單片機電子音調(diào)發(fā)生器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)北京交通大學(xué)單片機報告 教學(xué)單位 電子信息工程學(xué)院 姓 名 學(xué) 號 班 級 _ 指導(dǎo)教師 時 間 電子音調(diào)發(fā)生器一、實驗?zāi)康?：1.了解計算機發(fā)聲原理。2.熟悉定時器和鍵盤掃描電路的工作原理及編程方法。二、實驗內(nèi)容和要求：板子分為兩大部分：由開關(guān)控制的音階播放程序；由單片機控制的自動音階播放程序（音樂程序）。經(jīng)觀察單片機實驗箱內(nèi)開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，若全部開關(guān)用來播放8個音的話，就沒有多余的開關(guān)用于在音階和音調(diào)之間切換，故我將音階部分縮減和3個開關(guān)，即可代表8種不同狀態(tài)。再分配兩

2、個開關(guān)用于切換音階，實現(xiàn)音樂部分和歌曲之間的切換。簡單地說就是能清晰地發(fā)出七個音DO RE MI FA SO LA TI 還能放出兩首歌曲，在放歌曲的時候可以進行任意的中斷切換實現(xiàn)不同歌曲之間，不同音節(jié)之間的切換。三、實驗原理：（1）音節(jié)由不同頻率的方波產(chǎn)生，音節(jié)與頻率的關(guān)系如表1所示。要產(chǎn)生音頻方波，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。利用計時器計時此半周期時間，每當(dāng)計時到后就將輸出方波的I/0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腳得到此頻率的方波。在ZKS-03實驗儀上，產(chǎn)生方波的I/O腳選用P1.7，通過跳線選擇器JP1將單片機

3、的P1.7與蜂鳴器的驅(qū)動電路相連。這樣P1.7輸出不同頻率的方波，蜂鳴器便會發(fā)出不同的聲音。另外，音樂的節(jié)拍是由延時實現(xiàn)的，如果1拍為0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要設(shè)定延時時間，就可求得節(jié)拍的時間。延時作為基本延時時間，節(jié)拍值只能是它的整數(shù)倍， 每個音節(jié)相應(yīng)的定時器初值X可按下法算：（1/2）*(1/f)=(12/fose)*(216-X)即 X=216-(fose/24f)其中f為音調(diào)頻率，當(dāng)晶振頻率fose=11.0592MHz時，音節(jié)“1”相應(yīng)的定時器初值為X,則可得X=63777D=F921H 其它的可同樣求得。表1：音符頻率（HZ）計數(shù)初值（H）低音5196F6D1低音6220F

4、7D1低音7247F8B6中音1262F921中音2294F9E1中音3330FA8C中音4349FAD8中音5392FB68中音6440FBE9高音7494FC5B高音1523FC8F高音2587FCEF高音3659FD45高音4698FD6C高音5784FDB4曲調(diào)值DELAY調(diào)4/4125ms調(diào)3/4187ms調(diào)2/4250ms節(jié)拍延時利用計時器計時此半周期時間，每當(dāng)計時到后就將輸出方波的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腳得到此頻率的方波。 （2）音樂程序查表原理：樂譜格式：每字節(jié)的高字節(jié)為音符代碼,低字節(jié)為節(jié)拍代碼 音符代碼 1 2 3 4 5 6 7

5、8 9 A B C D E F 0 音節(jié) .5 .6 .7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 休止 節(jié)拍代碼 1 2 3 4 5 6 8 A C F 節(jié)拍 1/4 2/4 3/4 1 1(1/4) 1(1/2) 2 2(1/2) 3 3(3/4) （3）定時器的使用及時間延遲，首先對定時器進行初始化設(shè)置TMOD（工作方式）寄存器GATAC/TM1M0GATAC/TM1M0定時器1定時器0門控位：GATE0，TR=1啟動計數(shù)(軟件啟動)；GATE1，TR=1 且 INT=1啟動計數(shù)(硬件啟動)。C/T： 定時或計數(shù)方式選擇位。C/T0，定時工作方式；C/T1,計數(shù)工作方式。M1M0

6、： 工作方式選擇位。M1M000，方式0：13位計數(shù)（TL0-4、TH0-7)M1M001，方式1：16位計數(shù)（TL0-7、TH0-7）M1M010，方式2：8位計數(shù),有自動裝入功能。M1M011，方式3：T0分為兩個8位計數(shù)器,TL0可工作為定時或計數(shù)方式,TH0只能工作為定時方式。設(shè)置TCON（控制）寄存器：TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TR0/TR1：啟動計數(shù)。為1啟動計數(shù)；為0停止計數(shù)。TF0/TF1：計數(shù)溢出。當(dāng)加”1”計數(shù)結(jié)束時為1。本實驗采用定時器T0，工作在方式1 （16位計數(shù)），無自動裝入功能。(4) 83線優(yōu)先編碼器74LSl4874LSl48外引線排列圖

7、74LS148是8-3線優(yōu)先編碼器，其外引線排列如圖2所示。為8個信號輸入，低電平有效。為位代碼輸出（反碼輸出）。為選通輸入端，當(dāng)=0時允許編碼；當(dāng)=1時輸出和被封鎖，編碼被禁止。是選通輸出端，級聯(lián)應(yīng)用時，高位片的端與低位片的端相連接，可以擴展優(yōu)先編碼功能。為優(yōu)先擴展輸出端，級聯(lián)應(yīng)用時可作為輸出位的擴展端。74LS148功能表輸入輸出11111101111111111110000000100100101001101001001110110100111110001001111110101001111111100100111111111101音節(jié)編碼電路硬件連接圖(5)蜂鳴器電路蜂鳴器有交流和直流

8、兩種。直流蜂鳴器驅(qū)動簡單，一旦在引腳上加入直流電源它就會發(fā)出一定頻率的聲音，此時聲音的音調(diào)和音量是固定的；而交流蜂鳴器在這方面則顯得較靈活，輸入聲音信號的頻率和音長是可控的，因此輸出的聲響將更逼真、更悅耳。本實驗儀有一個交流蜂鳴器，由于一般I/O口的驅(qū)動能力有限，因此不用它直接驅(qū)動蜂鳴器，它與P87C52X2的連接方式如下圖所示。Buzzer通過一個跳線與P1.7相連，P1.7輸出不同頻率的方波信號，蜂鳴器就會發(fā)出不同的聲音。如果控制輸出信號的頻率和音長，蜂鳴器則會發(fā)出悅耳的音樂。四、實驗設(shè)計：總體來說，本實驗分為兩大部分：由開關(guān)控制的音階播放程序；由單片機控制的自動音階播放程序（音樂程序）。

9、經(jīng)觀察單片機實驗箱內(nèi)開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，若全部開關(guān)用來播放8個音的話，就沒有多余的開關(guān)用于在音階和音調(diào)之間切換，故我將音階部分縮減和3個開關(guān)，即可代表8種不同狀態(tài)。再分配兩個開關(guān)用于切換音階，音樂部分和歌曲之間的切換。實驗箱硬件連接如圖所示：K0-K2用于表示7個不同的音階，K4選擇音樂曲目，K5切換音階或音樂播放。實驗總體流程圖如下圖所示：五、實驗程序源代碼：ORG 0000HJMP YINJIEORG 000BHLJMP TIM0XUANZE:JNB P3.4,YINJIE ;P3.4為0轉(zhuǎn)音階程序 JMP MUSIC ;為1轉(zhuǎn)音樂播放程序YINJIE: MOV TMOD,#B;主程序初始化，定時

10、器T0工作于方式1 MOV IE,#B ;中斷控制寄存器初始化，定時器/計數(shù)器0中斷允許 CLR TR0 JNB P1.3,XUANZE MOV A,P1 ANL A,#07H ;屏蔽高五位 MOV DPTR,#TABLE MOV R5,#01H ;控制兩拍延時 LCALL SING CLR TR0 JB P3.4,MUSIC ;為1轉(zhuǎn)音樂播放程序 JMP YINJIE;音樂播放程序 MUSIC: JB P3.3,START0 JNB P3.3,START1START0:MOV C,P3.3 ;記錄當(dāng)前播放歌曲狀態(tài) MOV 30H,#00H ; MOV DPTR,#TABLE0 ;音樂簡譜 J

11、MP NEXTSTART1:MOV C,P3.3 MOV 30H,#00H ; MOV DPTR,#TABLE1 ;音樂簡譜NEXT:MOV A,30H MOVC A,A+DPTR ;查表取音調(diào)和節(jié)拍 MOV R2,A ;將音調(diào)和節(jié)拍存入R2 JZ END0 ;為零,不進行處理. ANL A,#0FH MOV R5,A ;將節(jié)拍存入R5 MOV A,R2 SWAP A ;半字節(jié)交換 ANL A,#0FH MOV DPTR,#YINDIAO JNZ SONG ;根據(jù)音調(diào)決定是否演奏.SONG: LCALL SING CLR TR0 INC 30H JNB P3.4,BACK ;再次查詢P3.4，

12、為0轉(zhuǎn)音階程序 JB P3.4,CONTINUEBACK:AJMP YINJIESING: DECA MOV22H,A RLA ;左循環(huán) MOVCA,A+DPTR MOV TH0,A MOV21H,A MOVA,22H RLA INCA MOVCA,A+DPTR MOVTL0,A MOV20H,A SETBTR0 LCALL DELAY RETCONTINUE: JB P3.3,CHANGE1 ;查詢P3.3,為1 JNB P3.3,CHANGE0 CHANGE1: ANL C,P3.3 MOV DPTR,#TABLE0 JC NEXT ;P3.3狀態(tài)仍為1不變，繼續(xù)取下一個音符 JNC ST

13、ART1 ;P3.3狀態(tài)改變，歌曲切換CHANGE0: ORL C,P3.3 MOV DPTR,#TABLE1 JNC NEXT ;P3.3狀態(tài)為0不變，繼續(xù)取下一個音符 JC START0 ;P3.3狀態(tài)改變，歌曲切換 END0:CLR TR0 JB P3.3,START0 JNB P3.3,START1TIM0: ;定時器中斷服務(wù)程序 PUSH ACC PUSH PSW MOV TL0,20H ;重賦初值. MOV TH0,21H CPL P1.7 POP PSW POP ACC RETIDELAY:MOV R7,#02H ;延時187ms子程序D2: MOV R4,#187D3: MOV

14、 R3,#248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAY RETTABLE: ;定時常數(shù)T值表 DW 64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030YINDIAO: ;決定音調(diào)的定時初值.DW 64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178,65217TABLE0: ;安靜DB 62H,62H,62H,51H,41H,32H,32H,52H,52H,41H,51H,42H,44H,12H,

15、62HDB 51H,41H,42H,42H,42H,44H,12H,62H,51H,41H,42H,42H,52H,54H,02HDB 02H,62H,62H,62H,62H,51H,41H,32H,32H,52H,52H,51H,41H,42H,44H,2H,62HDB 51H,41H,42H,42H,52H,51H,52H,61H,74H,02H,72H,72H,72H,72H,62H,51H,41H,42HDB 42H,42H,41H,51H,52H,54H,04H,02H,12H,82H,82H,82H,72H,62H,52H DB 52H,52H,63H,61H,64H,02H,12

16、H,72H,72H,72H,62H,62H,52H,42H,42HDB 42H,32H,42H,12H,12H,62H,62H,62H,72H,62H,72H,62H,52H,52H,42H,52H,00HTABLE1: ;歡樂頌DB 64H,64H,74H,84H,84H,74H,64H,54H,44H,44H,54H,64H,66H,52H,01H,54H,02HDB 64H,64H,74H,84H,84H,74H,64H,54H,44H,44H,54H,64H,56H,46H,02HDB 54H,54H,64H,44H,54H,62H,72H,64H,44H,54H,62H,72H,64H,54HDB 44H,54H,14H,64H,64H,74H,84H,84H,74H,64H,72H,52H,44H,44H,54H,64H,56H,42H,44H,04H,00H