单片机 实验四定时器设计.doc

单片机原理与应用实验实验四 定时器设计-电子音响一、实验目的1、学习MCS-51单片机定时器T0、T1的使用方法2、简单了解使用单片机演奏乐曲的操作原理。二、实验内容：利用定时器产生不同频率的方法，组成乐谱由单片机进行信息处理，经过放大后，利用8031 的P1.7口输出音乐新年好。三、基本原理1、原理图：2、让喇叭发出某个音符的方法不同的音符对应不同的频率。所以只要用不同频率的信号驱动喇叭，就能发出不同的音符了。所以转换为使用定时器在P1.7引脚输出某一频率的方波脉冲即可。如果知道了一个音符的频率后，怎样让单片机发出相应频率的声音呢？例如：某个音的频率f = 440 Hz,也就是使P1.7引脚上产生440Hz频率的方波。需要使用定时器定时来完成。周期为：T = 1/ f = 1/440 =2272s=2.272ms所以可以使用定时器方式0或者方式1，每定时1.136ms就中断一次，中断服务程序中使P1.7引脚取反即可。使用定时器方式1，晶振频率12Mhz，产生1.136ms的定时时间，那么定时器初值可以如下计算：同样的方法，可以计算出每一种音符的定时初值。另外，只产生一个周期的方波脉冲时间太短，听不到。所以，将这一段脉冲延续一段时间。这里使用的道理是：定时器中断只要启动了就一直要继续，除非主程序结束或者关中断。所以主程序执行的时间也就是定时器工作的时间，也就是声音延续的时间。如果让主程序延时4个delay之后END，那么声音只会响4个delay的时长。但是如果主程序是个死循环，声音就会一直响下去，所以延时就没有必要了。3、如何写出程序，定时初值FD80H，延时4个DELAY（每个DELAY大概为65ms），产生某个音？ORG 0000H SJMP MAINORG 000BHLJMPZHONGDUAN;对定时器T0初始化，使用定时方式1，定时初值FD80H（TMOD、IE、TH0、TL0、TCON等的设置）MAIN:。;初始化完成 MOV A,#04H ;这条指令可以省略ACALL DELAY ;这条指令可以省略 AJMP MAINDELAY:MOVR2,ADL1:MOV R7,#81HDL2:MOV R6,#0FFHDL3:DJNZ R6,DL3DJNZR7,DL2DJNZR2,DL1RETZHONGDUAN:;中断服务程序，给TH0、TL0重新赋初值；将P1.0引脚取反。RETIEND注意：题目中，延时程序的使用不是必须的，如果不延时，只要主程序不结束，定时器中断就会继续，所以一直是发出该声音。如果，让主程序结束，才会发出短暂的 该声音后结束。那就需要延时，不能让主程序结束太早。如果想实现 响停-响- 停这个过程，可以如下处理：主程序中LOOP: SETB TR0 MOV A,#04H LCALL DELAY CLR TR0 MOV A,#04HLCALL DELAYSJMP LOOP 4、音乐产生的原理单片机演奏音乐基本都是单音频率，它不包含相应幅度的谐波频率。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念，也就是“音调”和“节拍”。音调表示一个音符唱多高的频率，节拍表示一个音符唱多长的时间。乐谱中每一个音符都与某一个特定的频率相对应。所以只需要产生不同频率的方波信号（产生不同音调），并且延时不同的时间（产生不同节拍），即可完成音乐的播放。解释：节拍表示一个音符唱多长的时间音符的节拍我们可以举例来说明。以为例加以说明：它表示乐谱中以四分音符为节拍，每一小结有三拍。比如：其中1 、2 为一拍，3、4、5为一拍，6为一拍共三拍。1 、2的时长为四分音符的一半，即为八分音符长，3、4的时长为八分音符的一半，即为十六分音符长，5的时长为四分音符的一半，即为八分音符长，6的时长为四分音符长。一拍的时长大约为400500ms 。以一拍的时长为400ms为例，则当以四分音符为节拍时，四分音符的时长就为400ms，八分音符的时长就为200ms，十六分音符的时长就为100ms。所以，在单片机上控制一个音符唱多长可采用循环延时的方法来实现。首先，确定一个基本时长的延时程序，比如说以十六分音符的时长为基本延时时间，那么，对于一个音符，如果它为十六分音符，则只需调用一次延时程序，如果它为八分音符，则只需调用二次延时程序，如果它为四分音符，则只需调用四次延时程序，依次类推。5、将决定音调的定时器初值和决定节拍的延时时间做成表格的形式，即一个音有两个元素共占用3个字节：TH0+TL0（2个字节）、延时的次数（1个字节）。使用定时器0的方式1. 两个0FFH,0FFH表示结束。表结构给出：分析TAB: DB 0FEH,25H,04H,0FEH,25H,02HDB 0FEH,25H,02H,0FDH,80H,04HDB 0FEH,84H,02H,0FEH,84H,02HDB 0FEH,84H,04H,0FEH,25H,04HDB 0FEH,25H,02H,0FEH,84H,02HDB 0FEH,0C0H,04H,0FEH,84H,02HDB 0FEH,98H,02H,0FEH,84H,02HDB 0FEH,57H,08H,00H,00H,04HDB 0FFH,0FFH四、连线方法：(1)把P1.7用插针连至SIN插孔上。喇叭插头线插到DVCC系统J5插座。五、编程方法：1）首先给定时器初始化：MOV TMOD,#01H ；定时器方式1SETBEA ；开中断SETBET0取出表中的第一个、第二个值赋给TH0、TL0MOV DPTR,#TABCLRAMOVCA,A+DPTRMOVR1,A ;用R1暂存INCDPTRCLRAMOVCA,A+DPTRMOVR0,A ;用R0暂存还要注意：当表中的数值前两个数是0FF的时候，表示结束，要从头开始重新循环ANL A,R1 ；也就是前两个字节进行与运算。CJNE A,#0FFH,START启动定时器：MOVTH0,R1MOVTL0,R0SETBTR02）单个节拍的延时程序给出：A中的内容是取出的节拍个数，即表中每一个音的第3个字节。 DELAY:MOVR2,ADL1:MOV R7,#81HDL2:MOV R6,#0FFHDL3:DJNZ R6,DL3DJNZR7,DL2DJNZR2,DL1RET如何取出第三个字节内容呢？MOVCA,A+DPTRLCALL DELAY 3）中断服务程序：;完成两件事情，第一：要给P1.7取反，第二，定时器初值重装ZHONGDUAN: