单片机课程设计报告(利用蜂鸣器播放音乐)

成就课程设计：嵌入式系统应用标题：使用蜂鸣器播放音乐姓氏：号码：班级级别：完成时间：1设计任务设计内容：开始焊接一台51单片机设计目的：利用单片机上的蜂鸣器实现音乐播放功能2设计过程2.1基本结构1.STC89C52RC本次测试采用了STC89C52RC单片机。STC89C52RC单片机是宏景科技引进的新一代高速/低功耗/超强抗干扰单片机。该指令代码与传统8051单片机完全兼容，12个时钟/机周期，工作电压：5.5V 3.3V (5V单片机)/3.8V 2.0V (3V单片机)，工作频率范围：0 40MHz，相当于普通8051的0 80MHz，实际工作频率可达48MHz，用户应用空间为8K字节。(STC89C52RC引脚图)单片机的工作模式；(1)典型功耗为0.1A，可由外部中断唤醒。中断返回后，原始程序将继续执行。(2)空闲模式：典型功耗2mA(3)正常工作模式：典型功耗为4 ma 7 ma(4)唤醒，适用于电池供电系统，如水表、煤气表和便携式设备2.蜂鸣器及其工作原理：根据结构不同，蜂鸣器主要分为压电蜂鸣器和电磁蜂鸣器。电磁蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜和外壳组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，电磁线圈产生磁场，振动膜在电磁线圈和磁铁的相互作用下周期性振动发声。这个实验使用电磁蜂鸣器。蜂鸣器根据是否有信号源分为主动型和被动型。有源蜂鸣器只需在其电源端加上额定DC电压，其内部振荡器就能产生固定频率的信号，驱动蜂鸣器发声。无源蜂鸣器可以理解为扬声器，它需要增加一个不断变化高度的电信号来驱动和发出声音。这个实验使用了一个主动蜂鸣器。(蜂鸣器和单片机的接线图)2.2软件设计过程1.蜂鸣器发声的原理由于在本实验中使用了主动蜂鸣器，因此蜂鸣器只能通过清除引脚端口P34.来发声P34准备好了，蜂鸣器停止鸣响。将1设置为0的方法只能使蜂鸣器发声或停止发声。要发出蜂鸣声，必须控制蜂鸣声的音频和节拍。(音乐基金会语气：不同音高的音调由C、D、E、F、G、A和b来表达。这七个字母是音乐的名称。它们通常被依次唱为“多”、“重”、“密”、“法”、“所以”、“啦”和“司”，即1、2、3、4、5、6和7的简化符号，相当于汉字“多来密法苏拉西”的发音。这是唱歌时音调的发音，所以它被称为音调。将组C、D、E、F、G、A、B的距离分成12等份，每等份称为“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”，称为“全音”。在钢琴等键盘乐器上，在CD、DE、FG、GA和AB之间有一个黑键，它们之间的距离是全音。E-F和B-C之间没有黑键，它们之间的距离是半音。通常被唱成1、2、3、4、5、6、7的声音被称为自然声音，那些左上角加有#或b的声音被称为可变声音。上升符号意味着在原来的基础上提高半音，而下降音符意味着在原来的基础上降低半音。例如，高音调溶解氧(1046赫兹)的频率正好是中音调溶解氧(523赫兹)的两倍，中音调溶解氧(523赫兹)的频率正好是低音调溶解氧(266赫兹)的两倍；类似地，高音RE(1175赫兹)的频率正好是中音RE(587赫兹)的两倍，中音RE(587赫兹)的频率正好是低音RE (294赫兹)的两倍。节拍：节拍是使音乐有旋律(固定节奏)，并能调节每个声音的快速丰满度。“拍”，或称“拍”，仅仅意味着拍时间，就像我们在听音乐时不自觉地拍拍手或跺脚一样。如果1拍是0.5秒，那么1/4拍是0.125秒。对于一拍是多少秒没有严格的规定，就像一个人的心跳一样，大多数人的心跳是每分钟72次，有些人更快，有些人更慢，只要他们听音乐。声音持续时间的实时值通常由节拍数来表示。停顿表示发音的停顿。)1)控制探测频率要产生音频脉冲，只需计算某个音频频率的周期(1/频率)，并将该周期除以2，即半周期时间。定时器用于计算半周期时间，每次达到该时间时，输出脉冲的输入/输出被反转，然后半周期时间被重复计数，输入/输出被反转，从而可以在输入/输出支路上获得该频率的脉冲。STC89C52RC的内部定时器用于使其在计数器模式1下工作，并且改变计数值TH0和TL0以产生不同的频率。此外，结尾字符和剩余字符可以分别由代码00H和FFH表示。如果查找表的结果是0x00，则表示歌曲结束。如果查找表的结果是0xff，将产生相应的暂停效果。以标准音高a为例，a的频率为440赫兹，周期T=1/440=2272微秒。在占空比为50%、导通时间=关断时间=半周期t=2272us/2=1136us的条件下，利用P34端口的位操作和连续反转转换可以获得标准音调a的音频脉冲。端口的开启时间和关闭时间由定时器实现。具体方法是将微控制器定时器的中断触发时间设置为半周期T，使端口每半周期反转一次，输出对应音高的连续频率。假设晶体振荡器的频率是f0，中断触发时间(半周期)是t，当定时器在模式1下工作时，计数器的初始值是THL，高8位是THL，低8位是t1。时钟周期为1/f0。计时器的每次累计需要一个机器周期，一个机器周期包含12个时钟周期，即每次增加计时器所需的时间为12/f0。定时器在模式1中使用16位数字，最大计数为2 16-1 (65535)，并再次增加溢出1(65536)以触发中断。根据以上分析，可以得出以下关系：音频对应定时器初始值的高8位=THL/(2 8)=(65536-t * f/12)/256；Tl=音频对应定时器初始值的低8位的THL %(2 8)=(65536-t * f/12)% 6；附件：八度12音阶计时器初始值表(仅限自然音调)低音名称频率赫兹晶体振荡器12兆赫晶体振荡器11.0592兆赫中间名频率赫兹晶体振荡器12兆赫晶体振荡器11.0592兆赫高音名称频率赫兹晶体振荡器12兆赫晶体振荡器11.0592兆赫做2620xF8850xF91B做5230xFC430xFC8E做10460xFE210xFE47再2940xF95A0xF9DF再5870xFCAD0xFCED再11750xFE560xFE76大音阶的第三音3300xFA130xFA8A大音阶的第三音6590xFD0A0xFD43大音阶的第三音13180xFE850xFEA1Fa3490xFA680xFAD8Fa6980xFD340xFD6AFa13970xFE9A0xFEC7因此3920xFB040xFB68因此7840xFD820xFDB3因此15680xFEC10xFED9a音的唱名4400xFB900xFBE9a音的唱名8800xFDC80xFDF3a音的唱名17600xFEE40xFEF9Si4940xFC0C0xFC5BSi9880xFE060xFE2DSi19760xFF030xFF162)控制发声节拍每个音符的节拍可以通过延迟某个时间来实现。主函数需要一个带参数的基本延时程序，根据不同的音符调用不同的延时。如果将第十六个音符的持续时间作为基本延迟时间，则第十六个音符只需要调用延迟程序一次，第八个音符需要调用延迟程序两次，依此类推。3)简单谱及其编码*简化的符号知识规模CDEFGAB点名做再大音阶的第三音fa因此a音的唱名si数字1234567笔记音符编号为1到7。这七个数字在大调上等于自然音阶。如果是c大调，加上音名，它会是这样的：八度音阶如果它高一个八度，一个点会加在数字上。如果低一个八度，数字下面会加一个点。中间的八度音阶没有什么可添加的。如果你想高一个八度，在垂直方向上加两个点(例如：)；要降低一个八度音阶，在垂直下方加两点(例如：)，依此类推。请参见下表：主要的.较小的.声音长度通常只有数字是四分音符。在数字下面加一条水平线可以把四分音符的长度减半，也就是说，成为第八个音符。两条水平线可以将第八个音符的长度减半，即第十六个音符，依此类推。简而言之，下划线行的数量对应于五线谱结尾的数量。数字后面的水平线延长音符，每增加一条水平线延长四分之一音符的长度。就像虚线一样，在数字后加上一个点会使音符长度增加一半。休息其余部分用“0”表示。比四点休息时间长，你只需要给每个四点休息时间加一个“0”，不需要在它后面加一条水平线。如果整个小节处于静止状态，则在每个四分音符上添加一个“0”，就像在3拍4中写入“| 0 0 0 |”，在4拍4中写入“| 0 0 0 |”。非音高音符就像打击乐器一样，没有音高。在这种情况下，简化的符号需要用“x”或“x”来表示。例如，当啦啦队长拍手时，简单的符号需要这样说：4/4拍手：| X X X X X | X X X X 0 X X | |条形线就像五线谱一样，小节由一条垂直线(称为小节线)隔开。一首音乐的结尾是由一条直线和一条粗线和一条细线组成的(但通常厚度和厚度没有区别)。重复线段从垂直线的后两点开始，到垂直线的前两点结束。拍子记号拍数的表达是：“2/4”、“3/4”、“4/4”、“6/8”等等。签名通常放在密钥签名后面。变调和按键签名有两种方式表达密钥签名：直接写“C键”、“C小调”或“Key: C”和“Key: Cm”。也可以清楚地写出主音代表哪个音调，例如，1=C，这是C大调(大调由1主导)。6=C是C小调(以6为主音的小调)。2=D是D-多里安键(多里安键有2作为主音)。五线谱有上升和下降的符号，简单的音乐也有上升和下降的符号。在简单的符号中，如果你想表达上升和下降的符号，在数字1到7前面加上符号来提高或降低音调。如果您想在七个键签名和和弦CDEFGAB的字母上添加上升和下降符号，您必须在它们之后添加。在五线谱中，B-E-A的三个音调在C小调中应该减少一半。因此，当表达它的和声小调时，它会在b前面加上一个减少数。简单的分数必须写成5，因为5不能减少。延音线、平滑线和其他音乐符号领结和连音与五线谱相同，必须放在数字的上方。在表达断奏时要特别小心，因为很容易把它和较低的八度音混淆，所以在表达断奏时，要写得又粗又低。*简单频谱编码用简化的符号对每个音符进行编码，每个音符由无符号字符类型表示，简化的符号可以由无符号字符数组表示。字符的前四位代表音频，总共可以代表16个从0到f的音符。在本实验中，使用了中音和高音区域。中音do-si编码为17，高音do-si编码为8E，暂停编码为0。字符的最后四个数字表示节拍，以16个音符为单位(本程序中为165毫秒)。一拍意味着四分音符等于4个16音符单位，被编程为4，其他播放时间被类比。以0xff作为分数的结束标记。该程序从数组中取一个数字，然后将高4位分开以获得音调，并将该值赋给定时器0以获得音调。然后数字的低4位被分离以获得节拍。在这个实验中，播放的音乐使用以下简单的符号：将其编码为：uchar代码zbjbxf=0x64，0xA3，0xC1，0xA2，0x62，0x84，0x61，0x81，0x61，0xA4，0xA1，0x91，0xA1，0x81，0x64，0xA3，0xC1，0xD2，0xD2，0xD2，0xD2，0xA2，0xC4，0xA1，0xC1，0xD2，0xD2，0xd 2，0xA2，0x84，0xA22.3程序流程图和描述(主程序流程图)程序代码：#包括#定义uchar无符号字符#定义uint无符号整数sbit fm=p34；/蜂鸣器控制端口uchar timeh，timel/用于存储定时器的高8位和低8位UCHAR代码ZJBXF=/定义了猪八戒媳妇的简单频谱数组0x64，0xA3，0xC1，0xA2，0x62，0x84，0x61，0x81，0x61，0xA4，0xA1，0x 91.0 xa 1.0 x 81.0 x 64.0 xa 3.0 xc 1.0 xd 2.0 xd 2.0 xa 2.0 xc 4，0 xa 1.0 xc 1.0 xa 1.0 xc 1.0 xd 2.0 xd 2.0 xa 2.0 xc 4.0 xc 2.0 x 62，0x 2.0 x 62.0 xa 2.0 xa 2.0 x 84.0 x 94.0 x 94.0 x 92.0 x 81.0 x 91，0 xa 2.0 xc 2.0 xd 4.0 xe 4.0 xa 4.0 xe 4.0 xa 2.0 xe 2.0 xa 2.0 xe 2.0 xa 2.0 xa 2.0 xa 2.0 xa 2.0 xa 2.0 xa 2.0 xa 2.0，0 xa 2.0 x 84.0 x 94.0 x 94.0 x 92.0