单片机实训报告

信息工程学院实训报告实训题目：音乐倒数计数器

学生姓名：***

学号：**********

专业：自动化

班级：三班

指导教师：***

实训任务书

一、实训目的

⑴掌握MCS-51定时器的使用和编程方法。

⑵掌握LCD显示模块的软件设计方法。

(3)掌握单片机控制蜂鸣器发声原理及音乐播放方法。

二、实训内容

⑴利用51单片机结合字符型LCD显示器（1602）（或者四位LED显示器）设计一个简易的倒数计数器。做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发出一段音乐声响，提醒倒计数时间到了。

⑵定时闹钟的基本功能如下：

字符型LCD（1602）显示器（或者四位LED显示器），显示格式为“TIME：分：秒”。用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。一旦按下键则开始倒计数，计数单位为1秒，当计数为0时，发出一阵音乐声。

程序执行后工作指示灯LED闪动，表示程序开始执行，按下操作键K1～K4动作如下： K1—可调整倒计数的时间1～60分钟。

K2—设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。

K3—设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000”。

K4—设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。

复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按K1键，则在LCD上显示出设置画面。此时，若：

a. 按操作键K2—增加倒计数的时间1分钟。

b. 按操作键K3—减少倒计数的时间1分钟。

c. 按操作键K4—设置完成。

三、实训原理

本题目最大难点是实现音乐的播放。利用定时计数器，通过载入不同的计数初值，产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器中，使其发出频率不同的声音。在此基础上，可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。

四、实训电路

参考《微型计算机技术及应用实验指导书》实验三、实验十九电路图。

五、实训步骤

1、实训连线

参考《微型计算机技术及应用实验指导书》实验三、实验十九电路图进行联线。

2、实验步骤

（1）编写单片机定时器控制程序，实现倒计数功能。

(2) 编写LCD液晶显示模块控制程序，实现倒计数显示、按键时长设定显示。

(3)编写程序实现音乐播放功能。

(4)完成整个程序编写实现整个题目要求的功能。

3、观察运行结果

下载程序到实验箱，以连续方式运行程序，观察实验现象是否实现预期功能

单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，收到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。而51单片机是各单片机最为典型和最有代表性的一种。本实验是DP-51PROC单片机综合仿真实验箱所设计的，可以实现键盘按键与数字动态显示并可以用音乐倒数的计数器。本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片STC89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编程，设计制作出一个计数器，包括以下功能：输出时间，按下键就开始计时，并将时间显示在四位LED数码管上。当倒数计数为0时，蜂鸣器就发出音乐声响等等。该计数系统主要由计数器模块、四位LED数码管、蜂鸣器模块、键盘模块、复位模块等部分组成。

关键词：STC89C51；键盘；四位LED数码管；蜂鸣器

实训任务书................................................................................................................................II 摘要...................................................................................................................................... IV

一、实训内容 (1)

二、系统实现方案 (1)

三、硬件电路设计 (2)

1.主控制器——AT89S51单片机 (2)

2.复位电路 (3)

3.音乐倒数计时器原理图 (4)

四、系统软件程序设计与分析 (5)

1.主程序流程图 (5)

2.显示流程图 (6)

3.按键流程图 (7)

五、实训过程以及实训结果 (8)

1.实训连线 (8)

2.实训步骤 (9)

3.实现功能 (9)

4.观察运行结果 (9)

六、实训总结 (11)

附录1： (12)

附录2： (19)

附录3： (22)

七、参考文献 (30)

正文

一、实训内容

随着科技的发展和社会的进步，人们对数字钟的要求越来越高，多功能数字钟不管在性能还是在样式上都发生了质的变化。数字钟实际上是一个对标准频率进行计数的计数电路，走时精度高，稳定性好，使用方便，不需要经常调校。单片计算机即单片微型计算机，是集CPU，RAM，ROM，定时/计数和多种接口于一体的微控质器。它体积小成本低，功能强，广泛应用于智能产品和工业自动化上。由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度远远超过老式钟表，钟表的数字化给人们生产生活带来了极大地方便，而且大大的扩展了钟表原先报时功能，诸如定时自动报警、0按时自动打铃、定时广播、自动启闭路灯、定时开机烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以数字化为基础的，因此研究数字钟及扩大其应用有着非常现实的意义。

本系统采用单片机作为数字钟的核心控制器，读取时钟的值，并通过LED数码管显示出来，而且可以通过按键电路控制执行信号，给时钟赋初值。还可以设置闹钟，当计数为0时，发出一阵音乐声。

二、系统实现方案

音乐倒数计数器所倒数的时间由数字显示，控制器使用单片机AT89C51。本设计基于单片机技术原理，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个计数器，包括以下功能：输出时间，按下键就开始计时，并将时间显示在四位LED数码管上。当倒计数为0时，蜂鸣器就发出音乐声响等等。该计数器系统主要由计数器模块、四位LED数码管模块、蜂鸣器模块、键盘模块、复位模块等部分组成。总体设计方框图如图1-1所示。