1、 51 单片机单片机 课程设计报告课程设计报告 题目题目 点阵式音乐频谱点阵式音乐频谱 学院学院 班级班级 姓名姓名 摘要摘要：单片机 即单片微型计算机。（Single-Chip Microcomputer ）,是 集 CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。他体积小，成本 低，功能强，广泛应用于工业自动化上和智能产品。 LED 显示屏作为一种新型 的显示器件， 是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成， 通常用来显示时间、 图文等信息。本设计以 51 单片机为控制器一方面通过点阵来显示汉字，另一方 面驱动 ADC 采集音频信号，然后将音频信号的强弱通过点阵显示出来
2、。音频信号 有两个来源， 一方面由音乐芯片产生三种不同的信号， 另一方面由外部 （如手机） 输入，通过音频功率放大器放大。 关键词：单片机 12*12 点阵 ADC 音频功放 一，系统功能 （1）12*12 点阵可以滚动地显示汉字，字母； （2）可以发出三种不同的报警信号，并同时通过点阵显示声音频谱； （3）可以外接手机或电脑耳机信号，将其放大后通过扬声器输出，并同时通 过点阵显示频谱。 二，硬件总体设计方案 此设计原理框图如图 2-1 所示，此电路包括以下四个部分：单片机，点 阵，行、列驱动器，ADC，音频产生电路，音频放大电路，键盘，和显示电路。 三，硬件设计部分 1、单片机最小系统电路设
3、计 (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 存储器。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 4KB EEPROM，MAX810 复位电路，三个 16 位 定时 器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可 降至 0Hz 静态逻辑操作，
4、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)电源部分 电源电路如下图所示： 12*12 点阵 列驱动器 行驱动器 ADC 音频信 号产生 与放大 外部信号 51 单片机 键盘 模式显示 (3)晶振电路 常用的时钟电路设计有两种方式,一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方 式。本电路采用内部时钟方式，将 XTAL1 与 XTAL2 之间跨接一个石英晶振和 微调电容，从而
5、构成一个稳定的自激震荡器。电容值取 30pF 左右，其大小将影 响震荡频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。为减少线间的寄生电容， 晶振和电容应尽能安装得与单片机靠近，保证晶振稳定可靠的工作。 (4)复位电路 上电自动复位电路是最简单的复位电路，只需要一个 1K 左右电阻、一个 10uF 左右的电容。有时还需要按键手动复位，此时只要在电容上并联一个按键 即可。 2、12*12 点阵 本实验中的点阵为用 144 个红色发光二级管所焊成，144 个个二极管接成 12*12 的矩阵形式，12 行线接发光二级管的正极，12 列线接发光二极管的负极。 图文以动态来显示，动态扫描即逐列轮流点亮，先送出
6、对应第一列发光管亮 灭的数据并保持，然后选通第 1 列使其点亮一定时间，然后熄灭；再送出第二列 的数据并保持，然后选通第 2 列使其点亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第 12 列之后，又重新燃亮第 1 列，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒 24 次以上） ，由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。 3、ADC 模块电路 TLC0820是德州仪器公司(TI)推出的,采用先进LinCMOS工艺制造的8位A/D 转换器 ,它由2个4位的闪速(FLASH)转换器 ,1个 4位的数模转换器 ,1个计算 误差放大器 ,控制逻辑电路和结果锁存电路组成。 它具有如下特点: 带改进的 LinCMOS 门技术 采用 8 位并行输出 读方式最快转换时间为 2.5us 不需要外部时钟和振荡元件 片内具有跟踪和保持电路 单电源供电。 基于以上特点，在本设计中 ADC 采用的就是该型号的芯片。 在本设计中，将 ADC 转换完成的数据读入单片机的是 P2 口，控制 12*12 点阵行 线的也是 P2 口。 在模式 0 中，只需显
