方案选择
单片机的选择
方案一:AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS型8位单片机,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大。其片内的8K程序存储器是FLASH工艺的,这种单片机对开发设备的要求很低,开发时间也大大缩短。写入单片机内的程序还可以进行加密,这又很好地保护我们的劳动成果。再者,AT89C52目前的售价比8031还低,市场供应也很充足。AT89C52可构成真正的单片机最小应用系统,缩小系统体积,增加系统的可靠性,降低系统的成本。只要程序长度小于8K,四个I/O口全部提供给用户。可用5V电压编程,而且擦写时间仅需lOms。AT89C51芯片提供三级程序存储器加密,提供了方便灵活而可靠的硬加密手段,能完全保证程序或系统不被仿制。PO口是三态双向口,通称数据总线口,因为只有该口能直接用于对外部存储器的读/写操作。
方案二:STC89C52系列单片机的指令系统和AT89C52系列的完全兼容,但实际操作起来却存在很多问题:
(1)AT89C52不带ISP下载,要用下载器才行,STC89C52可以用你的USB转串口下载,下载软件可以到STC厂家网上去下。
(2)STC单片机执行指令的速度很快,大约是AT的3-30倍,尽管快是好事,但这样一来,你在AT上好使的程序在STC上不一定好用,最典型的例子就是那些对时序有严格要求的模块,用STC时注意得加长延时,大约是AT的10—30倍就差不多,这一点自己调试就知道了。
(3)STC单片机对工作环境的要求比较低,电压低于5伏时仍然正常工作,甚至3伏到4伏之间都还可以工作,然而这样的环境下AT肯定不行了,所以当一个系统用STC单片机好用,但用AT的单片机不工作时,直接查最小系统,看单片机的供电是否正常。
比较这两种方案,由于在学校期间学过数字电路、单片机原理、C语言程序设计,综合考虑单片机的各部分资源和作为学生能够获得的资源,经过对比此次设计要求,我选择用STC系列芯片完成。而且学校也提供了相应的硬件操作平台,实际操作起来比较方便,故STC为更合理的选择。本系统选择STC89C52单片机作为主控芯片。足够本设计运行,且价格便宜,下载程序方便。
STC89C52单片机核心系统电路设计
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核,但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。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,3个16 位定时器/计数器,4个外部中断,一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构),全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作,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。
一、STC89C52主要特性如下:
(1)8K字节程序存储空间;
(2)512字节数据存储空间;
(3)内带4K字节EEPROM存储空间;
(4)可直接使用串口下载。
二、STC89C52主要参数如下:
(1)增强型8051单片机,6时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择,指令代码完全兼容传统8051;
(2)工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V 单片机);
(3)工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作 频率可达48MHz;
(4)用户应用程序空间为8K字节;
(5)片上集成512 字节RAM;
(6)通用I/O 口(32个),复位后为:P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉,P0口是漏极开路输出,作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为 I/O口用时,需加上拉电阻;
(7)ISP(在系统可编程)/IAP(在应用可编程),无需专用编程器,无需专用仿真器,可通过串口(RxD/P3.0,TxD/P3.1)直接下载用户程序,数秒即可完成一片;
(8)具有EEPROM功能;
(9)共3个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2;
(10)外部中断4路,下降沿中断或低电平触发电路,Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒;
(11)通用异步串行口(UART),还可用定时器软件实现多个UART;
(12)工作温度范围:-40~+85℃(工业级)/0~75℃(商业级);
(13)PDIP封装。
三、STC89C52单片机相关引脚说明:
(1)VCC:供电电压。
(2)GND:接地。
(3)P3.0 RXD(串行输入口)
(4)P3.1 TXD(串行输出口)
(5)P3.2 /INT0(外部中断0)
(6)P3.3 /INT1(外部中断1)
(7)P3.4 T0(记时器0外部输入)
(8)P3.5 T1(记时器1外部输入)
(9)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)
(10)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)
(11)RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
(12)ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
(13)/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
(14)/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
(15)XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
(16)XTAL2:来自反向振荡器的输出。
一、硬件方案
硬件构成:本系统由STC89C52单片机最小系统电路、无线蓝牙音频电路、ADC0832(或xx0832)的AD转换电路、LM386语音放大电路、水泵驱动电路、流水灯电路及电源组成。
二、设计功能
1、单片机型号:STC89C52/51、AT89C52/51、AT89S52/51 都可通用。
2、本系统可以手机连接设备硬件蓝牙音频模块,然后手机播放音乐即可(和实际使用的蓝牙音响设备使用一样)。
3、单片机通过ADC采集芯片对音频信号的采集,转换为数字信号,根据数字信号的大小不同。然后驱动不同的led灯亮灭,达到高低不同的led灯柱,并通过采集音频信号的大小采用PWM脉冲宽度调制控制水泵开关速率,从而对水柱对的高低控制,形成喷泉。
4、声音大小可以通过手机播放音乐大小调节,也可以通过LM386模块上的电位器调节放大倍数进行调节,不同声音大小对应的显示及pwm驱动不同,从而实现音频与现实效果对应。
三、实物图
文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-491371.html
四、原理图
在本设计做的过程中,硬件和软件方面都遇到了许多问题,但是相比于软件,在硬件方面还是比较快解决的方面,因为硬件是比较容易检查出来错误的,软件比较晦涩难懂,还是有一定难度。
在硬件调试问题上,首先焊接好了元器件实物板后,先用万用表测量这个工业板子的电源方面,电源方面是最重要的问题,应该是特别需要检查的地方,以防止电源的短路和正负极的错误。然后在仔细检查电路的连接是否有问题,或者有没有虚焊或者没有焊接到的地方,然后核对一下元器件的安装是否有问题,安装上去是否符合规定,由于已经是大学四年都是做过了很多实训过来了,对于这些还是游刃有余的,但是在上机调试后还是发现了很多的问题。
五、PCB图
在本设计做的过程中,硬件和软件方面都遇到了许多问题,但是相比于软件,在硬件方面还是比较快解决的方面,因为硬件是比较容易检查出来错误的,软件比较晦涩难懂,还是有一定难度。
在硬件调试问题上,首先焊接好了元器件实物板后,先用万用表测量这个工业板子的电源方面,电源方面是最重要的问题,应该是特别需要检查的地方,以防止电源的短路和正负极的错误。然后在仔细检查电路的连接是否有问题,或者有没有虚焊或者没有焊接到的地方,然后核对一下元器件的安装是否有问题,安装上去是否符合规定,由于已经是大学四年都是做过了很多实训过来了,对于这些还是游刃有余的,但是在上机调试后还是发现了很多的问题。
六、程序源码
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、链接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(μVision)将这些部分组合在一起。运行Keil软件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。如果你使用C语言编程,那么Keil几乎就是你的不二之选,即使不使用C语言而仅用汇编语言编程,其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。
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