音乐盒播放器.ds.ppt

1、1、单片机是如何发出音乐声 原理： 声音是通过震动产生的。单片机对某一I/O引脚以一定的频率循环置1 和清0，这一引脚便产生一定频率的方波，该方法通过放大后作用于扬声器便产生一定频率的声音。若改变输出方波的频率，产生的声音也就改变了。通过控制输出方波的时间长短，声音的长短也就得到控制，因此，根据乐谱，单片机就可以产生音乐。音乐中最关键的两个要素是音调和节拍。 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。,一、单键演奏一组音符,1、单片机是如何发出音乐声 一首音乐是由很多音符组合而成的，一个音符代表了一种频率的乐声，通过不同频率乐声的组合，就可以产生一首音乐了。这就是电子音乐的

2、基本方法。 单片机可以通过定时器生成不同频率的信号，按照音乐音符的频率来生成各种频率的信号，并将其按照音乐构建好，然后将信号通过电声器件转换为声波，这样单片机就能发出一段音乐的声音了。,一、单键演奏一组音符,2、音调的确定 音调就是我们常说的音高。它是由频率来确定的！我们可以查出各个音符所对应的相应的频率，那么现在就需要我们来用51来发出相应频率的声音！ 我们常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断，将单片机上对应蜂鸣器的 I/O口来回取反，或者说来回清零，置位，从而让蜂鸣器发出声音，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。那么怎样确定一个频率所对应的定时器

3、的定时值呢？,一、单键演奏一组音符,2、音调的确定 例如：中音DO的频率为523Hz，周期为：T=1/f=1912us 单片机上对应蜂鸣器的I/O 口来回取反的时间应即半个周期为：t=T/2=956us 这个时间t 就是单片机上定时器应有的中断触发时间。 只要将定时器的定时时间设置为956us，就可以产生频率为523Hz的方波信号。 一般情况下，单片机奏乐时，其定时器为工作方式1，设振荡器频率为f，则定时器的予置初值由下式来确定： t=（216-X）*(12/f),一、单键演奏一组音符,2、音调的确定 因此定时器的高低计数器的初值为： TH =X/ 256 = ( 216 t* f/12) /

4、 256 TL = X % 256 = (216t* f/12) %256,一、单键演奏一组音符,C调各音符频率与计数值T的对照表如图所示：,2、音调的确定 一般我们要为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据。 uint code tab=63628,63835,64021,64103, 64260,64400,64524,64580, 64684,64777,64820,64898, 64968,95030,65058,65110;,一、单键演奏一组音符,实例演示： 要求：用一只单键产生一组音符的声音，发声从低音阶向高音阶进展，可以通过虚拟示波器观察到单片机产生的方

5、波的周期变化。单片机演奏音乐的电路只需要单片机和声音播放电路，电路原理图如图所示。,一、单键演奏一组音符,三极管,蜂鸣器,一、单键演奏一组音符,一、单键演奏一组音符,节拍的实现： 在一张乐谱中，我们经常会看到这样的表达式，如1=C (4/4) 、1=G(3/4) 等等，这里1=C (4/4),1=G(3/4) 表示乐谱的曲调，与前面所谈的音调有很大的关联，4/4、3/4 就是用来表示节拍的。以3/4 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。,二、演奏一首音乐,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

6、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。,二、演奏一首音乐,乐曲的数据，一般写入数据表，表中每三个数字，说明了一个音符，它们分别代表： 第一个数字是音符的数值1234567之一，代表多来咪.； 第二个数字是123之一，代表低音、中音、高音； 第三个数字是时间长度，以半拍为单位。 乐曲数据表的结尾是三个0。 乐谱中数字上面带点表示高音，下面带点表示低音。什么都不带表示中音。 下划线：单个数字是四分音符，两个数字下画一条线是八分音符了。 感兴趣的同学应该去查看乐谱相关的知识。,二、演奏一首音乐,据此就可以写出送别前二小节的数据表： cod

7、e unsigned char sszymmh = 5, 2, 2, 3, 2, 1, 5, 2, 1, 1, 3, 4, /嗦,中音,2个半拍;咪,中音,1个半拍;嗦,中音,1个半拍;哆,高音,4个半拍 6, 2, 2, 1, 3, 2, 5, 2, 4, /啦,中音,2个半拍;哆,高音,1个半拍;嗦,中音,4个半拍 0, 0, 0;,二、演奏一首音乐,单片机演奏音乐的电路只需要单片机和声音播放电路，电路原理图如图所示。,二、演奏一首音乐,/*演奏“世上只有妈妈好”*/ #include sbit speaker = P30;unsigned char timer0h, timer0l, t

8、ime;/-/单片机晶振采用11.0592MHz,二、演奏一首音乐,/各种音符频率所对应的、半周期的定时时间初始值。 / 频率-半周期数据表 高八位 code unsigned char FREQH = 0 xF2, 0 xF3, 0 xF5, 0 xF5, 0 xF6, 0 xF7, 0 xF8, /低音1234567 0 xF9, 0 xF9, 0 xFA, 0 xFA, 0 xFB, 0 xFB, 0 xFC, 0 xFC,/1,2,3,4,5,6,7,i 0 xFC, 0 xFD, 0 xFD, 0 xFD, 0 xFD, 0 xFE, /中音 234567 0 xFE, 0 xFE,

9、 0 xFE, 0 xFE, 0 xFE, 0 xFE, 0 xFF; /高音 1234567 / 频率-半周期数据表 低八位code unsigned char FREQL = 0 x42, 0 xC1, 0 x17, 0 xB6, 0 xD0, 0 xD1, 0 xB6, /低音1234567 0 x21, 0 xE1, 0 x8C, 0 xD8, 0 x68, 0 xE9, 0 x5B, 0 x8F, /1,2,3,4,5,6,7,i 0 xEE, 0 x44, 0 x6B, 0 xB4, 0 xF4, 0 x2D, /中音音 234567 0 x47, 0 x77, 0 xA2, 0

10、xB6, 0 xDA, 0 xFA, 0 x16; /高音 1234567,二、演奏一首音乐,二、演奏一首音乐,/世上只有妈妈好数据表 要想演奏不同的乐曲, 只需要修改这个数据表code unsigned char sszymmh = 6, 2, 3, 5, 2, 1, 3, 2, 2, 5, 2, 2, 1, 3, 2, 6, 2, 1, 5, 2, 1, /一个音符有三个数字。前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。/6, 2, 3 分别代表：, 中音, 个半拍;/5, 2, 1 分别代表：, 中音, 个半拍;/3, 2, 2 分别代表：, 中音, 个半拍;/5, 2, 2

11、 分别代表：, 中音, 个半拍;/1, 3, 2 分别代表：, 高音, 个半拍;/6, 2, 4, 3, 2, 2, 5, 2, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 2, 1,6, 1, 1, 5, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 2,5, 2, 1, 6, 2, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 4, 5, 2, 3, 3, 2, 1,2, 2, 1, 1, 2, 1, 6, 1, 1, 1, 2, 1, 5, 1, 6, 0, 0, 0;/-,二、演奏一首音乐,/*定时器T0中

12、断函数*/ void t0int() interrupt 1 /T0中断程序，控制发音的音调 TR0 = 0; /先关闭T0 speaker = !speaker; /输出方波, 发音 TH0 = timer0h; /下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低 TL0 = timer0l; TR0 = 1; /启动T0 /*延时程序控制发音的时长*/ void delay(unsigned char t) /延时程序，控制发音的时间长度 unsigned char t1; unsigned long t2; for(t1 = 0; t1 t; t1+) /双重循环, 共延时t个半拍 for(t

13、2 = 0; t2 8000; t2+); /延时期间, 可进入T0中断去发音 TR0 = 0; /关闭T0, 停止发音 ,二、演奏一首音乐,/*演奏一个音符*/ void song() /演奏一个音符 TH0 = timer0h; /控制音调 TL0 = timer0l; TR0 = 1; /启动T0, 由T0输出方波去发音 delay(time); /控制时间长度 ,二、演奏一首音乐,/*演奏一个音符*/ void main(void) unsigned char k, i; TMOD = 1; /置T0定时工作方式1 ET0 = 1; /开T0中断 EA = 1; /开CPU中断 whi

14、le(1) i = 0; time = 1; while(time) k = sszymmhi + 7 * sszymmhi + 1 - 1; /第i个是音符, 第i+1个是第几个八度 timer0h = FREQHk; /从数据表中读出频率数值 timer0l = FREQLk; /实际上, 是定时的时间长度 time = sszymmhi + 2; /读出时间长度数值 i += 3; song(); /发出一个音符 ,课后思考： 增加一个按键控制选播多首音乐？ 也可以增加一个数码管用于显示正在播放的是第几首歌曲？,（1）任务要求： 采用单片机控制方式，设计制造电子琴，能够通过串口对键盘进行

15、简单调音控制。电子琴具有16只音乐输入键盘，可以进行简单的音乐演奏。LED数码管能显示按下的键盘，实现单片机电子琴和PC之间的通信，能通过PC向单片机发送数据指令，实现对键盘所对应的高低音调整，并将PC所发送数据显示出来。各工作小组对键盘调音的上调和下调指令码分别为0-9和A-J。,三、简易电子琴设计,（2）方案框图 根据任务要求，单片机电子琴主控芯片为8051单片机，有16只音符输入键盘，可以从PC输入控制数码，输入数码通过串口传送给单片机，通过控制码能调整音键的音阶，并能显示从PC输入的数码，用LED数码管显示音键名。电子琴方案框图如图所示。,三、简易电子琴设计,单 片 机,PC串行输入数

16、码,矩阵键盘,时钟复位电源,LED显示键盘名,中断显示输入数码,声频播放,（2）硬件电路 输入键盘设计： 矩阵键盘：4*4=16只按键，P1口接矩阵键盘 采用虚拟终端VIRTUAL TERMINAL模拟PC的作用。 虚拟终端接单片机串口，单片机的发送端接虚拟终端接收端，单片机的接收端连虚拟终端发送端 P3.7端输出音频信号，并连接虚拟示波器以测试音频方波的周期，观察控制数码的调音效果。 P0端口接LED数码管显示音键名。 电子琴电路原理图如图所示：,三、简易电子琴设计,三、简易电子琴设计,（3）软件设计流程图-电子琴主程序流程图,三、简易电子琴设计,初始化,是否有键按下,键盘扫描，识别按下键的

17、列值,键盘扫描，识别按下键的行值,根据键值和控制码，键音调整,停止定时器，关闭播放,Y,N,启动定时器，生成方波信号播放音频,（3）软件设计流程图电子琴串行通信流程图,三、简易电子琴设计,串行中断入口,是否收到数据？,读取数据，清除接收标志,键盘向下调音,Y,是否有下调控制码?,是否有上调控制码?,键盘向上调音,发送数据，清除发送标志,Y,N,N,N,Y,（4）源程序编写 根据单片机串行通信的编写步骤，首先是编写定时器和串口的初始化。 串口工作在方式1，允许接收数据： SCON=0 x50; 定时器T0工作于方式1，T1工作于方式2： TMOD=0 x21; 波特率为9600，时钟频率为11.0592MHz，定时器初值TH1=TL1=0 xfd; 开中断： EA=1;ET0=1;ET1=1;,三、简易电子琴设计,（4）源程序编写 矩阵键盘采用扫描方式判别按键是否按下。首先看是否有键按下，若有键按下，再判别按键的行列位置，根据行列位置得到按键的键值，将键名送LED