基于STC89C52单片机音乐播放器的设计

东北石油大学生产实习总结报告1目录第1章单片机系统硬件电路...........................................21.1实习目的与要求...............................................21.2单片机型号及特性.............................................21.3单片机实验开发板原理图及硬件结构.............................3第2章单片机应用系统软件...........................................72.1STC下载软件.................................................72.2Keil编译软件................................................82.3硬件调试.....................................................8第3章音乐播放器设计..............................................103.1软件开发系统方案............................................103.2音乐播放器系统模块..........................................11第4章总结及体会..................................................12参考文献...........................................................13附录音乐播放器设计主要程序代码....................................14东北石油大学生产实习总结报告2第1章单片机系统硬件电路1.1实习目的与要求1、实习目的生产实习是我们大学学习期间很重要的实践环节。实习是每一个大学毕业生的必修课，它不仅让我们学到了很多在课堂上根本就学不到的知识,还使我们开阔了视野，增长了见识，为我们以后更好把所学的知识运用到实际工作中打下坚实的基础。通过生产实习使我更深入地接触专业知识，进一步了解电子产品的生产，实践学习基本的电子工艺，掌握一般的电子工艺技能，掌握电子元器件基础知识，电子技术中的焊接、装配工艺、常用仪表的使用等，并通过撰写实习报告，使我学会综合应用所学知识，提高分析和解决专业问题的能力。利用单片机实验开发板，掌握电路原理图；通过对开发板的测试，了解开发板的工作原理及性能，掌握元器件及系统故障的排除方法；通过单片机系统的调试、程序编写及运行，掌握单片机系统的工作原理、执行过程和操作方法。通过这次生产实习不但可以掌握单片机软、硬件的综合调试方法，而且还可以熟练掌握电路原理图，激发对单片机智慧性的探索精神，提高学生的综合素质，培养学生应用单片机实现对工业控制系统的设计、开发与调试的能力。在制作学习过程中，可以使学生对单片机产生浓厚的兴趣，达到最大限度地掌握微机应用技术，软件及接口设计和数据采集与处理的技能，从而加深对专业知识的系统把握。2、实习要求（1）掌握STC89C52单片机的基本硬件结构及工作原理；（2）熟悉Keil软件操作、程序下载及调试方法；（3）掌握STC89C52单片机的C语言基本程序设计；（4）掌握该电路板的设计原理及硬件布局；（5）学习并掌握使用STC89C52单片机开发控制系统的基本步骤及方法。1.2单片机型号及特性1、STC89C52单片机简介STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash东北石油大学生产实习总结报告3存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。2、STC89C52单片机特性：（1）8K字节程序存储空间；（2）512字节数据存储空间；（3）内带2K字节EEPROM存储空间；（4）可直接使用串口下载。1.3单片机实验开发板原理图及硬件结构1、单片机最小系统最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位电路。STC89C52单片机最小系统复位电路的极性电容MC4的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用10~30uF，STC89C52单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。STC89C52单片机最小系统晶振X1可以采用6MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，STC89C52单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。STC89C52单片机最小系统起振电容MC2、MC3一般采用15~33pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好；P0口为漏极开路输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10K。单片机最小系统，其实就是能使单片机工作的最少的器件构成的系统。（1）复位电路：复位电路工作原理如图1-1所示。VCC上电时，MC4充电，在4.7K电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，MC4充满，4.7K电阻上电流降为0，电压也为0，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下复位键，MC4放电；松手后，MC4又在充电，在4.7K电阻上出现电压，使得单片机再次复位，几个毫秒后，单片机进入工作状态。东北石油大学生产实习总结报告4（2）晶振电路：晶振电路原理如图1-1所示。系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。STC89C52单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚OSC_IN和OSC_OUT分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容MC2和MC3构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。图1-1单片机最小系统2、单片机外设STC89C52单片机开发板外设主要包括：LED灯、数码管、DS1302及按键、蜂鸣器、温度传感器等。（1）发光二极管：单片机的P0口接了8个发光二极管，这些发光二极管的负极通过一个1K的排阻接到P0口各引脚，而正极则接到正电源端。发光二极管点亮的条件是P0口相应的引脚为低电平，即如果P0口某引脚输出为0，相应的灯亮，如果输出为东北石油大学生产实习总结报告51，相应的灯灭。（2）数码管：单片机的P1口和P0口的共同控制数码管电路，实验板上的八段数码管采用了共阳型。共阳数码管在应用时应将公共极接到正电源端，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。图1-2LED灯、PNP三极管和数码管（3）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、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成，有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后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。（4）独立按键、矩阵键盘和中断系统：通常，独立按键按下的时候，总是在按下的瞬间存在着一定的干扰信号，按下之后就基本上进入了稳定的状态。具体的一个按键从按下到释放，需要排除干扰信号，在程序设计时，从按键被识别按下之后，加以延时，就可以避开干扰信号，从而提高了系统的可靠性。矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条I/O线作为行线，四条I/O线作为列线组成的键盘，在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键，这样键盘上按键的个数就为4*4个。独立按键具有编程简单但占用I/O口资源的特点，不适合在按键较多的场合应用。在实际应用中经常要用到输入数字、字母等功能键盘等，一般都需要多个按键，在这种情况下如果用独立按键显然浪费I/O口资源，因此矩阵键盘的应用和其特殊的行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中I/O口东北石油大学生产实习总结报告6的利用率。中断系统就是中断保护断点，即保存下一即将要执行的指令的地址，把这个地址送入堆栈，然后寻找中断入口，根据5个不同的中断源所产生的中断，查找5个不同的入口地址。在这5个入口地址处存放有中断处理程序，继而执行中断处理程序，执行完中断指令后，就从中断处返回到主程序，继续执行。图1-3LED灯、PNP三极管和数码管东北石油大学生产实习总结报告7第2章单片机应用系统软件2.1STC下载软件STC-ISP是一款单片机下载编程烧录软件，是针对STC系列单片机而设计的，可下载STC89系列、12C2052系列和12C5410等系列的STC单片机，使用简便，现已经被广泛使用。图2-1STC-ISP下载软件使用方法：打开STC-ISP，如图4界面所示，在MCUType栏目下选中需要的单片机，如本次生产实习所用的是STC89C52RC单片机。外部电路驱动可根据数据线连接情况，点击设备管理器查看端口，然后选中相应的COM端口，波特率一般保持默认，如果遇到下载问题，可以适当下调一些，按图4所示选中各项，点击“打开文件”并在对话框内找到要下载的HEX文件。同时，如果选中两个条件项，就可以使在每次编译东北石油大学生产实习总结报告8Keil时HEX代码能自动加载到STC-ISP，点击“Download/下载”，手动按下电源开关便可把可执行文件HEX烧录到单片机内。2.2Keil编译软件Keil软件是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编语言相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP、WIN7等操作系统，Keil生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解，在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。图2-2Keil编译软件2.3硬件调试1、排除元器件失效元器件失效的原因有两个：首先可能是元器件买来时就已经坏了；另外就是是由于安装错误，造成器件烧坏。可以采取检查元器件与设计要求的型号、规格和安装是否一致。在保证安装无误后，用替换方法排除错误。东北石油大学生产实习总结报告92、排除电源故障在通电前，一定要检查电源电压的幅值和极性，否则很容易造成集成块损坏。加电后检查各插件上引脚的电位，一般先检查VCC与GND之间电位，若在4.8V～5V之间属正常。若有高压，联机仿真器调试时，将会损坏仿真器等，有时会使应用系统中的集成块发热而损坏。3、联机仿真调试联机仿真必须借助仿真开发装置、示波器、万用表等工具，它们是单片机开发的最基本工具。（1）信号线是联络单片机和外部器件的纽带，如果信号线连结错误或时序不对，那么就会造成对外围电路读写错误。STC89C52单片机的信号线大致分