單片機(jī)課設(shè)電子音響

1、.專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告專業(yè)： 電子信息工程班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師 ：.專業(yè).專注.2014 年7月18日電子音響實(shí)驗(yàn)一、設(shè)計(jì)目的了解計(jì)算機(jī)發(fā)出不同音調(diào)聲音的編程方法。二、設(shè)計(jì)內(nèi)容用定時(shí)器產(chǎn)生不同頻率的方法，組成的樂譜由單片機(jī)進(jìn)行信息處理，經(jīng)過放大后用 8031 的 P1.0 口輸出音樂 。三、預(yù)備知識(shí)1.單片機(jī)8031 和 8051 是最常見的 mcs51 系列單片機(jī) ，是 inter 公司早期的成熟的單片機(jī)產(chǎn)品 ，應(yīng)用范圍涉及到各行各業(yè) ,下面介紹一下它的引腳圖等資料 。.專業(yè).專注.<8031 ， 8051 管腳圖 >8031,8051 引腳功能（ 1）主電源引腳 Vss 和

2、Vcc Vss 接地 Vcc 正常操作時(shí)為 +5 伏電源（ 2）外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1:引腳 18，內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸入端 ，是外接晶體的一個(gè)引腳。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí) ，此引腳接地 。 XTAL2:引腳 19，內(nèi)部振蕩電路反相放大器的輸出端 。是外接晶體的另一端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí) ，此引腳接外部振蕩源 。（ 3）控制或與其它電源復(fù)用引腳 RST/VPD，ALE/PROG， PSEN ，EA/VPP RST/VPD：引腳 9，復(fù)位輸入信號(hào) 。 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí) ，在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平 （由低到高跳變 ），將使單片機(jī)復(fù)位在 Vcc 掉電期間 ，此

3、引腳可接上備用電源 ，由 VPD 向內(nèi)部提供備用電源 ，以保持內(nèi)部 RAM 中的數(shù)據(jù)。 ALE/PROG：引腳 30,地址鎖存有效信號(hào) ，其主要作用是提供一個(gè)適當(dāng)?shù)亩〞r(shí)信號(hào) ，在它的下降沿用于外部程序存儲(chǔ)器或外部數(shù)據(jù)存貯器的低8 位地址.專業(yè).專注.鎖存，使總線 P0 輸出 / 輸入口分時(shí)用作地址總線 （低 8 位）和數(shù)據(jù)總線 ,此信號(hào)每個(gè)機(jī)器出現(xiàn) 2 次 ,只是在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器期間才不輸出 ALE。所以 ，在任何不使用外部數(shù)據(jù)存貯器的系統(tǒng)中 ，ALE 以 1/6 振蕩頻率的固定速率 輸出，因而它能用作外部時(shí)鐘或定時(shí) ， 8751 內(nèi)的 EPROM 編程時(shí) ，此端輸編程脈沖信號(hào)。 PSEN

4、: 引腳 29, 程序選通有效信號(hào) ,當(dāng)從外部程序存貯器讀取指令時(shí)產(chǎn)生，低電平時(shí) ，指令寄存器的內(nèi)容讀到數(shù)據(jù)總線上 。外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端 ，在從外部程序存儲(chǔ)取指令 （或數(shù)據(jù)）期間，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)兩次有效 。 同樣可以驅(qū)動(dòng)八 LSTTL輸入 。 EA/VPP： 引腳 31，當(dāng)保持 TTL 高電平時(shí) ，如果指令計(jì)數(shù)器小于 4096 ，8051 執(zhí)行內(nèi)部 ROM 的指令， 8751 執(zhí)行內(nèi)部 EPROM 的指令，當(dāng)使 TTL 為低電平時(shí)， 從外部程序存貯器取出所有指令 ，在 8751 內(nèi)的 EPROM 編程時(shí)，此端為 21V 編程電源輸入端 。對(duì)于 EPROM 型單片機(jī) ，在 EPRO

5、M 編程期間 ，此引腳上加 21 伏 EPROM 編程電源 （ Vpp ）。（ 4）串行口 P0.0P0.7: 通道 0，它是 8 位漏極開路的雙向 I/O 通道，當(dāng)擴(kuò)展外部存貯器時(shí) ，這也是低八位地址和數(shù)據(jù)總線 ，在編程校驗(yàn)期間 ，它輸入和輸出字節(jié)代碼，通道 0 吸收 / 發(fā)出二個(gè) TTL負(fù)載 。 P1.0P1.7: 通道 1 是 8 位擬雙向 I/O 通道，在編程和校驗(yàn)時(shí) ，它發(fā)出低8位地址。通道 1 吸收 / 發(fā)出一個(gè) TTL 負(fù)載 。 P2.0P2.7:通道 2 是 8 位擬雙向 I/O 通道，當(dāng)訪問外部存貯器時(shí) ，用作高8 位地址總線 。通道 2 能吸收 / 發(fā)出一個(gè) TTL 負(fù)載

6、。 P3.0P3.7:通道 3 準(zhǔn)雙向 I/O 通道 。通道 3 能吸收 / 發(fā)出一個(gè) TTL 負(fù)載，P3 通道的每一根線還有另一種功能：P3.0:RXD，串行輸入口 。P3.1:TXD，串行輸出口 。P3.2:INT0，外部中斷 0 輸入口 。P3.3:INT1，外部中斷 1 輸入口 。P3.4:T0，定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 0 外部事件脈沖輸入端 。P3.5:T1，定時(shí)器 / 計(jì)數(shù)器 1 外部事件脈沖輸入端由于 8031 其優(yōu)越性 :1.內(nèi)部 flash 支持 IAP 編程 ,非常便于現(xiàn)場(chǎng)或遠(yuǎn)程軟件修.專業(yè).專注.改 ,調(diào)試 ,升級(jí) ,也可保護(hù)數(shù)據(jù) .簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì) ,省去了通常外部擴(kuò)展的 2

7、4XX 系列或 93XX 系列或小容量并行 E2PROM, 元件數(shù)減少 ,PC面積減小 ,系統(tǒng)可靠性增加 ,總體成本下降 .2. 保密性好 3.片內(nèi) FLASH 容量大 ,空間利用率高 4.性能價(jià)格比及高，所以對(duì)于本次電子音箱設(shè)計(jì) ，采用 8031 單片機(jī) 。2、蜂鳴器蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器 ，采用直流電壓供電 ，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī) 、打印機(jī) 、復(fù)印機(jī) 、報(bào)警器 、電子玩具 、汽車電子設(shè)備 、電話機(jī) 、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件 。單片機(jī)上面使用的蜂鳴器一般都是無源電磁式的蜂鳴器 。 它由振蕩器 、電磁線圈 、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成 。接通電源后 ，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過

8、電磁線圈 ，使電磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng) ，振動(dòng)膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲 。3、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(shí)間 ，利用計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí) （此半周期時(shí)間 ），計(jì)時(shí)到后即反向輸出 ，重復(fù)此過程即得到此頻率的脈沖 。4、讓定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式 ，改變計(jì)數(shù)值 TH0 及 TL0，以產(chǎn)生不同的頻率。5、每個(gè)音符使用一個(gè)字節(jié) ，字節(jié)的高四位代表音符的高低 ，低四位代表音符的節(jié)拍 。6 、低音1 至高音1 所對(duì)應(yīng)的頻率 (Hz)依次是 ： 131 、 147 、 165 、 175 、196 、220 、247 、 262 、294

9、 、330 、349 、392 、 440 、494 、523 。 乘以二就提升該聲音一個(gè)八度音階 ，減半則降一個(gè)八度 。四、設(shè)計(jì)線路圖VCCRD3 2'SPEAKERLB1-1 KGC4 1.專業(yè).專注J3_ 1LB1+9 01.2SINRD3 23VCCP1. 01 K21RD3 115RD3 31.五、實(shí)驗(yàn)步驟1、把 P1.0 用插針連至 SIN 插孔上 。要輸出某一曲調(diào) ，必須知道此曲調(diào)所包括的音符以及每個(gè)音符所占的節(jié)拍。一般說來 ，單片機(jī)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，也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音 。因此單片機(jī)奏樂只需弄清楚兩個(gè)概念即可，

10、也就是 “音調(diào) ”和“節(jié)拍 ”。音調(diào)表示一個(gè)音符唱多高的頻率，節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長(zhǎng)的時(shí)間。一個(gè)音符用一個(gè)字節(jié)的代碼表示，字節(jié)高四位代表音符高低，低四位代表音符的節(jié)拍數(shù)。要產(chǎn)生音頻信號(hào) ，只要算出該音頻的周期 。利用定時(shí)器定時(shí)半個(gè)周期時(shí)間，每當(dāng)定時(shí)時(shí)間到達(dá)就將輸出音頻的P1.0 反相，然后重復(fù)定時(shí)半個(gè)周期 ，再將 P1 0 反相，如此反復(fù)就可在 P10 引腳上得到該音頻信號(hào) 。只要改變計(jì)數(shù)初值 THO、 TLO 就可以產(chǎn)生不同的音頻信號(hào)。2、電子音響驅(qū)動(dòng)區(qū)的短路片連下邊LB，選喇叭 。3、調(diào)試、運(yùn)行程序 （見后面）。將播放 “蘭花草 ”歌曲。六、程序代碼SPK EQU P1.0 ; 蜂鳴器所在

11、端口.專業(yè).專注.ORG 0000HJMP STARTSTART:MOV R3,#00HNEXT:MOV A,R3MOV DPTR,#TABLEMOVC A,A+DPTRJZ STARTMOV R7,AINC R3MOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV R2,AACALL SONGINC R3SJMP NEXT;=;=歌曲播放子程序=SONG:MOV A,R2 ;取出節(jié)拍RL AJNZ KEEPMOV A,#01HKEEP:MOV R2,AREPEAT:ACALL EIGHTHDJNZ R2,REPEATRET.專業(yè).專注.;= = ;= 產(chǎn)生 1/8 拍延時(shí)子程序 = EIGHTH

12、:MOV A,R7 ;查表取出廷時(shí)參數(shù) ,保存到 R4MOV DPTR,#DELAY_TMOVC A,A+DPTRMOV R4,AMOV A,R7 ;查表取出 1/8 拍周期數(shù) ,保存到 R5MOV DPTR,#S_PARAMOVC A,A+DPTRMOV R5,ANEXTCYC:ACALL SOUNDDJNZ R5,NEXTCYCRET;= = ;= 發(fā)聲子程序 =SOUND:SETB SPKACALL SDELAYCLR SPKACALL SDELAYRETSDELAY:MOV A,R4 ;廷時(shí)值在 R4 內(nèi)MOV R0,AXL2:MOV R1,#03HDL1:.專業(yè).專注.NOPDJNZ

13、 R1,DL1DJNZ R0,XL2RET;=;=1/8 拍周期表=S_PARA:DS 1DHDB 15H,16H,00DB 19H,00H,1CH,00H,1FH,21H,00H,25HDB 00H,29H,2CH,00H,31H,34H,37H,00HDB 3EH,41H,00H,49H,00H,52H,57H,00HDB 62H;=;=延時(shí)參數(shù)表=DELAY_T:DS 1DHDB 7EH,77H,00HDB 6AH,00H,5EH,00H,54H,4FH,00H,46HDB 00H,3FH,3BH,00H,35H,32H,2FH,00HDB 2AH,27H,00H,23H,00H,1FH

14、,1DH,0C0HDB 1AH;=;=歌曲表蘭花草 =TABLE:DW 2202H,2902H,2902H,2902H,2906H,2702H ;我從山中來DW 2502H,2702H,2502H,2402H,2208H ;帶著蘭花草DW 2E02H,2E02H,2E02H,2E02H,2E06H,2C02H ; 種在小園中DW 2902H,2C02H,2D02H,2A02H,2908H ;祈禱花開早.專業(yè).專注.DW 2902H,2E02H,2E02H,2C02H,2906H,2702H ;一日看三回DW 2502H,2702H,2502H,2402H,2206H,1D02H ;看得花時(shí)過D

15、W 1D02H,2502H,2502H,2402H,2206H,2902H ;蘭花卻依然DW 2702H,2502H,2402H,2002H,2208H ;苞也無一個(gè)DW 0000H ;END七、設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì) ，編寫軟件使用的是匯編語言。因?yàn)閰R編語言是面向機(jī)器硬件的.專業(yè).專注.語言，助記符指令和機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng) ，用匯編語言編寫的程序效率高 ，占用存儲(chǔ)空間小 ，運(yùn)行速度快 ，用匯編語言能編寫出最優(yōu)化的程序 。 能直接管理和控制硬件設(shè)備 （功能部件 ），它能處理中斷 ，也能直接訪問存儲(chǔ)器及 I/O 接口電路。本次設(shè)計(jì)報(bào)告主要介紹了用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)介紹了該電路的硬件構(gòu)成和軟件工作過程 ，系統(tǒng)以單片機(jī) 8031 為核心 ，主要采用中斷