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1 引言 機關(guān)、院校日常作息需要計時(shí)和號音提示，筆者利用AT89C51型單片機和LM386型音頻功率放大器構成了自動(dòng)計時(shí)和號音播放器，成本低，效果好，值得推廣。 2 AT89C51的主要特性和引腳功能 AT89C51是帶4K字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（EPEROM）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器（俗稱(chēng)單片機）。該單片機與工業(yè)標準的MCS－51型機的指令集和輸出引腳兼容。AT89C51將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，為很多嵌入式控制提供了靈活性高且價(jià)格低廉的方案。 AT89C51的主要特性如下： 壽命達1000寫(xiě)/擦循環(huán)； 數據保留時(shí)間：10年； 全靜態(tài)工作：0Hz－24MHz； 三級程序存儲器鎖定； 128×8位內部RAM； 32可編程I/O線(xiàn)； 2個(gè)16位定時(shí)器/計數器； 5個(gè)中斷源； 可編程串行通道； 低功耗閑置和掉電模式； 片內振蕩器和時(shí)鐘電路。 AT89C51引腳排列如圖1所示，引腳功能如下： VCC（40）：＋5V。 GND（20）：接地。 P0口（39－32）：P0口為8位漏極開(kāi)路雙向I/O口，每引腳可吸收8個(gè)TTL門(mén)電流。 P1口（1－8）：P1口是從內部提供上拉電阻器的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收和輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。 P2口（21－28）：P2口為內部上拉電阻器的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收和輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。 P3口（10－17）：P3口是8個(gè)帶內部上拉電阻器的雙向I/O口，可接收和輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，P3口也可作為AT89C51的特殊功能口。 RST（9）：復位輸入。當振蕩器復位時(shí)，要保持RST引腳2個(gè)機器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG（30）：當訪(fǎng)問(wèn)外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節，在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6，它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的，要注意的是，每當訪(fǎng)問(wèn)外部數據存儲器時(shí)，將跳過(guò)1個(gè)ALE脈沖。 PSEN（29）：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機器周期2次PSEN有效，但在訪(fǎng)問(wèn)外部數據存儲器時(shí)，這2次有效的PSEN信號將不出現。 EA/VPP（31）：當EA保持低電平時(shí)，外部程序存儲器地址為（0000H－FFFFH）不管是否有內部程序存儲器。FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1（19）：反向振蕩器放大器的輸入及內部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2（18）：來(lái)自反向振蕩器的輸出。 3 號音自動(dòng)播放系統的設計 號音自動(dòng)播放系統如圖2所示，AT89C51的P1.0端接音頻放大模塊的IN＋端口，在音頻放大模塊的VOUT端接一個(gè)8歐姆或者16歐姆的喇叭。 3.1 電路設計及音樂(lè )編程原理 若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），再將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計時(shí)半周期時(shí)間，每當計時(shí)終止后就將P1.0反相，然后重復計時(shí)再反相。就可在P1.0引腳上得到此頻率的脈沖。 利用AT89C51的內部定時(shí)器使其工作計數器模式（MODE1）下，改變計數值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令計數器計時(shí)956μs/1μs＝956，每計數956次時(shí)將I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。 計數脈沖值與頻率的關(guān)系式是： N＝fi÷2÷fr 式中，N是計數值；fi是機器頻率（晶體振蕩器為12MHz時(shí)，其頻率為1MHz）；fr是想要產(chǎn)生的頻率。 其計數初值T的求法如下： T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr 例如：設K＝65536，fi＝1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的計數值。 T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr 低音DO的T＝65536－500000/262＝63627 中音DO的T＝65536－500000/523＝64580 高音DO的T＝65536－500000/1046＝65059 C調各音符頻率與計數初值T對照如表1所示。 3.2 主程序流程 本系統主要完成作息定時(shí)和號音播放功能，因此用定時(shí)器T1中斷方式產(chǎn)生100ms基準時(shí)間，再根據作息表上各段時(shí)間的長(cháng)短對基準時(shí)間用軟件計時(shí)�？梢杂貌楸矸绞饺〉糜嫈祬�，計時(shí)到后將播放子程序地址送DPTR，轉入播放子程序，放2遍對應號音后再繼續計時(shí)。主程序流程如圖3所示。 播放子程序是用T0中斷方式控制P1.0不斷取反以產(chǎn)生不同頻率音符，節拍的長(cháng)短靠調用200ms延時(shí)子程序次數來(lái)完成。子程序也用查表來(lái)完成。 |
