项目四 音乐演奏器设计

知识归纳,练习题,项目导读,任务二、音乐演奏器的设计与实现,项目小结,任务一、音乐门铃的分析与仿真,项目四音乐演奏器设计,项目目标导读,学习目标,熟练掌握51单片机的定时/计数器的内部结构、工作原理。掌握延时程序、发音程序的编写。掌握独立式键盘和矩阵式键盘的使用方法，按键的识别方法。通过学习定时器的过程，诱导学生思考快速掌握新知识点的方法。,会运用定时器的几种工作方式编写延时程序，能用定时器查询方式和中断两种方式编写控制程序。能利用定时器的定时功能产生不同频率的音符和音调。会按照歌谱编写演奏程序。会用独立式键盘和矩阵式键盘。能采用查询或中断方式编写键盘程序。,1.单片机定时器/计数器的概念，定时器/计数器工作方式的设置方法。2.独立式键盘和矩阵式键盘的使用方法（采用查询或中断方式）。,知识教学点,项目目标导读,方法切入点,通过音乐门铃和音乐演奏器的分析与设计，从简到繁实现学习目标，了解单片机定时/计数器和键盘的实际应用。,参考学时：10学时12学时,任务一音乐门铃的分析与仿真,声音是由物体振动产生的，振动的频率不同，发出的声音也就不同，有规律的振动发出的声音叫“乐音”。如何用单片机技术来实现音乐门铃呢？,任务分析,门铃按键从P1.0端口输入，声音信号从P1.7端口输出到放大电路，经过放大后送入扬声器发声；首先实现“滴、滴”报警声，要求产生频率为500Hz，扬声器响0.25s，停0.25s，反复循环；实现“滴、滴”报警门铃；再实现“叮咚”门铃，产生“叮咚”声；最后实现音乐门铃，要求由单片机演奏任意一首乐曲。,任务一音乐门铃的分析与仿真,1、定时器0和定时器1,（1）定时/计数器的组成框图,图4-18051定时器/计数器逻辑结构图,任务一音乐门铃的分析与仿真,由图4-1可知，8051单片机定时器/计数器由定时器0（T0）、定时器1（T1）、定时器方式寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON组成。,16位的加1计数器（高8位、低8位）T0、T1TMOD-定时/计数器方式寄存器，工作方式设置；TCON-定时/计数器控制寄存器，启动、停止及设置溢出标志。,任务一音乐门铃的分析与仿真,（2）定时/计数器的工作原理,由TMOD中的控制位（CT）来决定T0和T1是工作在定时器方式还是计数器方式。,1.定时功能-计数脉冲信号:内部振荡电路经12分频后输出的脉冲进行加1计数。计数频率是振荡频率的1/12fc=1/12*fosc。,2.计数功能-计数脉冲信号：来自外部输入引脚-(T0为P3.4，T1为P3.5）的负跳变信号进行加1计数fc=1/24*fosc。,任务一音乐门铃的分析与仿真,（3）定时/计数器的方式寄存器和控制寄存器,1)定时/计数器控制寄存器TCON（88H）,中断请求标志,触发方式选择,启动定时/计数器,0低电平1下降沿,0停止1启动,任务一音乐门铃的分析与仿真,2)工作方式控制寄存器TMOD（89H）,T1控制,T0控制,GATE门控位。GATE=0启动由TR0（或TR1）一位控制；GATE=1启动受TR0和/INT0（或TR1和/INT1）两位控制。,C/T外部计数器/定时器方式选择位C/T=0定时方式；C/T=1计数方式。,M1M0工作模式选择位（编程可决定四种工作模式）。,任务一音乐门铃的分析与仿真,任务一音乐门铃的分析与仿真,表4-1定时器方式选择,计数脉冲输入,（1）方式013位方式,13位计数器,定时器,计数器,中断,TCON,0,1,1,1,0,定时时间：t=（213-定时器初值）12/fosc(s),2、定时器计数器的工作方式,任务一音乐门铃的分析与仿真,任务一音乐门铃的分析与仿真,例4-1假设晶振频率是12MHz，用定时器1方式0实现1s的延时。解：因方式0采用13位计数器,其最大定时时间为：2131s=81921s=8.192ms，因此，可选择定时时间为5ms，再循环200次。定时时间选定后，再确定计数值为5000，则定时器1的初值为：X=M计数值=81925000=3192=C78H=0110001111000B因13位计数器中TL1的高3位未用，应填写0，TH1占高8位，所以，X的实际填写值应为：X=0110001100011000B=6318H即：TH1=63H，TL1=18H，又因采用方式0定时，故TMOD=00H。,任务一音乐门铃的分析与仿真,可编得1s延时子程序如下：,DELAY：MOVR3，#200；置5ms计数循环初值MOVTMOD，#00H；设定时器1为方式0MOVTH1，#63H；置定时器初值MOVTL1，#18HSETBTR1；启动T1LP1：JBCTF1，LP2；查询计数溢出SJMPLP1；未到5ms继续计数LP2：MOVTH1，#63H；重新置定时器初值MOVTL1，#18HDJNZR3，LP1；未到1s继续循环RET,（2）方式116位方式,定时时间：t=（216-定时器初值）12/fosc（s）,任务一音乐门铃的分析与仿真,（3）方式28位自动装入时间常数方式,中断,定时时间：t=（28-定时器初值）12/fosc（s）,任务一音乐门铃的分析与仿真,任务一音乐门铃的分析与仿真,例4-2假设晶振频率是12MHz，试用定时器1方式2实现1s的延时。解：因为方式2是8位计数器，其最大定时时间为：2561s=256s，为实现1s延时，可选择定时时间为250s，再循环4000次。定时时间选定后，可确定计数值为250，则定时器1的初值为：X=M计数值=256250=6=6H。采用定时器1方式2工作，因此，TMOD=20H。,任务一音乐门铃的分析与仿真,可编得1s延时子程序如下：,DELAY：MOVR5，#28H；置25ms计数循环初值MOVR6，#64H；置250s计数循环初值MOVTMOD，#20H；置定时器1为方式2MOVTH1，#06H；置定时器初值MOVTL1，#06HSETBTR1；启动定时器LP1：JBCTF1，LP2；查询计数溢出SJMPLP1；无溢出则继续计数LP2：DJNZR6，LP1；未到25ms继续循环MOVR6，#64HDJNZR5，LP1；未到1s继续循环RET,（4）方式32个8位计数器方式,仅T0可以工作在方式3此时T0分成2个独立的计数器TL0和TH0：前者用原来T0的控制信号（TR0、TF0），后者用原来T1的控制信号（TR1、TF1）。,P3.4,P3.2,定时/计数器,固定为定时器,任务一音乐门铃的分析与仿真,二者的定时时间分别是：,TL0：t=（28-TL0初值）12/fosc（s）,TL1：t=（28-TL1初值）12/fosc（s）,此时定时器T1仍然可设置成方式0、1或2，但TR1和TF1被定时器T0占用，一般用作串行口波特率发生器或不需要中断的场合。,任务一音乐门铃的分析与仿真,任务一音乐门铃的分析与仿真,例4-3假设晶振频率是12MHz，用定时器T0方式3实现1s的延时。解：根据题意，定时器T0中的TH0只能为定时器，定时时间可设为250s；TL0设置为计数器，计数值可设为200。TH0计满溢出后，用软件复位的方法使T0（P3.4）引脚产生负跳变，TH0每溢出一次，T0引脚便产生一个负跳变，TL0便计数一次。TL0计满溢出时，延时时间应为50ms，循环20次便可得到1s的延时。由上述分析可知，TH0计数初值为：X=（256250）=6=06HTL0计数初值为：X=（256200）=56=38HTMOD=00000111B=07H,任务一音乐门铃的分析与仿真,可编得1s延时子程序如下：,DELAY：MOVR3，#14H；置100ms计数循环初值MOVTMOD，#07H；置定时器0为方式3计数MOVTH0，#06H；置TH0初值MOVTL0，#38H；置TL0初值SETBTR0；启动TL0SETBTR1；启动TH0LP1：JBCTF1，LP2；查询TH0计数溢出SJMPLP1；未到500s继续计数LP2：MOVTH0，#06H；重置TH0初值CLRP3.4；T0引脚产生负跳变NOP；负跳变持续NOPSETBP3.4；T0引脚恢复高电平JBCTF0，LP3；查询TH0计数溢出SJMPLP1；100ms未到继续计数LP3:MOVTL0,#38H；重置TL0初值DJNZR3，LP1；未到1s继续循环RET,3、定时器计数器的编程和应用,任务一音乐门铃的分析与仿真,例4-4用单片机定时器/计数器设计方波发生器，方波周期为10ms，有P3.0引脚输出。解：取晶振频率为12MHz。方波周期为10ms，则半周期为5ms。定时器T1工作于定时方式1，产生5ms的定时。按上述设计思路可知：方式寄存器TMOD的控制字应为：10H定时器T1的初值应为：655365000=60536=EC78H分别采用查询方式和中断方式实现。,任务一音乐门铃的分析与仿真,1）采用查询方式，其源程序可设计如下：,;程序功能：在P3.0引脚上产生周期为10ms的方波-T1方式1,查询方式ORG0000HMOVTMOD,#10H;采用T1方式1MOVTH1,#0ECH;装入初值MOVTL1,#78HSETBTR1;启动定时器WAIT:JBCTF1,NX;查询TF1，是否计满溢出SJMPWAITNX:CPLP3.0;P3.0引脚电平取反MOVTH1,#0ECH;重装初值MOVTL1,#78HSJMPWAITEND,任务一音乐门铃的分析与仿真,2）采用采用中断方式，其源程序可设计如下：,;程序功能：在P3.0引脚上产生周期为10ms的方波-T1方式1,中断方式ORG0000HMOVTMOD,#10H;采用T1方式1MOVTH1,#0ECH;装入初值MOVTL1,#78HMOVIE,#88H;设定ET1=1，EA=1SETBTR1;启动定时器SJMP$ORG001BH;中断服务程序CPLP3.0;P3.0引脚电平取反MOVTH1,#0ECH;重装初值MOVTL1,#78HRETIEND,1、确定设计方案,选用AT89C51单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源和按键和一个扬声器构成门铃电路控制的最小系统。,并行接口,AT89C51单片机,电源,时钟电路,复位电路,扬声器,图4-7系统方案设计框图,任务一音乐门铃的分析与仿真,按键,2、硬件电路设计,图4-8门铃电路原理图,电路所用仿真元器件：AT89C51：单片机RES：电阻CRYSTAL：晶振CAP：电容CAP-ELEC：电解电容BUTTON:按钮SPEAKER:扬声器,任务一音乐门铃的分析与仿真,2、硬件电路设计,图4-9实用门铃电路原理图,任务一音乐门铃的分析与仿真,3、源程序设计,任务一音乐门铃的分析与仿真,（1）实现“滴、滴”报警声,要求：产生频率为500Hz，扬声器响0.25s，停0.25s，反复循环。1)步骤1：定时参数的计算要产生频率为500Hz的方波信号，方波信号的周期为2ms。电路采用12MHz的晶振，利用定时器T0的方式1，产生1ms的定时，在P1.7上输出周期为2ms的方波。a)T0的方式控制字TMOD:M1M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制字为01Hb)计算计数初值X由于晶振为12MHz,机器周期T=，要产生产生1ms的定时，计数初值为将FCH、18H分别预置给TH0、TL0。或如下计算：TH0=(65536-1000)/256=0FCH(整数取商)TL0=(65536-1000)MOD256=18H（取模）扬声器响0.25s，停0.25s。1次定时中断时间为1ms，0.25s为250次中断时间。因此0.25s计时计数值为250。,3、源程序设计,图4-10实现“滴、滴”报警声流程图,任务一音乐门铃的分析与仿真,步骤2：流程图设计,3、源程序设计,;*报警声控制程序*;程序名：报警声控制程序xm4_1.asm;程序功能：实现“滴、滴”报警声TCOUNTEQU30HFLAGBIT00HORG0000HSJMPSTART;跳转到主程序ORG000BH;T0的中断入口地址LJMPINT_T0;转向中断服务程序;-主程序-START:CLRFLAG;标志位清零MOVTCOUNT,#00H;计时计数值清零MOVTMOD,#01H;置T0工作于方式1MOVTH0,#(65536-1000)/256;装入计数初值MOVTL0,#(65536-1000)MOD256MOVIE,#82H;开中断SETBTR0;启动T0定时器SJMP$;等待中断,任务一音乐门铃的分析与仿真,步骤3：源程序编写,;-T0中断服务程序-INT_T0:MOVTH0,#(65536-1000)/256;重新装入计数值MOVTL0,#(65536-1000)MOD256INCTCOUNT;计时计数值+1MOVA,TCOUNTCJNEA,#250,I1;是否计满0.25秒CPLFLAG;计时计数值取反MOVTCOUNT,#00H;计时计数值清零I1:JBFLAG,I2;检查标志位CPLP1.7;声音输出SJMPRETUNEI2:CLRP1.7;关声音RETUNE:RETI;中断返回END,任务一音乐门铃的分析与仿真,3、源程序设计,任务一音乐门铃的分析与仿真,（2）实现“滴、滴”报警门铃,要求：在（1）的基础上增加按钮动作。按钮按下一次，“滴、滴”声持续约3秒。1）步骤1：定时参数的计算同前面相同。2）步骤2：流程图设计3）步骤3：源程序编写,图4-11实现“滴、滴”报警门铃主程序流程图,;*报警门铃控制程序*;程序名：报警门铃控制程序xm4_2.asm;程序功能：按下门铃按键，发出“滴、滴”报警声TCOUNTEQU30HFLAGBIT00HORG0000HSJMPSTART;跳转到主程序ORG000BH;T0的中断入口地址LJMPINT_T0;转向中断服务程序;-主程序-START:CLRFLAG;标志位清零MOVTCOUNT,#00H;计时计数值清零MOVTMOD,#01H;置T0工作于方式1MOVTH0,#(65536-1000)/256;装入计数初值MOVTL0,#(65536-1000)MOD256MOVIE,#82H;开中断LOOP:JBP1.0,STOP;判断P1.0是否按下SETBTR0;启动T0定时器ACALLDELAY;等中断约3.2sSTOP:CLRP1.7;关声音CLRTR0;关闭T0定时器SJMPLOOP;反复,任务一音乐门铃的分析与仿真,;-T0中断服务程序-INT_T0:MOVTH0,#(65536-1000)/256;重新装入计数值MOVTL0,#(65536-1000)MOD256INCTCOUNT;计时计数值+1MOVA,TCOUNTCJNEA,#250,I1;是否计满0.25秒CPLFLAG;计时计数值取反MOVTCOUNT,#00H;计时计数值清零I1:JBFLAG,I2;检查标志位CPLP1.7;声音输出SJMPRETUNEI2:CLRP1.7;关声音RETUNE:RETI;中断返回DELAY:MOVR1,#0FFH;延时约3.2秒DEL1:MOVR2,#0FFHDEL2:MOVR3,#09HDEL3:NOPNOPNOPDJNZR3,DEL3DJNZR2,DEL2DJNZR1,DEL1RETEND,任务一音乐门铃的分析与仿真,3、源程序设计,任务一音乐门铃的分析与仿真,要求：按下一次按钮，产生一次“叮咚”声。“叮”和“咚”声音各占用0.5秒1）步骤1：定时参数的计算“叮”和“咚”声分别为667HZ和500HZ的频率，即声音信号周期为1.5ms和2.0ms，P1.7脚输出信号的高或低电平的宽度为0.75ms(1.5ms/2)和1.0ms(2.0ms/2)。电路采用12MHz的晶振，利用定时器T0的方式2，产生250us的定时。因此，“叮”声667HZ的频率要经过3次250us的定时，而“咚”声500HZ的频率要经过4次250us的定时。a)T0的方式控制字TMOD:M1M0=10，GATE=0，C/T=0，可取方式控制字为02H(定时器T0为工作方式2）b)计算计数初值X由于晶振为12MHz,机器周期T=，要产生产生250的定时，计数初值为只有当按下按钮KEY之后，才启动T0开始工作，当T0工作完毕，回到最初状态。“叮”和“咚”声音各占用0.5秒，因此定时/计数器T0要完成0.5秒的定时，对于以250us为基准定时2000次才可以。,（3）实现“叮咚”门铃,任务一音乐门铃的分析与仿真,2）步骤2：流程图设计,图4-12实现“叮咚”门铃主程序流程图,图4-13实现“叮咚”门铃中断服务程序流程图,;*门铃控制程序*;程序名：门铃控制程序xm4_3.asm;程序功能：实现“叮咚”门铃声TDONGDATA30H;“咚”计时(0-4)4*250us=1msTDINGDATA31H;“叮”计时(0-3)4*250us=0.75msT05SADATA32H;0.5s计数1：0-100T05SBDATA33H;0.5s计数2：0-20100*20*250us=0.5sFLAGBIT00H;声音标志，0:发“叮”声；1:发“咚”声STOPBIT01H;完成标志，1：一次“叮咚”完成KEYBITP1.0;按键SPEAKERBITP1.7;喇叭;-主程序-ORG0000HLJMPSTARTORG000BH;T0中断矢量LJMPINT_T0START:MOVTMOD,#02H;置T0工作于方式2MOVTH0,#06H;装入计数初值(250us定时)MOVTL0,#06HSETBET0SETBEA;开中断,任务一音乐门铃的分析与仿真,3）步骤3：源程序编写,NSP:CLRSPEAKER;静音JBKEY,NSP;如果按钮没按下，等待LCALLDELY10MS;10ms延时(防抖处理)JBKEY,NSP;如果按钮没按下，等待SETBTR0;启动T0MOVTDONG,#00H;咚计时清零MOVTDING,#00H;叮计时清零MOVT05SA,#00H;0.5s计数1清零MOVT05SB,#00H;0.5s计数2清零CLRFLAG;声音标志清零CLRSTOP;停止标志清零JNBSTOP,$;若一次“叮咚”没完成，等待中断LJMPNSP;-延时子程序-DELY10MS:MOVR6,#20;延时10msD1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RET;-T0中断服务程序-INT_T0:INCT05SAMOVA,T05SA;0.5s计数1+1CJNEA,#100,NEXTMOVT05SA,#00H,任务一音乐门铃的分析与仿真,INCT05SB;0.5s计数2+1MOVA,T05SBCJNEA,#20,NEXT;0.5s没到，到NEXTMOVT05SB,#00H;0.5s计数2清零JBFLAG,STP;若FLAG=1,到STPCPLFLAG;否则FLAG翻转LJMPNEXTSTP:SETBSTOP;STOP=1CLRTR0;T0停止LJMPRETURNNEXT:JBFLAG,DONG;发叮声INCTDING;“叮”计时+1MOVA,TDINGCJNEA,#03H,RETURN;若“叮”计时没到3，返回MOVTDING,#00H;“叮”计时清零CPLSPEAKER;声音输出LJMPRETURN;发咚声DONG:INCTDONG;“咚”计时+1MOVA,TDONGCJNEA,#04H,RETURN;若“咚”计时没到3，返回MOVTDONG,#00H;“咚”计时清零CPLSPEAKER;声音输出RETURN:RETIEND,任务一音乐门铃的分析与仿真,4、实物制作,任务一音乐门铃的分析与仿真,待在Proteus中仿真调试结果正常后，用实际硬件搭建电路。,表4-3元器件清单,控制要求：实现音乐门铃，由单片机演奏任意一首乐曲要求：采用单片机，演奏军港之夜乐曲，如图4-14所示。1）步骤1：定时参数的计算T0的方式控制字TMOD:M1M0=01，GATE=0，C/T=0，可取方式控制字为01H(定时器T0为工作方式1)计算计数初值X晶振为12MHz,军港之夜为C调，按表4-4各音符确定定时器T0初值。节拍时间计算军港之夜为C调2/4，最小为1/4拍，最小延时为250ms。采用延时子程序来完成节拍延时。延时子程序延时25ms,则：1/8拍：125ms，5次延时；1/4拍：250ms，10次延时；1/2拍：500ms，20次延时；3/4拍：725ms，30次延时；1拍：1000ms，40次延时；1又1/2拍：1500ms，60次延时；2拍：2000ms，80次延时；4拍：4000ms,160次延时。只有当按下按钮KEY之后，才启动演奏。,任务一音乐门铃的分析与仿真,图4-14“军港之夜”乐谱,任务一音乐门铃的分析与仿真,任务一音乐门铃的分析与仿真,2）步骤2：流程图设计,图4-15实现音乐门铃主程序流程图,图4-16实现音乐门铃中断服务程序流程图,任务一音乐门铃的分析与仿真,1、调号,音乐上指用以确定乐曲主音高度的符号。用CDEFGAB这些字母来表示固定的音高。比如，A这个音，标准的音高为每秒钟振动440周，十二平均律各音的频率见表4-4。,表4-4十二平均律各音的频率,任务一音乐门铃的分析与仿真,2、音调与节拍,在音乐中所谓“音调”，其实就是我们常说的“音高”。当两个声音信号的频率相差一倍时，也即f2=2f1时，则称f2比f1高一个倍频程，在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音内，有12个半音。这12个音阶的分度基本上是以对数关系来划分的。如果我们只要知道了这十二个音符的音高，也就是其基本音调的频率，我们就可根据倍频程的关系得到其他音符基本音调的频率。知道了一个音符的频率后，要产生相应频率的声音信号，只要计算出该音频的半周期（1/(2频率）)，常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断，来得到这个半周期时间。为了让单片机发出不同频率的声音，我们只需将定时器预置不同的定时值就可实现。,任务一音乐门铃的分析与仿真,表4-5C调各音符、频率和定时初值的关系,任务一音乐门铃的分析与仿真,表4-6各节拍与时间的设定,返回,任务二音乐演奏器的设计与实现,上一节中，应用定时器的工作原理，实现了固定乐曲的播放。那么，这一节再加上键盘来实现音乐演奏。,在音乐门铃电路基础上，修改增加硬件（独立式或矩阵式键盘）和软件程序，利用定时器，完成音乐演奏器（简易电子琴）的设计和实现：首先采用独立式键盘，完成简易电子琴的设计和实现；在采用矩阵式键盘，完成简易电子琴的设计和实现。,1、键盘工作原理,任务二音乐演奏器的设计与实现,（1）按键的分类,1）按键按照结构原理可分为两类:触点式开关按键，如机械式开关、导电橡胶式开关等；无触点开关按键，如电气式按键，磁感应按键等。前者造价低，后者寿命长。目前，单片机系统中最常见的是触点式开关按键。2）按键按照接口原理可分为:编码键盘。编码键盘主要是用硬件来实现对键的识别。非编码键盘。非编码键盘主要是由软件来实现键盘的定义与识别。,任务二音乐演奏器的设计与实现,（2）键输入原理,1）键盘接口的基本功能键扫描：监测有无键按下。判别是否有键按下的方式有中断方式和查询方式两种：中断方式：当键按下时，就向CPU发出中断请求。CPU响应后，对键盘扫描，进行识别，取出键值，作相应处理。查询方式：每隔一定时间，CPU扫描键盘一次，查询有无键按下。若有键按下，则再查键值，作相应处理。去抖动：一个电压信号通过机械触点的开/关过程中，由于机械触点的弹性作用，在开关瞬间均有抖动过程，会出现一系列的负脉冲，,图4-18机械触点的开/关过程,任务二音乐演奏器的设计与实现,a）硬件去抖硬件消抖可以采用R-S触发器或单稳电路构成去抖电路，分别如图4-18所示。硬件消抖因为要增加硬件开销，造成电路复杂，除了在数字电路里使用外，在单片机系统中不太采用。b）软件去抖在检测到有键按下时，执行一个10ms的延时程序后，再确认该键是否保持闭合状态。另外一种方法是连续判断按键所在线路的电平，如果连续100次（甚至更多）都出现低电平（一般按键都是低电平表示按下），就认为按键已经稳定，可以进行识别，这是企业实际开发产品中常用的方法。,图4-19硬件去抖电路,任务二音乐演奏器的设计与实现,键识别：确定是哪一个键按下，取出键值。每一个按键都要确定一个键值，以便实现按键功能的转移。散转指令就是要根据这个键值来转移。其它可靠的逻辑处理办法：一次锁定：不管一次按键的时间有多长，仅作一次处理。2）键输入操作的基本框图,图4-20键输入框图,任务二音乐演奏器的设计与实现,（1）独立式按键结构,图4-21独立式按键电路,2、独立式键盘,特点：一线一键，按键识别（编程）简单；但占用较多口线，适合8键以下使用。,任务二音乐演奏器的设计与实现,（2）独立式按键的软件结构,独立式按键的软件可采用中断方式和查询方式，本项目中按键程序的编写采用的就是中断方式。,ORG0000HLJMPSTARTORG0100HSTART：MOVP1,#0FFH;设置P1为输入口LOOP1:MOVA,P1;读入P1口的状态CJNEA,#0FFH,LOOP2;没有键按下的话，等待SJMPLOOP1LOOP2:LCALLDELY10MS;延时，防抖MOVB,P1;读入P1口的状态CJNEA,B,LOOP1;两次检测P1口不同的话，重新检测JNBACC.0,KEY0;ACC.0=0？若为0则P1.0对应的键按下，转KEY0JNBACC.7,KEY7;ACC.7=0？若为0则P1.7对应的键按下，转KEY7SJMPSTARTKEY0：;0#键功能程序LJMPSTART;返回主程序开始，继续查询按键状态KEY1：;1#键功能程序LJMPSTARTKEY7：;7#键功能程序LJMPSTART,任务二音乐演奏器的设计与实现,(1)矩阵式键盘的结构及原理,图4-22矩阵键盘电路图,3、矩阵式按键,特点：按键识别应采用扫描法或线路反转法编程较为复杂，节省口资源，8键以上使用,任务二音乐演奏器的设计与实现,（2）矩阵式键盘按键的识别,识别按键的方法很多，其中，最常见的方法是扫描法，其中一种是“行扫描法”。行扫描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是最常用的按键识别方法。,（3）键盘的编码,对于矩阵式键盘，按键的位置由行号和列号唯一确定，因此可分别对行号和列号进行二进制编码，然后将两值合成一个字节，高4位是行号，低4位是列号。键盘编码可采用依次排列键号的方式对安排进行编码。,（4）键盘的工作方式,在单片机应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。通常，键盘的工作方式有三种，即编程扫描、定时扫描和中断扫描。,1、确定设计方案,选用AT89C51单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源和8个按键，按键采用独立式键盘，8个按键代表do,rui,mi,fa,so,la,xi,do8个音阶，采用查询方式，可弹奏不同声音。,并行接口,AT89C51单片机,电源,时钟电路,复位电路,8键查询式键盘,图4-25系统方案设计框图,扬声器,任务二音乐演奏器的设计与实现,2、硬件电路设计,图4-26独立式键盘简易电子琴电路原理图,电路所用仿真元器件：AT89C51：单片机RES：电阻CRYSTAL：晶振CAP：电容CAP-ELEC：电解电容BUTTON:按键SPEAKER:扬声器OSCILLOSCOPE:示波器,任务二音乐演奏器的设计与实现,图4-27独立式键盘简易电子琴主程序流程图,步骤1：流程图设计,3、源程序设计,任务二音乐演奏器的设计与实现,图4-28简易电子琴演奏子程序流程图,步骤1：流程图设计,图4-29简易电子琴中断服务程序流程图,任务二音乐演奏器的设计与实现,3、源程序设计,;*独立式键盘建议电子琴*;程序名：电子琴控制程序xm4_5.asm;程序功能:采用查询式键盘，8个按键代表do(中音),rui,mi,fa,so,la,xi,;do(高音)8个音阶，可弹奏不同声音;采用定时器T0工作方式1TUNEDATA22H;22H:暂存音调的定时初值表的地址偏移值KEY_1BITP1.0;按键1do,0：按下KEY_2BITP1.1;按键2rui,0：按下KEY_3BITP1.2;按键3mi,0：按下KEY_4BITP1.3;按键4fa,0：按下KEY_5BITP1.4;按键5so,0：按下KEY_6BITP1.5;按键6la,0：按下KEY_7BITP1.6;按键7xi,0：按下KEY_8BITP1.7;按键8do（高），0：按下SPEAKERBITP3.4;喇叭;-主程序-ORG0000HLJMPMAINORG000BH;T0中断矢量LJMPINT_T0ORG0030HMAIN:MOVSP,#50HMOVTMOD,#01H;置T0工作于方式1SETBET0SETBEA;开中断MOVP1,#0FFH;设置P1为输入口,步骤2：源程序编写,任务二音乐演奏器的设计与实现,START:CLRSPEAKER;静音CLRTR0;定时器T0停止LOOP1:MOVA,P1;读入P1口的状态CJNEA,#0FFH,LOOP2;没有键按下的话，等待SJMPLOOP1LOOP2:LCALLDELY2MS;延时，防抖MOVB,P1;读入P1口的状态CJNEA,B,LOOP1;两次检测P1口不同的话，重新检测JNBACC.0,KEY1;ACC.0=0？若为0则P1.0对应的键按下，转KEY1JNBACC.1,KEY2;ACC.1=0？若为0则P1.1对应的键按下，转KEY2JNBACC.2,KEY3;ACC.2=0？若为0则P1.2对应的键按下，转KEY3JNBACC.3,KEY4;ACC.3=0？若为0则P1.3对应的键按下，转KEY4JNBACC.4,KEY5;ACC.4=0？若为0则P1.4对应的键按下，转KEY5JNBACC.5,KEY6;ACC.5=0？若为0则P1.5对应的键按下，转KEY6JNBACC.6,KEY7;ACC.6=0？若为0则P1.6对应的键按下，转KEY7JNBACC.7,KEY8;ACC.7=0？若为0则P1.7对应的键按下，转KEY8SJMPSTARTKEY1:MOVTUNE,#0;do(1)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_1,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键KEY2:MOVTUNE,#2;rui(2)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_2,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键,任务二汽车转向灯控制,KEY3:MOVTUNE,#4;mi(3)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_3,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键KEY4:MOVTUNE,#6;fa(4)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_4,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键KEY5:MOVTUNE,#8;so(5)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_5,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键KEY6:MOVTUNE,#10;la(6)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_6,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键KEY7:MOVTUNE,#12;xi(7)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_7,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键KEY8:MOVTUNE,#14;do高(1)音调的定时初值表的地址偏移值LCALLSONG;演奏JNBKEY_8,$;等待键松开LJMPSTART;返回，继续查询按键,任务二音乐演奏器的设计与实现,;-演奏子程序-SONG:MOVA,TUNE;音调的定时初值表的地址偏移值MOVDPTR,#TABLE;音调的定时初值表MOVCA,A+DPTRMOVR1,A;音符定时值高位INCDPTRMOVA,TUNEMOVCA,A+DPTRMOVR0,A;音符定时值低位MOVTH0,R1;定时器初值MOVTL0,R0SETBTR0;启动定时器T0RET;返回;-延时子程序-DELY2MS:MOVR6,#4;延时2msD1:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D1RET,任务二音乐演奏器的设计与实现,;-T0中断服务程序-INT_T0:PUSHACC;保护现场PUSHPSWMOVTH0,R1;定时器初值MOVTL0,R0CPLSPEAKER;声音输出POPPSW;恢复现场POPACCRETI;中断返回;决定音调的定时初值TABLE:DW0FC44H,0FCACH,0FD09H,0FD34H;中音1,2,3,4DW0FD82H,0FDC8H,0FE06H,0FE22H;中音5,6,7,高音1END,任务二音乐演奏器的设计与实现,4、实物制作,任务一音乐门铃的分析与仿真,待在Proteus中仿真调试结果正常后，用实际硬件搭建电路。,表4-8元器件清单,自己动手：扩展到44矩阵式键盘，采用编程扫描或定时中断方式编程，16个按键按下分别演奏C调的低音的3，4，5，6，7，中音的1，2，3，4，5，6，7，高音的1，2，3，4；并用数码管显示按下的键值。,图4-30矩阵式键盘简易电子琴电路原理图,返回,任务二音乐演奏器的设计与实现,返回,项目四音乐演奏器设计,MCS-51单片机内部有两个可编程定时器/计数器T0和T1，每个定时器/计数器有四种工作方式：方式0方式3。方式0是13位的定时器/计数器，方式1是16位的定时器/计数器，方式2是初值重载的8位定时器/计数器，方式3只适用于T0，将T0分为两个独立的定时器/计数器，同时T1可以作为串行接口波特率发生器。不同位数的定时器/计数器其最大计数值也不同。52系列单片机内部还有程定时器/计数器T2，定时器2有三种工作方式：捕获方式、自动重载（向下或向上计数）方式和波特率发生器方式。对于定时器/计数器的编程包括设置方式寄存器、初值及控制寄存器（可位寻址）。初值由定时时间及定时器/计数器的位数决定。按键按