(0Xff);}}//频谱方块/****************************************************************************************************************************************/voidLcd1602_show_L2(uint8dat)//LCD第二行，音符显示函数{Lcd1602Init();Lcd1602WriteCmd(0xc0);Lcd1602WriteDat(dat);}/*********************************************