电子音调发生器

单片机课程设计单片机课程设计电子音调发生器实验报告班级：目录1. 设计目的- 1 -2. 设计要求- 1 -3.设计原理- 1 -4.设计方案及思路- 2 -4.1 总体框图- 2 -4.2蜂鸣电路- 3 -5.软件设计流程及描述- 3 -5.1软件设计思路- 4 -5.2各部分功能介绍- 4 -5.2.1键盘键值读取程序- 4 -5.2.2中断计时- 4 -5.2.3音乐播放- 4 -5.2.4主程序- 4 -6.实验源程序- 5 -7.实验结果- 11 -8.实验总结及体会- 11 -附：参考文献- 11 -1. 设计目的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。2. 设计要求利用JD51开发板上的按键S1S4和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求：1.利用JD51开发板上的按键S1S4进行音调选择，即按下不同的开关产生不同的音调，依次按动S1S4 及组合按键，蜂鸣器发出i八个音调；并在数码管上显示。2.编写2支歌曲，并可进行选择播放。3.设计原理音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系通过查表可得。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/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。 在JD51单片机上，产生方波的I/O脚选用P2.4，通过跳线选择器将单片机的P2.4与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P2.4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 音调频率（Hz）X(HEX)1262F9212294F9E13330FA8C4349FAD85392FB686440FBE97494FC5Bi523FC8F4.设计方案及思路4.1 总体框图数码管显示电路 矩阵键控制 89C51 单片机 声音输出电路按键重播控制音乐播放控制 硬件图4.2蜂鸣电路模块鸣器驱动电路和89C51组成。 选择一只压电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器工作时约需要100MA驱动电流。当89C51输出为低电平时蜂鸣器产生蜂鸣音，89C51 输出为高电平时，蜂鸣器不发声。5.软件设计流程及描述根据要实现的功能，流程图如下：熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。开始系统初始化判断按键判断按键电子琴液晶显示播放音调播放音乐功能选择音乐5.1软件设计思路电子琴主要的工作是将按键的信息读取，然后根据按键的数字，用计数器输出相对应的频率，实现电子琴的音调。程序主要为5部分，键盘扫描、中断计时、数码显示、音乐播放、主程序，他们分别执行不同的功能。5.2各部分功能介绍5.2.1键盘键值读取程序键盘键值读取程序包括键盘扫描、消除抖动、键译码等内容。按键的识别主要有两种方法：行反转法和行扫描法。因为键盘为机械开关，容易引入抖动。为了消除抖动干扰，在程序中要加入消除抖动的部分。5.2.2中断计时中断部分，中断定时器1主要负责输出不同频率的方波，产生声音，中断定时器1主要是计时按键时间及按键间隔时间的功能，在播放音乐的时候，还担任着播放音乐的节拍的任务。5.2.3音乐播放音乐播放部分主要是播放音乐，实现按键重播和播放程序里面的音乐的功能。5.2.4主程序主程序主要是随时发出按键的声音功能，并且通过不同P口的扫描，判断是否是播放按键声音还是播放音乐，还是继续发出按键声音。6.实验源程序汇编程序：/*SB1 1音 SB2 2音 SB3 3音 SB4 4音 SB1SB2 5音 SB2SB3 6音 SB3SB4 7音 SB1SB4 i音 SB1SB3 第一首歌 SB2SB4 第二首歌 */ORG 0000HLJMP KEYP0KEYP0: MOV R0,#00H CLR TR0 SETB P2.4 ;关蜂鸣器 SETB P2.3 ;关数码管WU: MOV R0,P3 ;扫描键盘输入 CJNE R0,#0FFH,KEYPO1 ;有输入时跳转 JMP WUKEYPO1:CJNE R0,#0FBH,KEYPO2 ;输入1音,非1音跳转 SETB P2.4 ;蜂鸣器置于高电平 MOV R3,#200MAIN01:MOV TMOD,#01H ;初始化,工作方式1 MOV TL0,#21H ;写入计数初值 MOV TH0,#0F9H SETB TR0 ;启动计数 WAIT1:JNB TF0,WAIT1 CLR TF0 CPL P2.4 ;蜂鸣器响 CLR P2.3 ;数码管显示1 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN01 LJMP KEYP0 ;返回程序KEYP0 KEYPO2:CJNE R0,#0F7H,KEYPO3 ; 输入2音,非2音跳转SETB P2.4 ;蜂鸣器置于高电平MOV R3,#200 MAIN02:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0E1H ;写入计数初值 MOV TH0,#0F9H SETB TR0WAIT2:JNB TF0,WAIT2 CLR TF0 CPL P2.4 ;蜂鸣器响 CLR P2.3 ;数码管显示2 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN02LJMP KEYP0KEYPO3:CJNE R0,#0EFH,KEYPO4 ; 输入3音,非3音跳转SETB P2.4 ;蜂鸣器置于高电平MOV R3,#200MAIN03:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#08CH MOV TH0,#0FAH SETB TR0WAIT3:JNB TF0,WAIT3 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN03LJMP KEYP0KEYPO4:CJNE R0,#0DFH,KEYPO5 ; 输入4音,非4音跳转SETB P2.4MOV R3,#200MAIN04:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0D8H MOV TH0,#0FAH SETB TR0WAIT4:JNB TF0,WAIT4 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN04LJMP KEYP0KEYPO5:CJNE R0,#0F3H,KEYPO6 ; 输入5音,非5音跳转SETB P2.4MOV R3,#200 MAIN05:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#068H MOV TH0,#0FBH SETB TR0WAIT5:JNB TF0,WAIT5 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN05LJMP KEYP0KEYPO6:CJNE R0,#0E7H,KEYPO7 ; 输入6音,非6音跳转SETB P2.4MOV R3,#200 MAIN06:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0E9H MOV TH0,#0FBH SETB TR0WAIT6:JNB TF0,WAIT6 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN06LJMP KEYP0KEYPO7:CJNE R0,#0CFH,KEYPO8 ; 输入7音,非7音跳转SETB P2.4MOV R3,#200 MAIN07:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#05BH MOV TH0,#0FCH SETB TR0WAIT7:JNB TF0,WAIT7 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN07LJMP KEYP0KEYPO8:CJNE R0,#0DBH,KEYPO9 ; 输入i音,非i音跳转 SETB P2.4 MOV R3,#200 MAIN08:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#08FH MOV TH0,#0FCH SETB TR0WAIT8:JNB TF0,WAIT8 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN08LJMP KEYP0KEYPO9:CJNE R0,#0EBH,KEYPO10 ;跳转到第一首歌程序 LJMP MUSTART1KEYPO10:CJNE R0,#0D7H,JIELI ;跳转到第二首歌程序 LJMP MUSTART2JIELI:JMP KEYP0 ;返回主程序MUSTART1: ;歌曲1的播放程序 MOV R0,#00H ;节拍表指针置零 MOV R1,#00H ;音符表指针置零RTAB:MOV A,R0 MOV DPTR,#RYTH MOVC A,A+DPTR ;查表法将一个节拍数据取出放R2计数器中 MOV R2,ATTAB:MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE MOVC A,A+DPTR MOV R3,A ;取出音符表高8位 INC R1 ;指针加1 MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE MOVC A,A+DPTR MOV R4,A ;取出低8位 SETB P2.4 ;输出相应音调的方波LOOP:MOV R5,#3BHMAIN:MOV TMOD,#01H MOV TL0,R4 MOV TH0,R3 SETB TR0WAIT:JNB TF0,WAIT CLR TF0 CPL P2.4MAYA:JB P3.2,MAYB ;判断P3.2口是否有为1 JB P3.4,MAYB ;判断P3.4口是否有为1 LJMP RA ;P3.4口为0则跳转到程序RAMAYB:JB P3.3,JIELI ;判断P3.3口是否有为1 JB P3.5,JIELI ;判断P3.5口是否有为1 LJMP MUSTART2 ;P3.5口为0则放第二首歌RA: DJNZ R5,MAIN ;无打断则继续放第一首歌 DJNZ R2,LOOPINC R0 ;两个表的指针都加1INC R1CJNE R1,#88,RTAB ;判断是否取完LJMP KEYP0TONE:DB 0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FHDB 0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68HDB 0FAH,0DBH,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68HDB 0FBH,0E9H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FAH,8CH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BHDB 0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FDH,45H,0FDH,6EH,0FCH,0EFHRYTH:DB 04,04,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,05,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,04MUSTART2: MOV R0,#00H MOV R1,#00HRTAB2: MOV A,R1 MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV R2,ATTAB2: MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE2 MOVC A,A+DPTR MOV R3,A INC R1 MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE2 MOVC A,A+DPTR MOV R4,A SETB P2.4LOOP2: MOV R5,#9BHMAIN2: MOV TMOD,#01H MOV TL0,R4 MOV TH0,R3 SETB TR0WAITR:JNB TF0,WAITR CLR TF0 CPL P2.4MAYA1:JB P3.3,MAYB1 JB P3.5,MAYB1 LJMP RBMAYB1:JB P3.2,BACK JB P3.4,BACK LJMP MUSTART1BACK:LJMP JIELIRB: DJNZ R5,MAIN2 DJNZ R2,LOOP2 INC R0INC R1CJNE R1,#64,RTAB2LJMP KEYP0TONE2:DB 0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FHDB 0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68HDB 0FAH,0DBH,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68HDB 0FBH,0E9H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FAH,8CH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,