基于51單片機的音樂播放器制作(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 )。 按導電類型不同分類 集成電路按導電類型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路，他們都是數字集成電路。 雙極型集成電路的制作工藝復雜，功耗較大，代表集成電路有 TTL、 ECL、電子科技大學成都學院課程設計 8 HTL、 LSTTL、 STTL等類型。單極型集成電路的制作工藝簡單，功耗也較低，易于制成大規模集成電路，代表集成電路有 CMOS、 NMOS、 PMOS 等類型。 按用途分類 集成電路按用途可分為電視機用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦（微機）用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。 （ 1） 電視機用集成電路包括行、場掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電路、彩色解碼集成電路、 AV/TV 轉換集成電路、開關電源集成電路、遙控 集成電路、麗音解碼集成電路、畫中畫處理集成電路、微處理器（ CPU）集成電路、存儲器集成電路等。 （ 2） 音響用集成電路包括 AM/FM 高中頻電路、立體聲解碼電路、音頻前置放大電路、音頻運算放大集成電路、音頻功率放大集成電路、環繞聲處理集成電路、電平驅動集成電路，電子音量控制集成電路、延時混響集成電路、電子開關集成電路等。 （ 3） 影碟機用集成電路有系統控制集成電路、視頻編碼集成電路、 MPEG 解碼集成電路、音頻信號處理集成電路、音響效果集成電路、 RF 信號處理集成電路、數字信號處理集成電路、伺服集成電路、電動機驅動集 成電路等。 （ 4） 錄像機用集成電路有系統控制集成電路、伺服集成電路、驅動集成電路、音頻處理集成電路、視頻處理集成電路。 按應用領域分 類 集成電路按應用領域可分為標準通用集成電路和專用集成電路。 按外形分 類 集成電路按外形可分為圓形（金屬外殼晶體管封裝型，一般適合用于大功率）、扁平型（穩定性好，體積小）和雙列直插型。 簡史 1947 年：貝爾實驗室肖特萊等人發明了晶體管，這是微電子技術發展中第一個里程碑； 第 2 章 方案論證 9 1950 年：結型晶體管誕生 1950 年： R Ohl 和肖特萊發明了離子注入工藝 1951 年：場效應晶體 管發明 1958 年：仙童公司 Robert Noyce 與德儀公司基爾比間隔數月分別發明了集成電路，開創了世界微電子學的歷史； 1962 年：美國 RCA 公司研制出 MOS 場效應晶體管 1963 年： 和 首次提出 CMOS 技術，今天， 95%以上的集成電路芯片都是基于 CMOS 工藝 1964 年： Intel 摩爾提出摩爾定律，預測晶體管集成度將會每 18 個月增加 1倍 1966 年：美國 RCA 公司研制出 CMOS 集成電路，并研制出第一塊門陣列（ 50門），為現如今的大規模集成電路發展奠定了堅實基礎，具有里 程碑意義 1971 年： Intel 推出 1kb 動態隨機存儲器（ DRAM），標志著大規模集成電路出現 1971 年：全球第一個微處理器 4004 由 Intel 公司推出，采用的是 MOS 工藝，這是一個里程碑式的發明 1978 年： 64kb 動態隨機存儲器誕生，不足 平方厘米的硅片上集成了 14 萬個晶體管，標志著超大規模集成電路（ VLSI）時代的來臨 1979 年： Intel 推出 5MHz 8088 微處理器，之后， IBM 基于 8088 推出全球第一臺 PC 1985 年： 80386 微處理器問世， 20MHz 1988 年： 16M DRAM 問世 ， 1 平方厘米大小的硅片上集成有 3500 萬個晶體管，標志著進入超大規模集成電路（ VLSI）階段 1989 年： 1Mb DRAM 進入市場 1989 年： 486 微處理器推出， 25MHz， 1μ m 工藝，后來 50MHz 芯片采用 μ m 工藝 1992 年： 64M 位隨機存儲器問世 電子科技大學成都學院課程設計 10 1997 年： 300MHz 奔騰Ⅱ問世，采用 m 工藝 1999 年：奔騰Ⅲ問世， 450MHz，采用 m 工藝，后采用 m 工藝 2020 年：奔騰 4 E 系列推出，采用 90nm 工藝。 2020 年： intel 酷睿 2 系列上市，采用 65nm 工 藝。 2020 年：基于全新 45 納米 HighK 工藝的 intel 酷睿 2 E7/E8/E9 上市。 2020 年： intel 酷睿 i 系列全新推出，創紀錄采用了領先的 32 納米工藝，并且下一代 22 納米工藝正在研發。 我國集成電路發展歷史 我國集成電路產業誕生于六十年代，共經歷了三個發展階段： 1965 年 1978 年：以計算機和軍工配套為目標，以開發邏輯電路為主要產 品，初步建立集成電路工業基礎及相關設備、儀器、材料的配套條件 1978 年 1990 年：主要引進美國二手設備，改善集成電路裝備水平，在“治散治亂”的同時，以消費 類整機作為配套重點，較好地解決了彩電集成電路的國產化 1990 年 2020 年：以 908 工程、 909 工程為重點，以 CAD 為突破口，抓好科技攻關和北方科研開發基地的建設，為信息產業服務，集成電路行業取得了新的發展。 集成電路產業是對集成電路產業鏈各環節市場銷售額的總體描述，它不僅僅包含集成電路市場，也包括 IP 核市場、 EDA 市場、芯片代工市場、封測市場，甚至延伸至設備、材料市場。 集成電路產業不再依賴 CPU、存儲器等單一器件發展，移動互聯、三網融合、多屏互動、智能終端帶來了多重市場空間，商業模式不斷創新為市場注入 新活力。目前我國集成電路產業已具備一定基礎，多年來我國集成電路產業所聚集的技術創新活力、市場拓展能力、資源整合動力以及廣闊的市場潛力，為產業在未來 5年～ 10 年實現快速發展、邁上新的臺階奠定了基礎。 單片機 最小系統 在設計的時候我們了解了 2 款芯片， AT89C51 和 AT89C52。下面是 2 款芯片第 2 章 方案論證 11 的簡介 : AT89C51：是一種帶 4K 字節 FLASH 存儲器（ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片 機。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。 主要功能特性： 1) 與 MCS51 兼容； 2) 4K 字節可編程 FLASH 存儲器； 3) 全靜態 工作： 0Hz24MHz； 4) 1288 位內部 RAM； 5) 兩個 16 位定時器 /計數器； 6) 5 個中斷源； 7) 可編程串行通道； 8) 低功耗的閑置和掉電模式； 9) 片內振蕩器和時鐘電路 。 AT89C52：是一個低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數據存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS51 指令系統，片內置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元， AT89C52 單片機在電子行業中有著廣泛的應用。 主要功能特性： 1) 兼容 MCS51 指令系統 ； 2) 8kB 可反復擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 電子科技大學成都學院課程設計 12 3) 32 個雙向 I/O 口； 4) 256x8bit 內部 RAM； 5) 3 個 16 位可編程定時 /計數器中斷； 6) 時鐘頻率 024MHz； 7) 2 個串行中斷，可編程 UART 串行通道； 8) 2 個外部中斷源，共 8 個中斷源； 9) 2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位； 10) 低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和喚醒功能 。 結論 我們通過集成電路和 2 款單片機的屬性 和優缺點對比，我們覺得 AT89C51 單片機芯片 更加適合本次 實驗的中心控制 芯片。第 3 章 硬件設計 13 第 3章 硬件設計 硬件結構 圖 31 是以 AT89C51 單片機為核心的音樂播放器系統硬件設計結構框圖。該系統主要是由復位電路、按鍵電路、時鐘電路、中心模塊、揚聲器驅動等組成。其工作原理為：此音樂播放器，有三個按鍵及控制按鈕：播放 /暫停、下一曲、上一曲；通過控制按鈕控制單片機，播放所要求的音樂，并通過放大電路和喇叭輸出聲音。 圖 31 硬件結構圖 中心控制模塊 中控采用的是 AT89C51 芯片，下面是 AT89C51 的引腳圖 ：電子科技大學成都學院課程設計 14 圖 32 AT89C51 引腳圖 各端口作用： P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。作為輸出口，每位能驅動 8個 TTL 邏輯電平。對 P0 端口寫 “1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數據存儲器時， P0 口也被作為低 8 位地址 /數據復用。在這種模式下， P0 具有內部上拉電阻。在 flash 編程時， P0 口也用來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗時，需要外部 上拉電阻。 P1 口： P1 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P1 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。此外， 和 分別作定時器 /計數器 2 的外部計數輸入（ ）和時器 /計數器 2 的觸發輸入（ ），具體如下表所示。在 flash編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節。 引腳號第二功能 第 3 章 硬件設計 15 ? T2（定時器 /計數器 T2 的外部 計數輸入），時鐘輸出 ? T2EX（定時器 /計數器 T2 的捕捉 /重載觸發信號和方向控制） ? MOSI（在系統編程用） ? MISO（在系統編程用） ? SCK（在系統編程用） P2 口： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P2 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數據存儲器（例如執行 MOVX @DPTR）時， P2 口送出高八位地址。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX @RI）訪問外部數據存儲器時，P2 口輸出 P2 鎖存器的內容。在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節和一些控制信號。 P3 口： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p3 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。對 P3 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口亦作為 AT89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 編程和校驗時， P3 口也接 收一些控制信號。 端口引腳第二功能 ? RXD(串行輸入口 ) ? TXD(串行輸出口 ) ? INTO(外中斷 0) ? INT1(外中斷 1) ? TO(定時 /計數器 0) ? T1(定時 /計數器 1) ? WR(外部數據存儲器寫選通 ) ? RD(外部數據存儲器讀選通 ) 電子科技大學成都學院課程設計 16 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST——復位輸入。當 振蕩器工作時， RST 引腳出現兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。 ALE/PROG——當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6輸出