應廣單片機要實現音樂播放、按鍵控制以及顯示功能。
我們將一個引腳復用,在系統啟動時作為 I2C 通信的地址選擇引腳,用于初始化連接的 OLED 顯示屏,之后復用為普通 I/O 口接收按鍵輸入信號。在引腳擴展方面,由于需要控制多個音頻播放通道,使用了 8255 可編程并行接口芯片。通過與應廣單片機連接,將單片機的部分引腳作為 8255 的控制信號引腳,實現對 8255 的控制,進而擴展出多個并行 I/O 口用于控制不同的音頻播放模塊。開發過程中遇到的問題是 8255 芯片的初始化配置較為復雜,容易出錯。解決辦法是詳細研究 8255 的芯片手冊,按照手冊中的初始化流程編寫代碼,逐步調試各個控制信號,最終實現了穩定的引腳擴展和功能控制。
應廣單片機作為核心控制芯片,提供電源引腳連接電源(通常是 +5V 和 GND)。
溫濕度傳感器:通過 SPI 接口與應廣單片機連接。SPI 接口包括時鐘線(SCK)、主機輸出從機輸入線(MOSI)、主機輸入從機輸出線(MISO)和從機選擇線(SS),分別連接到單片機相應的復用引腳。此外,傳感器還需要連接電源(VCC 和 GND)。
74HC595 移位寄存器:
串行數據輸入(SER)連接到單片機的一個 I/O 口。
存儲寄存器時鐘(RCLK)和移位寄存器時鐘(SRCLK)也分別連接到單片機的 I/O 口。
電源引腳(VCC 和 GND)連接到電源。多個繼電器可以連接到 74HC595 的輸出端。
狀態指示燈:
一端連接到復用引腳(如 P1^0),另一端連接到地,中間串聯一個限流電阻(例如 1kΩ)。
簡易音樂播放器電路程序代碼案例
應廣單片機:連接電源( +5V 和 GND)。
8255 可編程并行接口芯片:
片選(CS)、讀(RD)、寫(WR)、地址線 A0 和 A1 分別
#include
#include
// 定義8255控制引腳
sbit CS = P2^0; // 片選
sbit RD = P2^1; // 讀
sbit WR = P2^2; // 寫
sbit A0 = P2^3; // 地址線A0
sbit A1 = P2^4; // 地址線A1
// 定義復用引腳
sbit KEY_INPUT = P1^0;
// 8255端口地址定義
#define PORT_A 0x00
#define PORT_B 0x01
#define PORT_C 0x02
#define CONTROL_PORT 0x03
// 初始化8255函數
void init_8255() {
// 配置8255工作方式
// 假設方式0,A口輸出,B口輸出,C口輸入
// 控制字:10000000B
unsigned char control_word = 0x80;
CS = 0;
A0 = 1;
A1 = 1;
WR = 0;
P0 = control_word;
_nop_();
WR = 1;
CS = 1;
}
// 從按鍵讀取數據函數
unsigned char read_key() {
// 這里是模擬按鍵讀取,實際應讀取按鍵狀態
return KEY_INPUT;
}
// 向8255端口A發送數據函數
void send_data_to_portA(unsigned char data) {
CS = 0;
A0 = 0;
A1 = 0;
WR = 0;
P0 = data;
_nop_();
WR = 1;
CS = 1;
}
void main() {
unsigned char key_value;
// 配置復用引腳為I2C地址選擇引腳(初始化階段)
// 這里假設應廣單片機有對應的I2C配置寄存器
// 實際應根據手冊配置
// 初始化I2C通信用于初始化OLED顯示屏
// 配置代碼示例(假設)
// I2C_Init();
init_8255();
while (1) {
key_value = read_key();
// 根據按鍵值控制音樂播放(通過8255擴展引腳)
// 假設按鍵值為0x01時播放音樂
if (key_value == 0x01) {
send_data_to_portA(0x01);
}
// 適當延時
for (int i = 0; i < 10000; i++);
}
}
簡易音樂播放器電路原理圖說明
1. 應廣單片機:
- 電源引腳:應廣單片機有電源引腳用于連接電源,通常正電源引腳(VCC)連接到 +5V 電源,接地引腳(GND)連接到電源地,為單片機提供穩定的工作電壓,確保其正常運行。
- 復用引腳:例如定義的復用引腳 KEY_INPUT(P1^0),該引腳在初始化階段可作為 I2C 通信的地址選擇引腳用于初始化 OLED 顯示屏(雖然代碼中未完整給出 I2C 初始化部分,但在實際電路和完整程序中會涉及),之后復用為普通 I/O 口接收按鍵輸入信號。
- 控制 8255 的引腳:P2^0(CS)、P2^1(RD)、P2^2(WR)、P2^3(A0)、P2^4(A1)這幾個引腳用于與 8255 可編程并行接口芯片進行通信,控制 8255 的工作模式、數據讀寫等操作。
2. 8255 可編程并行接口芯片:
- 片選引腳(CS):連接到應廣單片機的 P2^0 引腳。當 CS 為低電平時,8255 芯片被選中,單片機才能對其進行讀寫操作,通過該引腳實現對 8255 的片選控制。
- 讀寫控制引腳:
- 讀引腳(RD):連接到單片機的 P2^1 引腳。當 RD 為低電平時,單片機從 8255 的指定端口讀取數據。
- 寫引腳(WR):連接到單片機的 P2^2 引腳。當 WR 為低電平時,單片機向 8255 的指定端口寫入數據。
- 地址線引腳:
- A0 和 A1:分別連接到單片機的 P2^3 和 P2^4 引腳。這兩根地址線用于選擇 8255 的內部端口,A0 和 A1 不同的電平組合可以選擇 8255 的四個端口(PORT_A、PORT_B、PORT_C 和 CONTROL_PORT)中的一個。例如,當 A0 = 0,A1 = 0 時選擇 PORT_A;A0 = 0,A1 = 1 時選擇 PORT_B;A0 = 1,A1 = 0 時選擇 PORT_C;A0 = 1,A1 = 1 時選擇 CONTROL_PORT。
- 端口引腳:
- PORT_A:作為輸出端口,可連接到音頻播放模塊,用于控制音頻播放。例如,當向 PORT_A 寫入特定的數據時,可控制不同的音頻通道播放相應的音樂。
- PORT_B:同樣作為輸出端口,可根據實際需求連接其他與音頻播放相關的設備或模塊,如音頻放大器的控制引腳等,進一步擴展音頻播放功能。
- PORT_C:配置為輸入端口,可用于連接一些反饋信號輸入設備,例如音量調節旋鈕的反饋信號輸入,用于實時獲取用戶對音量等參數的調整信息。
- 電源引腳:8255 的電源引腳(VCC 和 GND)分別連接到 +5V 電源和電源地,為芯片提供正常工作所需的電能。
3. 按鍵電路:按鍵一端連接到復用引腳 KEY_INPUT(P1^0),另一端連接到地。當按鍵按下時,P1^0 引腳電平被拉低,單片機通過檢測該引腳電平變化來判斷按鍵是否被按下,從而實現按鍵輸入功能,用于控制音樂播放、暫停、切換曲目等操作(具體功能根據程序邏輯實現)。
4. OLED 顯示屏(若實際添加完整功能):通過 I2C 接口與應廣單片機連接。I2C 接口包含兩根線,即串行數據線(SDA)和串行時鐘線(SCL),分別連接到單片機的相應 I/O 口(在代碼中假設通過復用引腳在初始化階段配置為 I2C 通信引腳)。OLED 顯示屏還需要連接電源引腳(VCC 和 GND),用于顯示音樂相關信息,如歌曲名稱、播放狀態等。
5. 音頻播放模塊:連接到 8255 的 PORT_A 端口。根據從 PORT_A 接收到的數據信號,音頻播放模塊進行相應的音頻解碼和放大,最終通過揚聲器播放出音樂。音頻播放模塊本身也需要連接電源,以確保其正常。