遠程點歌系統(tǒng)設(shè)計方案

1 遠程點歌系統(tǒng)設(shè)計方案 計方案一 使用 是目前最流行的程序設(shè)計語言之一，具有簡潔、靈活、實用、高效、可移植性好；它同時具備了高級語言和低級語言的特征，除此之外， 序執(zhí)行效率高。 計方案二 使用匯編語言，它能從分發(fā)揮指令系統(tǒng)功能和效率，可獲得最簡練的目標程序，特別是在一些實時控制系統(tǒng)中，采用匯編語言可以準確地計算出控制操作時間。 案選擇 使用匯編語言，會使編程過程變得繁瑣，復(fù)雜度上升，程序結(jié)構(gòu)不易控制，加之音樂播放對實時要求不高；而 C 語言能極大地簡 化編程過程，大大的提高的效率與質(zhì)量，故選擇方案一。 2 一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（ 低電壓，高性能 位微處理器，俗稱單片機。 K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 一種高效微控制器，它的一種精簡版本。 片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖 片機 8255 蜂鳴器 串口 震蕩電路 圖 圖 3 示電路是由 6 位 碼管組成，連接方式為共陽極，數(shù)碼管的位數(shù)由8255的 制，若為低電平則有效；數(shù)碼管顯示的內(nèi)容 的由 8255的 鐘振蕩電路 有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然振蕩器。外接石英晶體及電容 外接電容然沒有什么嚴格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 3010如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 4010戶也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘的電路如圖示。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， 懸空。由于外部時鐘信號是通過一個 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時鐘信號的，所以對外部時鐘信號的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時間和最大的低電平持續(xù)時間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。振蕩器電路圖如右。 圖 片機外部振蕩電路 圖 示電路設(shè)計與原理 4 由于單片機工作電壓與客戶機串口電壓存在電壓 差，不能直接相連。這里使用片轉(zhuǎn)換電壓，再接上標準串口 而達到與客戶機通信的目的。出口硬件連接電路圖如下。 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法一般說來，單片機演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可，也就是“音調(diào)”和節(jié)拍表示一個音符唱多長的時間。 調(diào)的確定 （ 1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），然后將此周期除以2，即為半周期的時間。利用定時器計時這半個 周期時間，每當計時到后就將輸出脈沖的 I/O 反相，然后重復(fù)計時此半周期時間再對 I/O 反相，就可在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。 （ 2）利用 內(nèi)部定時器使其工作在計數(shù)器模式 變計數(shù)值 此外結(jié)束符和休止符可以分別用代碼 00H 和 表示，若查表結(jié)果為 00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為 產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。 圖 口電路圖電路 5 （ 3）例如頻率為 523周期 T=1/523=1912此只要令計數(shù)器計時95656，在每次技術(shù) 956次時 將 I/可得到中音 523 計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=2 N：計算值； 部計時一次為 1其頻率為 1 其計數(shù)值的求法如下： T=6553655362 如：設(shè) K=65536， F=1000000=低音 261 中音 523高音的 1046計算值 T=6553655362 55362 5536r 低音 =6553662=63627 低音 =6553623=64580 低音 =65536047=65059 的對照表如表 表 的對照表 低音 頻率 T 參數(shù) 中音 頻率 T 參數(shù) 高音 頻率 T 參數(shù) 62 1908 229 23 956 115 046 57 57 277 1805 217 554 903 108 1109 54 54 94 1701 204 87 852 102 175 51 51 311 1608 193 622 804 97 1245 48 48 30 1515 182 59 759 91 318 45 45 49 1433 172 98 716 86 397 43 43 370 1351 162 740 676 81 1480 41 41 92 1276 153 84 638 77 568 38 38 415 1205 145 831 602 72 1661 36 36 40 1136 136 80 568 68 760 34 34 464 1078 129 932 536 64 1865 32 32 94 1012 121 88 506 61 976 30 30 6 拍的確定 一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個音符對應(yīng)著不同頻率，這樣就可以利用不同的頻率的組合，加以與拍數(shù)對應(yīng)的延時，構(gòu)成音樂。了解音樂的一些基礎(chǔ)知識，我們可知產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂。對于單片機來說，產(chǎn) 生不同頻率的脈沖是非常方便的，利用單片機的定時 /計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機定時計數(shù)的關(guān)系。 表 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 1 1/4拍 1 1/8拍 2 2/4拍 2 1/4拍 3 3/4拍 3 3/8拍 4 1拍 4 2/1拍 5 1又 1/4拍 5 5/8拍 6 1又 1/2拍 6 3/4拍 8 2拍 8 1拍 A 2又 1/2拍 A 1又 1/4拍 C 3拍 C 1又 1/2拍 F 3又 3/4拍 每個 音符使用 1個字節(jié)，字節(jié)的高 4位代表音符的高低，低 4位代表音符的節(jié)拍，果 1拍為 1/4拍實 要設(shè)定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間。假設(shè) 1/4拍為 1 1拍應(yīng)為 4此類推。所以只要求得 1/4拍的 余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如圖 。 表 ，儲存在一個數(shù)據(jù)類型為 數(shù)組中。程序從數(shù)組中取出一個數(shù)，然后分離出高 4位得到音調(diào)，接著找出相應(yīng)的值賦給定時器 0，使之定時操作蜂鳴器，得出相應(yīng)的音調(diào)；接著分離出該數(shù)的低 4位，得到延時時間，接著調(diào)用軟件延時。 表 譜對應(yīng)的簡譜碼、 拍數(shù) 簡譜 發(fā)音 簡譜碼 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 5 低音 64260 1 1/4拍 6 低音 64400 2 2/4拍 7 低音 64524 3 3/4拍 1 中音 64580 4 1拍 2 中音 64684 5 1又 1/4拍 3 中音 64777 6 1又 1/2拍 4 中音 64820 8 2拍 5 中音 64898 A 2又 1/2拍 6 中音 64968 C 3拍 7 中音 65030 F 3又 3/4拍 1 高音 65058 2 高音 65110 3 高音 65157 4 高音 65178 5 高音 65217 8 件程序設(shè)計 程序流程圖 主程序代碼 : ， 1都工作 16位計數(shù)方式 初始化 用 向客戶機發(fā)送提示 播放完歌曲 播放歌曲 客戶機點歌 調(diào)用 用 始 等待 0 中斷響應(yīng) 是 否 圖 程序流程圖 9 ; /允許定時器 0溢出中斷 ; 1; /允許總中斷（如不使用中斷，可用 /屏蔽） 1; /允許 0， 0; /定時器初值低 8位設(shè)置 0; /定時器啟動 ; ; ) if(0) /=0=0=0=0=0=0 5=0=0=0=0=0 ; if(0); 10 放音樂子程序流程圖 播放音樂子程序代碼： if(0) );if(0) 0 ; ; =0 修改指針 取下一個編碼 結(jié)束 0 開始 取編碼高 4位 取低 4位 調(diào)用延時程序 關(guān)閉定時器 0 給定時器 0賦初值 是否播放完 是否 為： 0 否 是 否 是 圖 放音樂子程序流程圖 11 ; );if(0) =*4; 4; /取得音符編碼 ; if(0); ; 8; ; 序源代碼（見附錄一） 單片機的設(shè)計至今為止已經(jīng)進入了令人鼓舞的階段，在進行了一個學期的摸索與實驗，使我不僅僅是對于單片機入門軟件與硬件的常用設(shè)計與功能，還使我對于一項設(shè)計研究的制作過程所需要的詳細步驟和具體的實現(xiàn)方法的力度的掌握。 當然在這次寶貴的課程設(shè)計活動中，經(jīng)驗才是對于我們最大的收獲，而且還增強 12 了自身對未知問題以及對知識的深化認識的能力，用受益匪淺這個詞語來概括這次難忘的活動我覺得再合適不過了。但是，光是完 成了作品還是不可以自我滿足的，在從一開始的時候就懷著將作品制作得更加人性化，更加令人滿意，更加地使功能完美又方便地被應(yīng)用領(lǐng)域這個最終目的下，隨著對單片機這門學科的認識加深，到達了拓展的程度，我想這個目的將在不遠的時期內(nèi)被實現(xiàn)。 總之，這次設(shè)計從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機調(diào)試，我傾注了大量的時間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫而冥思查找過，曾經(jīng)為無法找出錯誤而郁悶苦惱過，也曾經(jīng)為某一功能不能實現(xiàn)而猶豫彷徨過，但最終我成功了。 我不僅品味到了結(jié)果的喜悅，更明白了過程的彌足珍貴。 感謝我的 指導(dǎo)老師 方智文 ，他們嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。感謝我的室友們 ， 是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 。 參考文獻 1 張鑫 . 單片機原理及應(yīng)用，電子工業(yè)出版社， 2 康華光 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版） M, 武漢：華中理工 大學出版社 ， 1999. 3 譚浩強 . 二版） M， 北京 ：清華大學出版社， 1991. 4 樓然苗 . 單片機課程設(shè)計指導(dǎo)（第一版） M，北京：航空航天大學出版社， 13 附錄一 程序源代碼： # /地址 # /地址 # /控 制字地址 #; / /簡譜碼對應(yīng) *; /播放音樂標識符 ; =播放完畢，請點歌 .nr; =請點歌 .nr; 33; /*數(shù)碼顯示表 */ =/數(shù)碼管顯示代碼表 0,1,2,3 0,5,6,7 0,9,A,B 0,D,E,F 0 /-,P,L,U,y,滅 14 /*音調(diào)（頻率） */ = /簡譜對應(yīng)的簡譜碼、 65535, 64260,64400,64524,64580,64684, 64777,64820,64898,64968,65030, 65058,65110,65157,65178,65217 ; /*音樂程序 */ =/音符節(jié)拍碼 00000; = /千年之戀 0,0,0,0,0; = /寂寞沙洲冷 00000; = 00000000; = 0000000000 16 0 = 000000000000 = 000000000000 = 00 17 000 = 0000 = 0000000 0 /*/ = ; /*顯示子程序 */ i,j=50,k=0i=0;i1; k=k|0 /*延時 1*/ z) /延時 1 x,y; x=z;x0;y=65;y0; /*/ /定義串口發(fā)送數(shù)據(jù)變量 ; /禁止穿行中斷 (= 0); /檢查發(fā)送中斷標志位 ; 0; /令發(fā)送中斷標志位為 0（軟件清零） ; /打開穿行中斷 /*/ ) 0) ); ; /*/ 19 0 ; ; =0 ; );if(0) =*4; 4; /取得音符編碼 ; if(0); ; 8; ; /*主程序