第 二 部 分
课 程 设 计 报 告
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目 录
1 项目概述和要求 ................................................... 7 1.1 课程设计目的 ................................................... 7 1.2 课程设计内容 ................................................ 7 1.3 课程设计要求 ................................................ 7 2 系统方案设计 ..................................................... 9 2.1 系统硬件设计 ................................................ 9 2.2系统软件设计 ................................................. 9 3硬件电路设计 ..................................................... 10 3.1电路原理图 .................................................. 10 3.2 AT89C51单片机 .............................................. 10 3.3 LCD1602液晶显示电路设计与原理 .............................. 11 3.4 复位电路 ................................................... 13 3.5 按键电路 ................................................... 13 3.6 蜂鸣器 ..................................................... 14 4 软件编程设计 .................................................... 15 4.1 程序流程图 ................................................. 15 4.1.1 主程序流程图 ......................................... 15 4.1.2 按键程序流程图 ....................................... 16 4.1.3 LCD显示流程图 ........................................ 17 4.1.4 蜂鸣器发声程序流程图 ................................. 18 4.2 程序的关键代码 .............................................. 19 5 PROTEUS仿真结果 ................................................. 20 6 总结 ........................................................... 23 7 附件 ............................................................ 24 参考文献 .......................................................... 32
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1 项目概述和要求
本项目的任务是利用AT89C51单片机结合字符型LCD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。
1.1 课程设计目的
课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
1.2 课程设计内容
设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统，并完成相应的软硬件调试。
1. 系统方案设计：综合运用单片机课程中所学到的理论知识，学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。
2. 硬件电路设计：对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。
3. 软件设计：根据已设计出的软件系统框图，用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。
4. 调试：在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试；或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。
1.3 课程设计要求
利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、煮开水或小睡片刻等。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，通知倒计数终了，该做应当做的事。
定时闹钟的基本功能如下。 字符型LCD（16 * 2）显示器。 显示格式为“TIME 分分:秒秒”。
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，当计数为
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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。
键盘实现菜单功能的方法，已在题目4详细说明，不再赘述。本题目最大难点是实现音乐的播放。作者利用定时计数器，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（SOUNER）中，使其发出频率不同的声音。本设计中单片机晶振为1.0592MHz，通过计算各音阶频率，可得1、2、3、4、5、6、7共7个音应赋给定时器的初值为64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。
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。
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