单片机课程设计报告蜂鸣器

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业河南师范大学新联学院单片机课程设计报告单片机课程设计报告课课程程单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术设计题目设计题目蜂鸣器演奏歌曲蜂鸣器演奏歌曲年级专业年级专业20112011 级计算机科学与技术级计算机科学与技术学学号号1111学生姓名学生姓名李李指导教师指导教师莹莹20201414 年年6 6月月 1515 日日蜂鸣器演奏歌曲实验报告蜂鸣器演奏歌曲实验报告精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业一、要求一、要求完成驱动蜂鸣器歌曲演奏的实验二、目的二、目的1、学习 KEIL 软件的使用方法；2、掌握BST-V51单片机学习板设计蜂鸣器音乐的发生

2、；3、掌握设计中各模块的功能，能够填入并演奏曲子；4、学习乐谱的基本知识，掌握其演奏的原理。三、分析三、分析1、基本原理简述声音是通过振动产生的。 单片机对某一引脚以一定的频率循环置1置0，该引脚便产生一定频率的方波，方波通过放大，作用于一定的物理实件（蜂鸣器） ，就产生了一定频率的声音。若改变输出方波的频率，产生的声音随之改变。通过控制输出方波的时间长短 ， 声音的长短也可以得到控制， 因此， 根据乐谱， 以类似的音及同样的节拍，单片机就可以产生电子音乐。 音乐的播放选择可以通过按键的输入得以实现。为简便起见， 以一定的频率方波产生的音在其每个周期内高低幅值得时间各占一半。 因此， 输出引脚

3、在每个方波周期内要动作两次：一次升高， 一次降低。 即输出引脚的频率是原音频率的两倍。2、单片机产生不同频率脉冲信号的原理（1）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲（1/频率） ，然后将此周期除以 2，即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期的精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业时间，每当计时到后就将输出脉冲的 I/O 反相，然后重复计时此半周期的时间再对 I/O 反相，就可以在 I/O 脚上得到此频率的脉冲。（2）利用 8051 的内部定时器使其工作在计数器模式 MODE1 下，改变计数值 TH0 及 TL0 以产生不同频率的方法如下：例如，频率为 523Hz，其周期天/523 S

4、=1912uS，因此只要令计数器计时 956uS/1us=956，在每计数 956 次时就将 I/O 反接，就可得到中音 DO（532Hz） 。计数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/Fr（N：计数值，Fi：内部计时一次为 1uS，故其频率为 1MHz，Fr：要产生的频率 ）（3）其计数值的求法如下：T=65536-N=65536-Fi/2/Fr计算举例：设 K=65536,F=Fi=1MHz，求低音 DO（261Hz） 、中音 DO（523Hz） 、高音 DO（1046Hz）的计数值。T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-/2/Fr=65536-/Fr低音 DO

5、的 T=65536-/262=63627中音 DO 的 T=65536-/523=64580高音 DO 的 T=65536-/1047=65059（4）C 调个音符频率与计数值 T 的对照表如下表所示：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业C 调各音符频率与计数值 T 的对照如下：音符频率 （Hz） 简谱码 T值音符频率（Hz） 简谱码 T值低 1DO26263628#4FA#74064860#1DO#27763731中 5SO78464898低 2RE29463835#5SO#83164923#2RE#31163928中 6LA88064968低 3M33064130#693264994

6、低 4FA34964130中 7SI98865030#4FA#37064260高 1DO104665058低 5SO39264260#1DO#110965085#5SO#41564331高 2RE117565110低 6LA44064400#2RE#124565124#646664463高 3M131865157低 7SI49464524高 4FA139765178中 1DO52364580#4FA#148065198每个音符使用 1 个字节，字节的高 4 位代表音符的高低，低 4 位代表音符的节拍，下表为节拍码的对照。但如果 1 拍为 0.4 秒，1/4拍是 0.1 秒，只要设定延迟时间就可

7、求得节拍的时间。假设 1/4 节拍为 1DELAY，则 1 拍应为 4DELAY，以此类推。所以只要求得 1/4 拍的精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业DELAY 时间，其余的节拍就是它的倍数，如下表为 1/4 和 1/8 节拍的时间设定。节拍与节拍码对照如下：节拍码节拍数节拍码节拍数11/4 拍11/8 拍22/4 拍21/4 拍33/4 拍33/8 拍41 拍41/2 拍51 又 1/4 拍55/8 拍61 又 1/2 拍63/4 拍71 又 3/4 拍77/8 拍82 拍81 拍92 又 1/4 拍91 又 1/8 拍A2 又 1/2 拍A1 又 1/4 拍B2 又 3/4 拍B

8、1 又 3/8 拍C3 拍C1 又 1/2 拍D3 又 1/4 拍D1 又 5/8 拍E3 又 1/2 拍E1 又 3/4 拍F3 又 3/4 拍F1 又 7/8 拍1/4 节拍与 1/8 节拍的时间设定如下：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业曲调值DELAY曲调值DELAY调 4/4125 毫秒调 4/462 毫秒调 3/4187 毫秒调 3/494 毫秒调 2/4250 毫秒调 2/4125 毫秒（5）建立音乐的步骤：1）先把吧乐谱的音符找出，然后由上表建立 T 值表的顺序。2）把 T 值表建立在 TABLE1，构成发音符的计数值放在“TABLE” 。3）简谱码（音符）为高位，节拍

9、为（节拍数）为低 4 位，音符节拍码放在程序的“TABLE”处。四、设计四、设计1、硬件设计1.1 总体设计框图1.2 硬件设计及原理1.2.1 BST-V51 单片机学习板简介：实验板资源配置如下：实验板资源配置如下：BST-V51单片机学习板包括STC89C52单片机，其支持USB口或者是AT89C51单片机按键输入蜂鸣器精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业串口两种下载程序方式不用另买烧写器编程器等产品可以方便的烧写程序到单片机里。USB 供电系统，直接插接到电脑USB 口即可提供电源，不需另接直电源。以及包括8位 LED发光二极管（做跑马灯实验交通灯实验） 、8位数码管、4*4矩阵

10、键盘、蜂鸣器（做单片机发声实验播放音乐实验报警实验等声响实验） 、DS18B20温度传感器、AT24C08外部EEPROM存储芯片、 SPI 串行实时时钟DS1302、 MAX232芯片RS232通讯接口、字符液晶1602LCD 接口、图形点阵液晶12864接口和 ISP下载接口。BST-V51单片机学习板如下图：1.2.2 AT89C52 简介AT89C52 是美国 Atmel 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机， 片内含 8KB 的可反复檫写的程序存储器和 12B 的随机存取数据存储器（RAM） ，器件采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存储技术生产， 兼容标准 MCS-

11、51 指令系统， 片内配置通用 8 位中央处理器 （CPU）和 Flash 存储单元， 功能强大的 AT89C52 单片机可灵活应用于各种控制领域。AT89C52 单片机属于 AT89C51 单片机的增强型，与 Intel 公精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业司的 80C52 在引脚排列、 硬件组成、 工作特点和指令系统等方面兼容。其主要工作特性是：片内程序存储器内含 8KB 的 Flash 程序存储器，可擦写寿命为1000 次；片内数据存储器内含 256 字节的 RAM；具有 32 根可编程 I/O 口线；具有 3 个可编程定时器；中断系统是具有 8 个中断源、6 个中断矢量、2 个

12、级优先权的中断结构；串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；具有一个数据指针 DPTR；低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；具有可编程的 3 级程序锁定位；AT89C52 工作电源电压为 5（1+0.2）V，且典型值为 5V；AT89C52 最高工作频率为 24MHz，在这里我们用的是 11.0592MHz。AT89C52 图如下：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业1.2.3 蜂鸣器简介：（一）蜂鸣器的介绍1蜂鸣器的作用蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。2蜂鸣器

13、的分类蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。3蜂鸣器的电路图形符号蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA” （旧标准用“FM” 、 “LB” 、“JD”等）表示。（二）蜂鸣器的结构原理1压电式蜂鸣器压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.515V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出 1.52.5kHZ 的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。 在陶瓷片的两面镀上银电极，经

14、极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。2电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。蜂鸣器电路图：精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2 2、软件编程软件编程（包括软件介绍包括软件介绍、流程图流程图、完整的汇编源程序及其注释完整的汇编源程序及其注释）2.1 Keil Software 简介及开发流程：Keil Software 的 8051 开发工具提供以下程序，你可以用它们来编译你的 C 源码，汇编你的汇编源程序，连接和重定

15、位你的目标文件和库文件，创建 HEX 文件，调试你的目标程序。Windows 应用程序uVision3 是一个集成开发环境，它把项目管理，源代码编辑，程序调试等集成到一个功能强大的环境中。C51 美国标准优化 C 交叉编译器从你的 C 源代码产生可重定位的目标文件。A51 宏汇编器从你的 8051 汇编源代码产生可重定位的目标文件。BL51 连接/重定位器组合你的由 C51 和 A51 产生的可重定位的目标文件，生成绝对目标文件。LIB51 库管理器组合你的目标文件，生成可以被连接器使用的库文件。OH51 目标文件到 HEX 格式的转换器从绝对目标文件创建 IntelHEX 格式的文件。RTX

16、-51实时操作系统简化了复杂和对时间要求敏感的软件项目。软件开发流程 ：1、创建一个项目，从器件库中选择目标器件，配置工具设置。2、用 C 语言或汇编语言创建源程序。3、用项目管理器生成你的应用。4、修改源程序中的错误。精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业5、测试，连接应用。图为：软件开发流程图2.2 流程图：微处理器时钟初始化系统外设初始化开启蜂鸣器接受反馈信号控制电机的状态开始微处理器时钟初始化系统外设初始化接受传感器信息发送控制信号开始精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业2.3 汇编源程序及其注释：OUT BIT P2.3/该引脚接蜂鸣器ORG 0000H;主程序起始地址LJ

17、MP START;长跳转到主程序ORG 000BH;TIMERO 中断起始地址INC 20H;中断服务,中断计数器加1MOV TH0,#0D8H;T0赋初值MOV TL0,#0EFH;12M 晶振，形成10毫秒中断RETI;中断返回START: MOV SP,#50H;堆栈从五十开始MOV TH0,#0D8H;T0赋初值MOV TL0,#0EFH;12M 晶振，形成10毫秒中断MOV TMOD,#01H;设置定时器0工作方式为1即16位定时器MOV IE,#82H;中断使能MUSIC0:NOP;延时MOV DPTR,#DAT;表头地址送 DPTRMOV 20H,#00H;中断计数器清0MOV

18、B,#00H;表序号清0MUSIC1:NOP;延时CLR A;清零 AMOVC A,A+DPTR;查表取代码精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业JZ END0;是00H,则结束CJNE A,#0FFH,MUSIC5;如果是休止符，往下执行LJMP MUSIC3;长跳转MUSIC5:NOP;延时MOV R6,A;RH=18H 音符的频率INC DPTR;DPTR 加一MOV A,B;传送指令，把 B 的内容传送到 AMOVC A,A+DPTR ;取节拍代码送 R7MOV R7,A;R7=30H 音符发音的时间SETB TR0;启动计数MUSIC2:NOP;延时CPL OUT;频率产生MOV

19、 A,R6;把寄存器 R6的内容送到累加器 A 中MOV R3,A;R3=R6=18HLCALL DEL;调用 DEL 函数MOV A,R7;把寄存器 R7的内容送到累加器 A 中CJNE A,20H,MUSIC2 ;中断计数器(20H)=R7否?;不等,则继续循环MOV 20H,#00H ;等于,则取下一代码INC DPTR;DPTR 加一INC B;B 加一LJMP MUSIC1;长跳转精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业MUSIC3:NOP;延时CLR TR0;休止100毫秒MOV R2,#0DH; R2=13MUSIC4:NOP;延时MOV R3,#0FFH;R3=255LCAL

20、L DEL;调用 DEL 函数DJNZ R2,MUSIC4;延音程序INC DPTR;DPTR 加一LJMP MUSIC1;长跳转END0:NOP;延时MOV R2,#64H;歌曲结束,延时1秒后继续MUSIC6:MOV R3,#00H;和低字节清零LCALL DELDJNZ R2,MUSIC6;延音程序LJMP MUSIC0DEL:NOP;延时DEL3:MOV R4,#02H;延时子程序，12M 晶振延时约1秒DEL4:NOP;延时DJNZ R4,DEL4;延时程序NOP;延时DJNZ R3,DEL3;延时程序RET;子程序返回精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业NOP;延时程序DAT:;歌谱DB 32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,48,16,64DB 32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,48,16,64DB 32,32,32,32,32,16,16,32,32,32,16,16,32,32,32,32,32,64DB 32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,16,16,64END;结束3、调试说明在熟悉掌握 KELL 软件操作后，先截取一小段代码试运行，运行成