1 引言

       機關,、院校日常作息需要計時和號音提示,，筆者利用AT89C51型單片機和LM386型音頻功率放大器構成了自動計時和號音播放器，成本低,，效果好,，值得推廣。

       2 AT89C51的主要特性和引腳功能

       AT89C51是帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（EPEROM）的低電壓,、高性能CMOS 8位微處理器（俗稱單片機）,。該單片機與工業(yè)標準的MCS－51型機的指令集和輸出引腳兼容。AT89C51將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,，為很多嵌入式控制提供了靈活性高且價格低廉的方案,。

       AT89C51的主要特性如下：

       壽命達1000寫/擦循環(huán)； 
       數據保留時間：10年,； 
       全靜態(tài)工作：0Hz－24MHz,； 
       三級程序存儲器鎖定； 
       128×8位內部RAM,； 
       32可編程I/O線,； 
       2個16位定時器/計數器； 
       5個中斷源,； 
       可編程串行通道； 
       低功耗閑置和掉電模式,； 
       片內振蕩器和時鐘電路,。

       AT89C51引腳排列如圖1所示，引腳功能如下：

       VCC（40）：＋5V,。

       GND（20）：接地,。

       P0口（39－32）：P0口為8位漏極開路雙向I/O口，每引腳可吸收8個TTL門電流,。

       P1口（1－8）：P1口是從內部提供上拉電阻器的8位雙向I/O口,，P1口緩沖器能接收和輸出4個TTL門電流,。

       P2口（21－28）：P2口為內部上拉電阻器的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收和輸出4個TTL門電流,。

       P3口（10－17）：P3口是8個帶內部上拉電阻器的雙向I/O口,，可接收和輸出4個TTL門電流，P3口也可作為AT89C51的特殊功能口,。

       RST（9）：復位輸入,。當振蕩器復位時，要保持RST引腳2個機器周期的高電平時間,。

       ALE/PROG（30）：當訪問外部存儲器時,，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)，在FLASH編程期間,，此引腳用于輸入編程脈沖,。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號,，此頻率為振蕩器頻率的1/6,，它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的，要注意的是,，每當訪問外部數據存儲器時,，將跳過1個ALE脈沖。

       PSEN（29）：外部程序存儲器的選通信號,。在由外部程序存儲器取指期間,，每個機器周期2次PSEN有效，但在訪問外部數據存儲器時,，這2次有效的PSEN信號將不出現,。        EA/VPP（31）：當EA保持低電平時，外部程序存儲器地址為（0000H－FFFFH）不管是否有內部程序存儲器,。FLASH編程期間,，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

       XTAL1（19）：反向振蕩器放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入,。

       XTAL2（18）：來自反向振蕩器的輸出,。

       3 號音自動播放系統(tǒng)的設計

       號音自動播放系統(tǒng)如圖2所示，AT89C51的P1.0端接音頻放大模塊的IN＋端口,，在音頻放大模塊的VOUT端接一個8歐姆或者16歐姆的喇叭,。

       3.1 電路設計及音樂編程原理

     若要產生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率）,，再將此周期除以2,，即為半周期的時間。利用定時器計時半周期時間,，每當計時終止后就將P1.0反相,，然后重復計時再反相,。就可在P1.0引腳上得到此頻率的脈沖。

       利用AT89C51的內部定時器使其工作計數器模式（MODE1）下,，改變計數值TH0及TL0以產生不同頻率的方法產生不同音階,，例如，頻率為523Hz,，其周期T＝1/523＝1912μs,，因此只要令計數器計時956μs/1μs＝956，每計數956次時將I/O反相,，就可得到中音DO（523Hz）,。

       計數脈沖值與頻率的關系式是：

       N＝fi÷2÷fr

       式中，N是計數值,；fi是機器頻率（晶體振蕩器為12MHz時,，其頻率為1MHz）；fr是想要產生的頻率,。

       其計數初值T的求法如下：

       T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr

       例如：設K＝65536,，fi＝1MHz，求低音DO（261Hz）,、中音DO（523Hz）,、高音DO（1046Hz）的計數值。

       T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr

       低音DO的T＝65536－500000/262＝63627

       中音DO的T＝65536－500000/523＝64580

       高音DO的T＝65536－500000/1046＝65059

       C調各音符頻率與計數初值T對照如表1所示,。

       3.2 主程序流程

       本系統(tǒng)主要完成作息定時和號音播放功能,，因此用定時器T1中斷方式產生100ms基準時間，再根據作息表上各段時間的長短對基準時間用軟件計時,?？梢杂貌楸矸绞饺〉糜嫈祬担嫊r到后將播放子程序地址送DPTR,，轉入播放子程序,，放2遍對應號音后再繼續(xù)計時。主程序流程如圖3所示,。

       播放子程序是用T0中斷方式控制P1.0不斷取反以產生不同頻率音符,，節(jié)拍的長短靠調用200ms延時子程序次數來完成。子程序也用查表來完成,。