单片机音乐发生器的制作

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第1章 绪论

通过音乐发音器的设计方案，掌握了汇编语言的编程方法，并熟练的运用89C51单片机定时器产生固定频率的方波信号，推动喇叭发出旋律，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律，最重要的是自己还可以通过程序设计输入自己喜欢的歌曲来演奏，本设计采用简易音阶编码直觉式输入法方便设计音乐旋律，可以扩充其功能如下：

1、可设计多个按键操作来选择演奏哪一首歌曲。 2、以随即数方式自动演奏歌曲。

3、设计程序可以以按键来实现前进和后退。

4、修改程序可以演奏伴奏音，或是如手机上播放的和谐铃声。

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第2章 单片机概述

一台能够工作的计算机要有这样几个部分构成：CPU（进行运算、控制）、RAM（数据存储）、ROM（程序存储）输入/输出设备（例如：串行口、并行输出口等）。在个人计算机上这些部分被分成若干块芯片，安装一个称之为主板的印刷线路板上。而在单片机中，这些部分全部被做到一块集成电路芯片中了，所以就称为单片（单芯片）机，而且有一些单片机中除了上诉部分外，还集成了其它部分如A/D,D/A等。

单片机的体积也不大，一般用40脚封装，当然功能多一些的单片机也有引脚比较多的，如68引脚，功能少的只有10多个或20多个引脚，有的甚至只有8只引脚。

MCS51是指由美国INTEL公司生产的一系列单片机的总称，这一系列单片机包括了好些品种，如8031，8051，8751，8032，8052，8752等，其中8051是最早最典型的产品，该系列其它单片机都是在8051的基础上进行功能的增、减改变而来的，所以人们习惯于用8501来称呼MCS51系列单片机，而8031是前些年在我国最流行的单片机，所以很多场合会看到8031的名称。INTEL公司将MCS51的核心技术授权给了很多其它公司，所以有很多公司在做以8051为核心的单片机。当然，功能或多或少有些改变，以满足不同的需求，其中89C51就是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的。本设计就是用89C51来完成的。

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第3章 硬件设计

一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如ROM、RAM、I/O口、定时/计数器、中断系统等能量不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路；二是系统配置，既按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，要设计合适的接口电路。

3.1芯片简介

89C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式，但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。

1） 微处理器

该单片机中有一各8位的微处理器，与通用的微处理器基本相同，同样包括了运算器和控制器两大部分，只是增加了面向控制的处理功能，不仅可处理数据，还可以进行位变量的处理。

2） 数据存储器

片内为128个字节，片外最多可外扩至64K字节，用来存储程序在运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等，所以称为数据存储器。

3） 程序存储器

由于受集成度限制，片内只读存储器一般容量较小，如果片内的只读存储器的容量不够，则需用扩展片外的只读存储器，片外最多可扩至64K字节。

4） 中断系统

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具有5个中断源，2级中断优先权。

5） 定时器/计数器

片内有2个16位的定时器/计数器，具有四种工作方式。

6） 串行口

1个全双工的串行口，具有四种工作方式，可用来进行串行通讯，扩展并行I/O口，甚至与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广。

7） P1口、P2口、P3口、P4口 为4个并行8位I/O口。

8） 特殊功能寄存器

共有21个，用于对片内的各功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。

由此可见，89C51单片机的硬件结构具有功能部件种类全、功能强等特点。特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位微计算机，这个1位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效；而8位机在数据采集，运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相成，它是单片机技术上的一个突破，这也是MCS-51单片机在设计的精美之处。

3.2引脚说明

MCS-51是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚分布请参照----单片机引脚。如下图3-1所示

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P0.0~P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39~32号端子）。 P1.0~P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1~8号端子）。 P2.0~P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21~28号端子）。 P3.0~P3.7 P3口8位双向口线（在引脚的10~17号端子）。

（1）P0有三个功能：

1、 外部扩展存储器时，当做数据总线（如图1中的D0~D7为数据总线接口）

2、 外部扩展存储器时，当作地址总线（如图1中的A0~A7为地址总线接口）

3、 不扩展时，可做一般的I/O口使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。

（2）P1口功能：

P1口只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。

（3）P2口有两个功能：

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