音乐播放器报告.doc
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1、信息与电气工程学院单片机应用系统(三级项目)设计说明书(2014/2015学年第二学期)题 目 : _专业班级 : 学生学号 : 学生姓名 : 指导教师 : 吴开兴、刘会军、 马永强、马小进 设计周数 : 2周 设计成绩 : 2015年6月26日01、项目设计目的21.1音乐播发器技术要求21.2项目设计目的及意义22、项目设计正文22.1需求分析22.2器件介绍32.2.1 LM1602L液晶显示频32.2.2 51单片机介绍82.2.3 LM386简介102.3设计原理说明112.4单元电路设计122.4.1按键矩阵122.4.2 LM386音频功率放大器132.4.3 LM016液晶屏1
2、32.4.4晶振及复位电路142.5系统调试143、项目设计和总结154、参考文献1611、项目设计目的1.1音乐播发器技术要求(1)利用I/O口产生一定频率的方波,驱动蜂鸣器,发出不同的音调,从而演奏乐曲。(2)采用LCD或数码管显示信息。(3)开机时有英文欢迎提示字符,播放时显示歌曲序号。(4)可通过功能键选择乐曲,暂停,播放。(5)选做内容:编写上位机程序,通过串口发送指令来控制音乐的播放。1.2项目设计目的及意义(1)通过本次设计巩固这学期所学单片机的知识;(2)掌握利用汇编语言的运用;(3)熟习利用ISIS 7 Professional软件的运用;(4)巩固、深化和扩展学生的理论知识
3、与初步的专业技能。(5)为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。2、项目设计正文2.1需求分析随着音乐播放器的日益人性化,听音乐已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。由于市场上的音乐播放器品牌繁多,满足着各层次的消费者的需求。根据调差,可知外形新颖、小巧轻便灵活的音乐播放器是很受年轻人的青睐和欢迎,基于此,设计音乐播放器重点还是在于美观的外形和其吸引人的性能。2.2器件介绍2.2.1 LM1602L液晶显示频(1)液晶显示原理:液晶显示的原理是利用液晶的物理特性,通过电压对其显示区域进行控制,有电就有显示,这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易
4、于实现全彩色显示的特点,目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。 液晶显示器的分类:液晶显示的分类方法有很多种,通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外,液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分,可以分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)和主动矩阵驱动(Active Matrix)三种。液晶显示器各种图形的显示原理: 线段的显示:点阵图形式液晶由MN个显示单元组成,假设LCD显示屏有64行,每行有128列,每8列对应1字节的8位,即每行由16字节,共168=128个点组成,屏上6416个显示单
5、元与显示RAM区1024字节相对应,每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H00FH的16字节的内容决定,当(000H)=FFH时,则屏幕的左上角显示一条短亮线,长度为8个点;当(3FFH)=FFH时,则屏幕的右下角显示一条短亮线;当(000H)=FFH,(001H)=00H,(002H)=00H,(00EH)=00H,(00FH)=00H时,则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。 字符的显示:用LCD显示一个字符时比较复杂,因为一个字符由68或88点阵组成,既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区
6、的8字节,还要使每字节的不同位为“1”,其它的为“0”,为“1”的点亮,为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说,显示字符就比较简单了,可以让控制器工作在文本方式,根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址,设立光标,在此送上该字符对应的代码即可。 汉字的显示:汉字的显示一般采用图形的方式,事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码(一般用字模提取软件),每个汉字占32B,分左右两半,各占16B,左边为1、3、5右边为2、4、6根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址,设立光标,送上要显示的汉字的第一字节,光标位置加
7、1,送第二个字节,换行按列对齐,送第三个字节直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。 1602LCD的基本参数及引脚功能 1602LCD分为带背光和不带背光两种,基控制器大部分为HD44780,带背光的比不带背光的厚,是否带背光在应用中并无差别,两者尺寸差别如下图所示:图2-1 1602LCD尺寸图1602LCD主要技术参数:显示容量:162个字符;芯片工作电压:4.55.5V;工作电流:2.0mA(5.0V);模块最佳工作电压:5.0V;字符尺寸:2.954.35(WH)mm,其引脚功能说明如下表2-1 所示:表2-1 1602LCD引脚接口说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VS
8、S接地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极第1脚:VSS为地电源。 第2脚:VDD接5V正电源。 第3脚:VL为液晶显示器对比度调整端,接正电源时对比度最弱,接地时对比度最高,对比度过高时会产生“鬼影”,使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。 第4脚:RS为寄存器选择,高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。 第5脚:R/W为读写信号线,高电平时进行读操作,低电平时进行写操作。当RS和R/W共同为低电平时
9、可以写入指令或者显示地址,当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号,当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。第6脚:E端为使能端,当E端由高电平跳变成低电平时,液晶模块执行命令。 第714脚:D0D7为8位双向数据线。 第15脚:背光源正极。 第16脚:背光源负极。 (5)指令说明及时序1602液晶显示模块内部的控制器共有11条控制指令,如下表2-2所示:表2-2 控制命令表序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0功能1复位显示器0000000001清屏,光标归位2光标返回000000000*设置地址计数器清零,DDRAM数据不变,光标移到左上角3字符进入模式00000001I
10、/DS设置字符进入时的屏幕移位方式4显示开/关控制0000001DCB设置显示开关,光标开关,闪烁开关5光标或字符移位000001S/CR/L*设置字符与光标移动6功能设置00001DLNF*设置,显示行数,字体7设置字符发生存储器地址0001字符发生存储器地址设置位的CGRAM地址以读写数据8设置数据存储器地址001显示数据存储器地址设置位的DDRAM地址以读写数据9读忙标志或地址00BF计数器地址读忙标志及地址计数器10写数据到CGRAM或DDRAM10写入一字节数据,需要先设置RAM地址向CGRAM/DDRAM写入一字节的数据11从CGRAM或DDRAM读数据11读取入一字节数据,需要先
11、设置RAM地址向CGRAM/DDRAM读取一字节的数据 特殊引脚说明: I/D =1 递增,I/D=0 递减。 S=0 时显示屏不移动,S=1时,如果I/D =1且有字符写入时显示屏左移,否则右移。 D=1 显示屏开,D=0 显示屏关。C=1 时光标出现在地址计数器所指的位置,C=0时光标不出现。 B=1 时光标出现闪烁,B=0时光标不闪烁。 S/C=0 时,RL=0则光标左移,否则右移。 S/C=1 时,RL=0则字符和光标左移,否则右移。 DL=1 时数据长度为8位,DL=0 时为使用D7-D4共4位,分两次送一字节。 N=0为单行显示,N=1时为双行显示。 F=1 时为510点阵字体,F
12、=0 时为57点阵字体。 BF=1 时LCD忙,BF=0 时LCD就绪。指令说明:1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。(说明:1为高电平、0为低电平) 指令1:清显示,指令码01H,光标复位到地址00H位置。 指令2:光标复位,光标返回到地址00H。 指令3:光标和显示模式设置 I/D:光标移动方向,高电平右移,低电平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效,低电平则无效。 指令4:显示开关控制。 D:控制整体显示的开与关,高电平表示开显示,低电平表示关显示 C:控制光标的开与关,高电平表示有光标,低电平表示无 光标 B:控制光标是否闪烁,高电
13、平闪烁,低电平不闪烁。 指令5:光标或显示移位 S/C:高电平时移动显示的文字,低电平时移动光标。 指令6:功能设置命令 DL:高电平时为4位总线,低电平时为8位总线 N:低电平时为单行显示,高电平时双行显示 F: 低电平时显示5x7的点阵字符,高电平时显示5x10的点阵字符。 指令7:字符发生器RAM地址设置。指令8:DDRAM地址设置。 指令9:读忙信号和光标地址 BF:为忙标志位,高电平表示忙,此时模块不能接收命令或者数据,如果为低电平表示不忙。 指令10:写数据。指令11:读数据。 与HD44780相兼容的芯片时序表如下表2-3:表2-3 时序表读状态输入RS=L,R/W=H,E=H输
14、出D0D7=状态字写指令输入RS=L,R/W=L,D0D7=指令码,E=高脉冲输出无读数据输入RS=H,R/W=H,E=H输出D0D7=数据写数据输入RS=H,R/W=L,D0D7=数据,E=高脉冲输出无(6)1602LCD标准子库表如下图2-2 所示: 图 2-2 1602LCD标准子库表2.2.2 51单片机介绍(1)51单片机采用40个引脚的双列直插封装,如下图2-3所示: 图2-3 双列直插封装方式的引脚 40个引脚按其功能可分为如下3类:电源及时钟引脚Vcc、Vss;XTAL1、XTAL2;控制引脚、ALE/、/Vpp、RST;I/O口引脚P0、P1、P2、P3,为4个8位I/O口的
15、外部引脚;(2)电源及时钟引脚电源引脚Vcc接+5V电源;Vss接数字地。时钟引脚XTAL1:片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。当使用片内振荡器时,该引脚连接外部石英晶体和微调电容;当采用外界时钟源时,该引脚接外部时钟振荡器的信号。XTAL2:片内振荡器反相放大器的输出端。当使用片内振荡器时,引脚连接外部石英晶体和微调电容;当采用外界时钟源时,该引脚悬空。(3)控制引脚 RST:复位信号输入端,高电平有效。 /Vpp: 为该引脚的第一功能,即外部程序存储器访问允许控制端。当引脚接高电平时,在PC值不超出0FFFH时,单片机读片内4KB中的程序;当超出时,将自动转向读取片外60KB程
16、序存储器空间的程序。当接低电平时,只读取外部程序存储器的内容,片内的4KB程序存储器不起作用。Vpp为该引脚的第二功能,即在对片内Flash进行编程时,Vpp引脚接入变成电压。ALE/:ALE为CPU访问外部程序存储器或外部数据存储器提供一个地址锁存信号,将低8位的地址锁存在片外的地址锁存器中。为该引脚的第二功能,即在对片内Flash存储器进行编程时,此引脚作为编程秒冲输入端。 :片外程序存储器的读选通信号,低电平有效。(4) 并行I/O口引脚P0口:8位,漏极开路的双向I/O口 当扩张外部存储器及I/O接口芯片时,P0口作为地址总线(低8位)及数据总线的分时复用端口。P1口:8位,准双向I/
17、O口,具有内部的上拉电阻。 P1口是专为用户使用的准双向I/O口。当作为通用的I/O口输入时,应先向端口锁存器写入1。P1口可驱动4个LS型TTL负载。P2口:8位,准双向I/O口,具有内部的上拉电阻。 当扩张外部存储器及I/O口时,P2口作为高8位地址总线用,输出高8位地址。P2口作为通用的I/O输入时,应先向端口输出锁存器写入1。P2口可驱动4个LS型TTL负载P3口:8位,准双向I/O口,具有内部的上拉电阻。当P3口作为通用的I/O输入时,应先向端口输出锁存器写入1。P2口可驱动4个LS型TTL负载。P3口还可提供第二功能,如下表2-4所示:表2-4 P3口的第二个功能定义引脚第二功能说
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