c51單片機(jī)課程設(shè)計——電子琴

1、；.課程設(shè)計報告姓名：曹 飛 龍班級：101班學(xué)號：10101230課程設(shè)計名：簡易電子琴指導(dǎo)老師：胡啟龍一、概述：本系統(tǒng)設(shè)計制作一個可演奏的電子琴。綜合應(yīng)用了兩項設(shè)計：（1）能產(chǎn)生純音，了解音調(diào)高低的控制方法，用鍵盤代替電子琴的鍵盤，控制演奏音樂。（2）演奏一支樂曲（天空之城）。 那音階要怎么使用C51單片機(jī)產(chǎn)生呢？C51在這項工作中運(yùn)用它哪些資源呢？我們怎么實現(xiàn)一個按鍵對應(yīng)一個音階呢？二、系統(tǒng)描述：（1）我們從初中開始就知道，聲音是由振動產(chǎn)生的，基本的這7個音階的頻率之間滿足某種數(shù)學(xué)關(guān)系由低到高排列的自然音，所以我們可以通過改變單片機(jī)輸出頻率就可以得到不同的音階；（2）為了得到精確的頻率（

2、周期的倒數(shù)），我們可以使用C51單片機(jī)定時中斷模塊。（3）通過判斷按鍵是否被按下，然后執(zhí)行該按鍵按下時的函數(shù)（在程序中是改變T1的初值得到實現(xiàn)）。需要注意的是，在該程序中讓8051的內(nèi)部定時器使其工作在計數(shù)器模式MODE1下,改變記數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法。例如頻率為523HZ,其周期T=1/523=1912微秒,因此只要令計數(shù)器定時956/1=956在每記數(shù)9次時將I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。記數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下：N=Fi/2/Fr N：記數(shù)值Fi：內(nèi)部計時一次為1微秒故其頻率為1MHZ Fr；要產(chǎn)生的頻率起記數(shù)值的求法如下：T65536N65536

3、Fi2Fr例如：設(shè)K65536，F(xiàn)1000000Fi1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的記數(shù)值。T65536N65536Fi2Fr6553610000002Fr65536500000Fr低音D0的T6553650000026263627中音D0的T6553650000052364580低音D0的T65536500000104765059詳細(xì)的音階頻率與計數(shù)初值可參考附錄一；三、電路設(shè)計1單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊2.三極管信號放大模塊揚(yáng)聲器發(fā)出對應(yīng)音符模塊如下：3.按鍵電路模塊：四程序設(shè)計：本系統(tǒng)的程序流程圖如下：開始模塊初始化音樂控制按鍵是否按下？播放音樂音符按鍵是否按下

4、？播放音符按鍵所對應(yīng)的音符終止程序如下：#include <reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit kongzhi=P11;sbit fm=P10; /蜂鳴器輸出的IO口uchar timeh,timel,i=8,t; /timeh，timel為定時器高低4位，i為演奏音符個數(shù)uchar code yinyue=0x63,0x71,0x83,0x71,0x82,0xA2,0x76,0x32,0x32,0x63,0x51,0x62,0x82,0x54,0x32,0x32,0x42,0x32,0x

5、42,0x11,0x32,0x81,0x81,0x81,0x73,0x41,0x41,0x71,0x74,0x63,0x71,0x83,0x71,0x82,0xA2,0x74,0x31,0x31,0x63,0x51,0x62,0x82,0x54,0x31,0x42,0x83,0x71,0x71,0x83,0x91,0x91,0xA1,0x82,0x83,0x71,0x61,0x61,0x72,0x51,0x66,0xff;/-簡譜-/1-7代表中音dosi,8代表高音douchar code yinfu=0x11,0x21,0x31,0x41,0x51,0x61,0x71,0x81,0xff;

6、/-簡譜音調(diào)對應(yīng)的定時器初值-uchar code cuzhi= 0xff,0xff, /占位符0xFC,0x44,0xFC,0xAD,0xFD,0x0A,0xFD,0x34,0xFD,0x83,0xFD,0xC8,0xFE,0x06, /中音dosi的T計數(shù)初值0xFE,0x22,0xFE,0x57,0xFE,0x85,0xFE,0x9B,0xFE,0xC2,0xFE,0xE4,0xFF,0x03; /高音do的T計數(shù)初值void delay1ms(unsigned int ms); /延時ms毫秒子程序void delay165ms(uint z); /延時165ms,即1/4拍子程序vo

7、id keysong(); /演奏子程序int key();void song();main()kongzhi=1;EA=1; /開總中斷ET0=1; /開定時器0TMOD=0x01; /定時器0工作在方式1TH0=0;TL0=0;TR0=1;P3=0xff;while(1) if(kongzhi=0)song();elsekey(); keysong(); void song()uint temp;uchar jp; /jp是簡譜18的變量t=0;while(1)temp=yinyuet; if(temp=0xff) break; /到曲終則跳出循環(huán) jp=temp/16; /取數(shù)的高4位作

8、為音調(diào)if(jp!=0)timeh=cuzhijp*2; /取T的高4位值timel=cuzhijp*2+1; /取T的低4位值elseTR0=0;fm=1; /關(guān)蜂鳴器delay165ms(temp%16); /取數(shù)的低4位作為節(jié)拍TR0=0; /唱完一個音停10msfm=1;delay1ms(10); TR0=1; t+;TR0=0;fm=1;void timer0() interrupt 1 /定時器0溢出中斷子程序用于產(chǎn)生各種音調(diào)TH0=timeh;TL0=timel;fm=fm; /產(chǎn)生方波void keysong()uint temp;uchar jp; /jp是簡譜18的變量i=

9、key();delay1ms(50);if(i!=8)TR0=1;temp=yinfui; jp=temp/16; /取數(shù)的高4位作為音調(diào)if(jp!=0)timeh=cuzhijp*2; /取T的高4位值timel=cuzhijp*2+1; /取T的低4位值elseTR0=0;fm=1; /關(guān)蜂鳴器delay165ms(temp%16); /取數(shù)的低4位作為節(jié)拍TR0=0; /唱完一個音停10msfm=1;delay1ms(10); /TR0=1;/i+;TR0=0;fm=1;int key()switch(P2)case 0xfe: return 0;case 0xfd: return 1

10、;case 0xfb: return 2;case 0xf7: return 3;case 0xef: return 4;case 0xdf: return 5;case 0xbf: return 6;case 0x7f: return 7;default: return 8;/函數(shù)名：delay165ms/函數(shù)功能：采用軟件實現(xiàn)延時約z*165ms/形式參數(shù)：無 /返回值：無void delay165ms(uint z) /延時165ms,即1/4拍uint x;for(x=0;x<z;x+) delay1ms(165);/函數(shù)名：delay1ms/函數(shù)功能：采用軟件實現(xiàn)延時約ms*1

11、ms/形式參數(shù)：無 /返回值：無void delay1ms(unsigned int ms) unsigned int i,j; for(j=0;j<ms;j+) for(i=0;i<0x100;i+); 五制作與調(diào)試： 最后制作出的成品：六測試結(jié)果。該成品外觀雖然不夠美觀，但是播放音樂功能，一個按鍵對應(yīng)一個音階的功能十分到位?？偟膩碚f，對于該成品老師和同學(xué)達(dá)成了同一共識：雖然丑了點，但很“溫柔”（聲音較?。?。七結(jié)論。本次綜合設(shè)計主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這次課程，我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，更加熟悉了51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)以及它的實用，基本了解了電子產(chǎn)品

12、的開發(fā)流程和所要做的工作。 通過課程設(shè)計，我學(xué)到了很多，這些不僅僅局限于鞏固復(fù)習(xí)了課本上知識點，還鍛煉了自己分析問題以及動手實際操作的能力，將以前學(xué)過的零散的知識串到一起，學(xué)以致用。本系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了按下鍵盤，揚(yáng)聲器播放對應(yīng)的音符，同時單個程序也能播放歌曲，不足之處在于不能將按鍵和播放音樂的程序不能完美融合，只能在一定范圍內(nèi)滿足按鍵或播放歌曲一種需要，且播放的聲音太小，放大電路的選擇方面的工作做得不是很好。附錄一：音階頻率與計數(shù)初值對照表：音符頻率計數(shù)處之音符頻率計數(shù)初值音符頻率計數(shù)初值低音12200xefa9中音14400xf7d8高音18800xfbef低音22470xf173中音24940xf8bd高音29880x