單片機課程設計電子音調(diào)發(fā)生器

1、單片機課程設計實驗報告電子音調(diào)發(fā)生器姓名：日期：2009年 6 月 29 日星期一目錄（一）實驗目的.錯誤 !未定義書簽。（二）設計任務及要求.錯誤 !未定義書簽。（三）工作原理及設計思路.錯誤 !未定義書簽。（四）實現(xiàn)功能設計.錯誤 !未定義書簽。（五）軟件設計.錯誤 !未定義書簽。（六）電路設計.錯誤 !未定義書簽。（七）調(diào)試.錯誤 !未定義書簽。（八）實驗體會錯誤 !未定義書簽。（一）實驗目的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）設計任務及要求利用實驗平臺上的開關 k0-k7 和蜂鳴器設計電子音調(diào)發(fā)生器，要求：1利用實驗平臺上開關 k0-k7 進行

2、音調(diào)選擇， 即撥動不同的開關產(chǎn)生不同的音調(diào)，依次撥動 K0K7，蜂鳴器發(fā)出 1234567i 八個音調(diào)。2編寫 2支歌曲，并可進行選擇播放。（三）工作原理及設計思路音節(jié)由不同頻率的方波產(chǎn)生， 音節(jié)與頻率的關系如表 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，每當計時到后就將輸出方波的 I/0 反相，然后重復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，通過跳線選擇器 JP1 將單片機的與蜂鳴器的驅(qū)動電路相連。 這樣輸出不同

3、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 拍為秒， 1/4 拍是秒。只要設定延時時間，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)相應的定時器初值X 可按下法計算：（ 1/2 ） *(1/f)=(12/fose)*(216-x) 即 x=216-(fose/24f)其中 f: 音調(diào)頻率，當晶振 fose= 時，音節(jié)“ 1”相應的定時器初值為 x, 則可得x=63777D=F921H其它的可同樣求得。表 1頻率（ Hz）X(HEX)音調(diào)1262F9212294F9E13330FA8C4349FAD85392FB686440

4、FBE97494FC5Bi523FC8F（四）實現(xiàn)功能設計實現(xiàn)兩個主要功能： 電子琴與音樂播放； 一個輔助功能： 在液晶上顯示相關信息。1、電子琴： 4*4 的矩陣 16 個按鍵，按鍵 0 實現(xiàn)兩個功能的切換，其余按鍵分別發(fā)出音調(diào)低音 5、 6、 7，中音 1、 2、 3、 4、 5、 6、7，高音 1、2、3、4、5。發(fā)音的同時在液晶顯示屏上顯示出對應的音調(diào)。2、音樂播放：按鍵0 實現(xiàn)兩個功能的切換，按鍵1 實現(xiàn)播放類型選擇（單曲循環(huán)播放、所有循環(huán)播放） ，其余按鍵分別對應一首歌。目前已經(jīng)有9 首歌。播放的同時，在液晶上顯示出歌名。（五）軟件設計根據(jù)要實現(xiàn)的功能，流程圖如下：開始系統(tǒng)初始化功

5、能選擇音樂#include <>#include <>#define nop _nop_()#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define PAI_BASE 15#define MUSIC_NUM 9#define SCAN_CYCLE 500#define BEEP P3_3/*液晶顯示相關變量 */sbit LCD_RS = P27;sbit LCD_RW = P26;sbit LCD_EN = P25;static uchar th0_f; 0c0f0c0F0F.Record();."

6、;);break;case 2:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("6.");Record();break;case 3:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("7.");Record();break;case 4:disptime

7、_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("1");Record();break;case 5:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("2");Record();break;case 6:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqk

8、ey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("3");Record();break;case 7:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("4");Record();break;case 8:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreq

9、key-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("5");Record();break;case 9:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string("6");Record();break;case 10:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_ini

10、t();lcd_string("7");Record();break;case 11:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string(".1");Record();break;case 12:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string(".2

11、");Record();break;case 13:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string(".3");Record();break;case 14:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init();lcd_string(".4");Record();break

12、;case 15:disptime_flag=0;P2_4=0;lcd_init();Record_flag+;if(Record_flag=1)Record_counter=0;Record_time=0;lcd_string("Record ");else if(Record_flag=2)lcd_init();lcd_string(" Record play ");Record_music+Record_counter=0x00;Music_flag=1;Rplay_flag=1;TH0=0;TL0=0;TR0=0;while(key=keysca

13、n()!=15);else if (Record_flag=3)lcd_init();lcd_string("Electone ");Music_flag=0;Rplay_flag=0;Record_flag=0;Freq_flag=1;break;case 16:P3_3=0;TR0=0;Record();break;if(key=0) P3_3=0;break;void Music(void)P2_4=0;Freq_flag=1;lcd_init();disptime_flag=1;lcd_string("Music");Music_flag=0;k

14、ey=16;delay(10);s_musicCounter=10;s_tableCounter=0;TR0=0;P3_3=0;while(1)if(s_musicCounter=1)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving(" Happy Birthday ");/ lcd_string(" Happy Birthday ");else if(s_musicCounter=2)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving(" T

15、wo Butterflies ");else if(s_musicCounter=3)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving("Mouse Loves Rice ");else if(s_musicCounter=4)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving(" Awakening ");else if(s_musicCounter=5)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_

16、moving(" dae jang geum ");else if(s_musicCounter=6)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving("walking on Road of Life ");else if(s_musicCounter=7)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving("Most romantic thing");else if(s_musicCounter=8)Music_flag=1;dis

17、ptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving("After 1000 years");else if(s_musicCounter=9)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving("Lonely life");else if(key>10) TR0=0;P3_3=0; while(key2=(key=keyscan() nop;TR0=1;key2=key;if(key=0)P3_3=0;Freq_flag=0;Music_flag=0;K0_flag=0;TR0=0

18、;break;else if(key=1)musicAutoFlag=musicAutoFlag;if(musicAutoFlag=1) P2_4=1;else P2_4=0;else if(key=15) disptime();else if(key>9&&key<15) nop;elses_musicCounter=key-1;s_tableCounter=0;void main(void)/*主程序入口 */IE=0;P0=0xff;P2=0xff;/*初始化 T*/TMOD=0x11;/*Timer0 、Timer1 工作在案 MODE1,16位定時器 */

19、TH1=(65536-10000)/256;/* 設定 Timer1 每 10ms中斷一次 */TL1=(65536-10000)%256;TR1=1;TH0=(65536-SCAN_CYCLE)/256; /*設定 Timer0 每隔 SCAN_CYCLEu中斷一次*/TL0=(65536-SCAN_CYCLE)%256;TR0 = 1;ET0 = 1;ET1 = 1;EA=1;P2_4=0;P3_3=0;/* 關喇叭 */while(1)if(K0_flag=0)Electone();/電子琴功能else Music();/播放音樂/ 定時中斷 0, 用于產(chǎn)生唱歌頻率void timer0

20、() interrupt 1 using 1if(Freq_flag=1)TL0=tl0_f;TH0=th0_f; /調(diào)入預定時值BEEP=BEEP;/取反音樂輸出IOelseTH0=(65536-SCAN_CYCLE)/256; /*設定 Timer0 每隔 SCAN_CYCLEu中斷一次*/TL0=(65536-SCAN_CYCLE)%256;void timer1() interrupt 3 using 2uchar ucharTemp,ucharTemp1,TH0temp,TL0temp; uint temp;static uchar paiCounter,paiNum;TH1=(65

21、536-10000)/256; /* 設定 Timer1 每 10ms中斷一次 8ms*/ TL1=(65536-10000)%256;if(Record_flag=1) Record_time+;timecounter();/時間每秒加一，正常顯示if (Music_flag=1)if(+paiCounter>=paiNum)/*音樂一拍的時間到了 */paiCounter=0;if(Rplay_flag=2) if(TR0=0) TR0=1;s_musicCounter=0x20;switch(s_musicCounter)/*根據(jù)當前音樂編號查找下一個音樂標識碼 */case 0x

22、01:ucharTemp=c_music1s_tableCounter+;break; case 0x02:ucharTemp=c_music2s_tableCounter+;break; case 0x03:ucharTemp=c_music3s_tableCounter+; break; case 0x04:ucharTemp=c_music4s_tableCounter+;break; case 0x05:ucharTemp=c_music5s_tableCounter+; break; case 0x06:ucharTemp=c_music6s_tableCounter+; break

23、; case 0x07:ucharTemp=c_music7s_tableCounter+; break; case 0x08:ucharTemp=c_music8s_tableCounter+; break; case 0x09:ucharTemp=c_music9s_tableCounter+; break;case0x20:ucharTemp=Record_musics_tableCounter+;break;case 0x00:ucharTemp=c_music0s_tableCounter+; break; default:break;if(ucharTemp=0x00)/*如果查到

24、0x00 則表示本首歌曲結束*/Freq_flag=0;paiNum=4*PAI_BASE;/*停止發(fā)聲 */*本首歌曲 結束 后停頓4*PAI_BASE*10ms=600ms再繼續(xù)播放*/P3_3=0;/*把喇叭關掉*/s_tableCounter=0;if(musicAutoFlag=1)/*如果歌曲自動循環(huán)播放功能打開則跳到下一首歌曲*/s_musicCounter+;if(s_musicCounter>(uchar)MUSIC_NUM)s_musicCounter=0x01;else/*如果查到非0x00 則表示是音樂標識碼 */paiNum=(ucharTemp&0x0

25、f)*PAI_BASE;/*音樂標識碼的低四位為節(jié)拍碼 */ucharTemp1=(ucharTemp&0xf0)>>4;/*音樂標識碼的高四位為音頻碼 */if(ucharTemp1=0)/*如果音頻碼為零則表示不發(fā)音 */P3_3=0;Freq_flag=0;temp=65536-SCAN_CYCLE;TH0temp=temp>>8;/*temp/256相當于右移 8 位*/TL0temp=temp-(temp>>8)<<8);/*temp%256*/TH0=TH0temp;TL0=TL0temp;Freq_flag=0;else/*

26、如果音頻碼不為零則按此改變Timer0的中斷周期*/Freq_flag=0;temp=c_musicFrequcharTemp1-1;TH0temp=temp>>8;/*temp/256相當于右移 8 位*/TL0temp=temp-(temp>>8)<<8);/*temp%256*/TH0=TH0temp;TL0=TL0temp;th0_f=TH0;/*保存新的代表音頻的 Timer0 周期值 */tl0_f=TL0;Freq_flag=1;程序說明：在此程序中，主要分為三大塊：1、鍵盤掃描； 2、液晶顯示； 3、音頻產(chǎn)生。程序大部分時間在掃描4*4 矩陣

27、鍵盤，通過線反轉法讀入數(shù)據(jù)，判斷按鍵；若實現(xiàn)的是電子琴功能，則用1602 顯示按鍵對應的譜，若實現(xiàn)的是音樂播放功能，則顯示對應的歌名；音頻產(chǎn)生由T0、T1 兩個定時器來完成， T0 實現(xiàn) I/O/口的反轉，產(chǎn)生音頻， T1 實現(xiàn)延時，即音樂的節(jié)拍。（六）電路設計本電路由 89S52、LCD1602、16 個按鍵、復位電路、 12M晶振、 7805、 9V 電池等組成。完成單片機的基本連接即晶振及復位電路后，用 P1 口 8 個口連接并控制 4*4 ，即 16 個按鍵構成的鍵盤，由 P0 口以及、控制液晶顯示器 LCD1602，用輸出不同音調(diào)的頻率控制蜂鳴器發(fā)音。蜂鳴器電路：晶振及復位電路開關連

28、接電路：LCD1602電路連接：（七）調(diào)試此次實驗的的硬件電路很簡單，外圍電路只有一個4*4矩陣，復位電路，晶振電路，蜂鳴器。主要是軟件的編寫與調(diào)試。在沒加液晶顯示前：問題一：程序?qū)懞?，燒錄在單片機中，單片機沒有反應，經(jīng)檢查硬件電路沒有問題，最后發(fā)現(xiàn)是單片機壞了，換了一塊單片機就可以用了。問題二：當使用電子琴功能的時候，按鍵不放手，會出現(xiàn)嘟嘟聲聲音不連續(xù)改動程序，將放開按鍵設置為關定時器，這樣按鍵不放聲音就連續(xù)。問題三：功能無法切換。功能標志設定為 bit 型，判斷功能的時候用 case 語句，運行時不知什么原因無法判別，將 case 語句改用 if 語句程序可以判別，切換功能可以實現(xiàn)。問題四

29、：在播放音頻的空隙時間有一個固定的音頻雜音。檢查電路，蜂鳴器使用 NPN管來驅(qū)動，在沒有音頻的時候若輸出為高電平， 則三極管飽和導通， 蜂鳴器發(fā)聲，在無需音頻的地方加上 P3_3=0；語句，可以消除雜音。效果明顯。問題五：音樂循環(huán)播放功能無法切換。程序 if 條件出錯，無法切換，改后切換功能可以實現(xiàn)。加上液晶顯示后：問題六：按鍵不靈敏。重新寫程序，在延時程序中加入鍵盤掃描，按鍵靈敏且不影響其他功能的實現(xiàn)。（八）實驗體會硬件電路需要動腦子的地方少， 鍵盤可以買到， 只要插到 P1 口就行，但是為了鍛煉一下自己的動手能力，自己買了 16 個按鍵，一個一個焊上去，焊出 4*4 矩陣，這樣對鍵盤也有根深層次的了解。每次寫程序都有很多收獲， 每