单片机课程设计（论文）-电子音调发生器.doc

电子音调发生器姓 名 xxx 所在学院 电子信息工程学院 专业班级 通信xxxx 学 号 xxxxx 指导教师 xxxxxx 日 期 2011 年 12月 12日 电子音调发生器一、实验目的 ：1 了解计算机发声原理。2 熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。二、实验内容和要求：利用所焊电路板上的开关k0-k7和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求：1利用所焊电路板上开关k0-k7进行音调选择，即拨动不同的开关产生不同的音调，依次拨动k0k7，蜂鸣器发出1234567i八个音调。2编写2支歌曲，并可进行选择播放。三、实验原理：音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系如表1所示。要产生音频方波，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方波的i/0反相，然后重复计时此半周期时间再对i/o反相，就可在i/o脚得到此频率的方波。在单片机stc89c51rc上，产生方波的i/o脚选用p1.2，通过跳线选择器jp1将单片机的p1.2与蜂鸣器的驱动电路相连。这样p1.2输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。另外，音乐的节拍是由延时实现的，如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。延时作为基本延时时间，节拍值只能是它的整数倍， 每个音节相应的定时器初值x可按下法计算： （1/2）*(1/f)=(12/fose)*(216-x)即 x=216-(fose/24f)其中f:音调频率，当晶振fose=11.0592mhz时，音节“1”相应的定时器初值为x,则可得x=63777d=f921h 其它的可同样求得。表1：音符频率（hz）计数初值（h）低音5196f6d1低音6220f7d1低音7247f8b6中音1262f921中音2294f9e1中音3330fa8c中音4349fad8中音5392fb68中音6440fbe9高音7494fc5b高音1523fc8f高音2587fcef高音3659fd45高音4698fd6c高音5784fdb4利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方波的i/o反相，然后重复计时此半周期时间再对i/o反相，就可在i/o脚得到此频率的方波。音乐程序查表原理：乐谱格式：每字节的高字节为音符代码,低字节为节拍代码音调高低 1 2 3音高 低 中 高节拍代码 1 2 3 4 5 6 8 节拍 1/1 1 3/2 1 1(1/2) 2 2(1/2) 四、试验设计：总体来说，本实验分为两大部分：由开关控制的音阶播放程序；由单片机控制的自动音阶播放程序（音乐程序）。这个实验使用了8个按键对应8个1234567i音节，在使用两个按键来做不同歌曲的切换播放。实验箱硬件连接如图所示： 74ls2441a1 1y11a2 1y21a3 1y3 1a4 1y4 2a1 2y1 2a2 2y22a3 2y32a4 2y41g2gp87c52x2p3.0p3.1p3.2p3.3 p3.4p3.5 p1.2 p3.6p3.7txdrxd图1 键盘、蜂鸣器连接电路图2 按键复位电路 图3 晶振电路实验总体流程图如下图所示：进入主程序音乐播放读开关查表，判断是哪个键按下发出对应音阶开始p1.6,p1.7是否为0有无键按下y结束yn图4 实验流程图流程图描述：如图上图所示，程序开始时先判断p1.6，p1.7口的电位，若为0则转到音乐播放程序播放音乐；若为1，则进行键盘扫描、消抖，通过查表判断哪个键按下，通过p1.2输出不同频率的方波，驱动蜂鸣器发音。五、实验程序：#include /包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊功能寄存器的定义sbit speaker=p12; /定义音乐输出端口，需要连接到对应的喇叭，请参考电路图sbit p1_2=p12;sbit p1_6=p16;sbit p1_7=p17;sbit p1_4=p14;sbit p1_0=p10;unsigned char timer0h,timer0l,time,num,high; /音调,高低音,拍长（半拍为1） /菊花台code unsigned char sszymmh1= 3,1,2, 3,1,1, 2,1,1, 3,1,4, 3,1,1, 5,1,1, 3,1,1, 2,1,1, 3,1,4, 1,1,2, 1,1,1, 2,1,1, 3,1,1, 5,1,1, 3,1,2, 2,1,2, 2,1,1, 1,1,1, 2,1,4, 3,1,3, 5,1,1, 3,1,1, 6,1,1, 5,1,3, 6,1,1, 5,1,1, 5,1,1, 3,1,1, 5,1,4, 3,1,2, 2,1,1, 3,1,1, 5,1,2, 3,1,1, 2,1,1, 2,1,1, 1,1,4 ;/ yesterday once more“昨日重现”code unsigned char sszymmh2= 1,1,1, 2,1,1, 3,1,2, 5,1,2, 5,1,1, 3,1,1, 5,1,1, 3,1,1, 6,1,1, 5,1,2, 3,1,3, 3,1,1, 5,1,1, 6,1,2, 7,1,2, 3,1,1, 5,1,2, 6,1,7, 3,1,1, 5,1,1, 6,1,2, 3,2,2, 2,2,1, 1,2,3, 7,1,2, 5,1,1, 3,1,2, 5,1,2, 2,1,8, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 3,2,1, 3,2,1, 3,2,3, 2,2,1, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 7,1,1, 6,1,3, 3,1,1, 5,1,7, 1,2,1, 2,2,1, 3,2,1, 3,2,1, 3,2,1, 3,2,1, 3,2,2, 2,2,1, 1,2,1, 7,1,1, 1,2,1, 7,1,1, 6,1,3, 3,1,1, 2,1,6, 2,1,1, 3,1,1, 4,1,1, 5,1,6, 3,1,1, 2,1,1, 1,1,2 ; / 音阶频率表 高八位code unsigned char freqh= 0xf2,0xf3,0xf5,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8, 0xf9,0xf9,0xfa,0xfa,0xfb,0xfb,0xfc,0xfc, /1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xfc,0xfd,0xfd,0xfd,0xfd,0xfe, 0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xfe,0xff, ; / 音阶频率表 低八位code unsigned char freql= 0x42,0xc1,0x17,0xb6,0xd0,0xd1,0xb6, 0x21,0xe1,0x8c,0xd8,0x68,0xe9,0x5b,0x8f, /1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xee,0x44, 0x6b,0xb4,0xf4,0x2d, 0x47,0x77,0xa2,0xb6,0xda,0xfa,0x16, ;unsigned char idata memory50;/*/* 延时函数 */*/void delay(unsigned char t) unsigned char t1; unsigned long t2; for(t1=0;t1t;t1+) for(t2=0;t28000;t2+) tr0=0;p1_2=1; void delay1(unsigned char t) unsigned char t1; unsigned long t2; for(t1=0;t1t;t1+) for(t2=0;t250;t2+) tr0=0;p1_2=1; void delay2(unsigned char t) unsigned char t1; unsigned long t2; for(t1=0;t1t;t1+) for(t2=0;t280;t2+) ; tr0=0;p1_2=1; void delay3(unsigned char t) unsigned char t1; unsigned long t2; for(t1=0;t1t;t1+) for(t2=0;t24000;t2+) tr0=0;p1_2=1; /*/* 键盘函数 */*/unsigned char key()unsigned char kvalue,temp;kvalue=p3;if(kvalue=0xff)return(0);delay2(10);kvalue=p3;if(kvalue=0xff)return(0);/若尚未返回，说明一定有1位或者多位被按下for(;)temp=p3;if(temp=0xff)break;/等待按键释放return(kvalue);unsigned char key1() unsigned char kvalue,temp;p2|=0x7f;kvalue=p2;if(kvalue=0xff)return(0);delay2(10);kvalue=p2;if(kvalue=0xff)return(0);/若尚未返回，说明一定有1位或者多位被按下for(;)temp=p2;if(temp=0xff)break;/等待按键释放return(kvalue);/*/* 定时器中断函数 */*/void t0int() interrupt 1 tr0=0; speaker=!speaker; th0=timer0h; tl0=timer0l; tr0=1; /*/* 音乐处理函数 */*/void song() th0=timer0h; tl0=timer0l; tr0=1; delay(time); void song1() th0=timer0h; tl0=timer0l; tr0=1; delay1(400); void song2() th0=timer0h; tl0=timer0l; tr0=1; delay3(time); /*/* 主函数 */*/ void main(void) unsigned char k,i,j,kvalue,kvalue1; tmod=1; /置ct0定时工作方式1 ea=1;j=0; et0=1;/ie=0x82 /cpu开中断,ct0开中断 for(;)while(!p1_7)i=0; while(i195) /音乐数组长度 ，唱完从头再来 k=sszymmh2i+7*sszymmh2i+1-1; timer0h=freqhk; timer0l=freqlk; time=sszymmh2i+2; i=i+3; song();while(!p1_6)i=0; while(i111) /音乐数组长度 ，唱完从头再来 k=sszymmh1i+7*sszymmh1i+1-1; timer0h=freqhk; timer0l=freqlk; time=sszymmh1i+2; i=i+3; song();kvalue=key();switch(kvalue)case 0xfe:timer0h=0xf9;timer0l=0x21;num=1;high=0;memoryj+=num;song1();break;case 0xfd:timer0h=0xf9;timer0l=0xe1;num=2;high=0;memoryj+=num;song1();break;case 0xfb:timer0h=0xfa;timer0l=0x8c;num=3;high=0;memoryj+=num;song1();break;case 0xf7:timer0h=0xfa;timer0l=0xd8;num=4;high=0;memoryj+=num;song1();break;case 0xef:timer0h=0xfb;timer0l=0x68;num=5;high=0;memoryj+=num;song1();break;case 0xdf:timer0h=0xfb;timer0l=0xe9;num=6;high=0;memoryj+=num;song1();break;case 0xbf:timer0h=0xfc;timer0l=0x5b;num=7;high=0;memoryj+=num;song1();break; case 0x7f:timer0h=0xfc;timer0l=0x8f;num=7;high=0;memoryj+=num;song1();break; kvalue1=key1();switch(kvalue1)case 0xfe:timer0h=0xfc;timer0l=0x8f;num=1;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;case 0xfd:timer0h=0xfc;timer0l=0xee;num=2;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;case 0xfb:timer0h=0xfd;timer0l=0x44;num=3;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;case 0xf7:timer0h=0xfd;timer0l=0x6b;num=4;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;case 0xef:timer0h=0xfd;timer0l=0xb4;num=5;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;case 0xdf:timer0h=0xfd;timer0l=0xf4;num=6;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;case 0xbf:timer0h=0xfe;timer0l=0x2d;num=7;high=1;memoryj+=num+7;song1();break;六、试验元件清单元件名称型号数量单片机stc89c51rc1个晶振jy11.05921个独石电容30p2个无缘蜂鸣器1个无锁开关8个有锁开关3个三极管bc5561个极性电容10uf1个电阻10k/1k2/1发光二极管1个洞洞板单孔1快排针单排两排排线若干杜邦头80个铜柱4个