51单片机串口通信及电子音响解析

1、项目一：电子音响1.1 实训目的了解计算机发出不同音调声音的编程方法。1.2 实训内容编写单片机程序组成乐谱，用I/O接口 P1.7 口输出,经过功率放大控制喇叭演奏 一首完整的歌曲。(歌曲自选1.3 编程提示利用单片机内部的定时器可以产生不同周期(频率的脉冲信号，输出的信号再经过 功率放大电路可以驱动喇叭等电声设备发出声音。(1要产生音频信号，只要知道某一音频的周期(1/频率，然后将此周期除以2即为 半周期的时间，利用定时器定时产生半周期时间，计时到后反相输出，重复此过 程即得到此频率的脉冲信号。(2让定时器工作在定时方式，改变定时时间常数 TH0及TL0,以产生不同的频率。(3把整首歌曲的

2、乐谱信息存储在单片机数据存储区中一段连续的区域。 每个音符 使 用一个字节，字节的高四位代表音符的高低，低四为代表音符的节拍。 演奏 时连续读取音符 数据，在程序中分析处理后输出相应的脉冲信号。1.4 实训电路图1-11.5 实训步骤实验连线：把P1.7用导线连至VIN插孔上，打开音频驱动单元的按钮开关。编写并运行程序，验证歌曲演奏效果。附件:音乐播放器软件设计相关知识音乐相关知识在设计之前，我们还需要了解一些音乐的相关知识。 在人类还没有产生语言 时, 就知道利用声音的高低、强弱等来表达自己的思想和感情。声带、琴弦等物体 振动时会发出声波，声波通过空气传播进入人耳，人们就听到了声音。 声音有

3、 噪音和乐音之分，振动有规律的声音是乐音，如人声带发出的歌声、由琴弦发出 的琴音等。音乐中所用的声音主要是乐音。乐音听起来有的高，有的低，这就叫音高。音高是由发音物体振动频率的高低决定的，频率高声音就高，频率低GNDSPEAKER就低。比如，女人唱歌时声带振动频率高，男人唱歌时声带振动频率低，所以男 声比女声低。音乐中所用乐音的范围从每秒钟振动16次的最低音到每秒钟振动 4186次的最高音，大约97个。现在最大的钢琴可以奏出其中的 88个音，是音乐范围最 大的乐器。人唱歌时因受生理限制，所能唱出的乐音仅是乐音范围中的一小部分。 不同音高的乐音是用 C、D、E、F、G、A、B来表示的，这7个 字

4、母就是乐音的音名，它们一般依次唱成 DO、RE、MI、FA、SO、LA、 SI，即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音，这是唱曲时 乐音的发音，所以叫唱名。把 C、D、E、F、G、A、B这一组音的 距离分成12个等份，每一个等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半 音”的，就叫“全音”。在钢琴等键盘乐器上，C-D、D-E、F-G、G-A、A-B 两音之间隔着一个黑键，它们之间的距离就是全音；E-F、B-C两音之间没有黑 键相隔，它们 之间的距离就是半音。通俗地说，那些唱成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音，那些在 它们的左上角加上 #号（如#4、#

5、1或者b号（如b7、b3的叫变化音。#叫开 记号,表示把音在原来的基础上升高半音；b叫降记号，表示把音在原来的基础上 降低半音。音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同的频率，这样 就 可以利用不同的频率的组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。在设计中我将音乐的简谱编成音符表和节拍表。 所谓简谱，是指一种简易的记 谱法。有字母简谱和数字简谱两种。 一般所称的科谱，系指数字简谱。 数字 简 谱以可动唱名法为基础，用1、2、3、4、 5、6、 7代表音阶中的7个 基本音级，读音为do、 re、 mi、fa、 sol、 la、

6、si ,休止以 O表示。 每一个数字的时值名相当 于五线谱的4分音符了解音乐的一些基本知识后可知，产生不同频率的音频脉冲，不同频率的脉 冲 经滤波放大电路驱动喇叭，就会发出不同的音调。对于单片机而言，产生不同频率的脉冲非常方便，可以利用它的定时/计数器T0,工作模式1,设定计数值 TH0和TL0,定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平,下 一次反转发出脉冲高电平。因为定时参数不同，所以产生不同频率的脉冲信号。在此情况下，C调的各音符频率与在12Mz的单片机下的计数值 T的对照表 4.1所示。T的值决定了 TH0和TL0的值,其关系如下。TH0=T/256, TL0=T%6。表

7、4.1 C调各音符频率与计数值 T （12Mz单片机,T0工作模式1对照表蜘点Rjr T -'=外舒她率马增应CTlfli低IDOM221763731中3SD7JU:二 2UL«SO»Hl!M9U311tiaraT fiA啊在必«耳帐5MI、如fm)ilgUU中7SIyitx1-4FA*37()0阂足g1-M66WS8收5S0刑之制卜# D加IIg也力止A*5S0-415(M.UI2REH7J65 i 10蛀加力44064400045*51 M4+6.'.!i .All65( 57tLTLrt4S4A #fa!39T! IDO645ftfr65凶青

8、W5541 ?SO156S652175873Mg於2百-2KL*622i.'.i tLA17M65252:l' 5MI65Vrum】版3他中aFaMR尚7SI中&652 ft*除了音符以外，节拍也是音乐的关键组成部分。节拍实际上就是音持续时间的长短，在单片机系统中可以用延时来实现。如果 1/4拍的延时设为0.1秒，则1拍的延时是0.4秒。只要知道1/4拍的延时时间， 其余的节拍延时时间就是它的倍数。表4.2所示白勺为1/4节拍和1/8节拍的延时时间设定。表4.2 1/4节拍和1/8节拍的延时时间曲倜伯口幽悔孙）过时DEI AY曲第但口用节拚）琏时DiEi AY诅加调4/

9、4h2ms调阴ms调3a弊94ms当如25nms状2/4125 ms单片机产生不同频率脉冲信号的原理：1要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲（1/频率，然后将此周期除以2,即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期的时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期的时间再对I/O反相，就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。2利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0 及TL0以产生不同频率的方法如下：例如,频率为523Hz，其周期天/523 S=1912uS|3此只要令计数器计时956uS/1us=956在每计数 956次时就将I/O反接,就可得

10、到中音 DO (532Hz。计数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/Fr(N :计数值，Fi :内部计时一次为1uS ,故其频率为1MHz , Fr :要产生的频率3 其计数值的求法如下：T=65536-N=65536-Fi/2/Fr计算举例：设 K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,求低音 DO (261Hz、中音 DO (523Hz、高音DO (1046Hz的计数值。T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000Fr=65536500000/Fr低音 DO 的 T=65536-500000/262=63627中音 DO 的 T=65536-5

11、00000/523=64580高音 DO 的 T=65536-500000/1047=650594每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的 节拍，下表为节拍码的对照。但如果 1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒，只要设定 延 迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4节拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY , 以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数，5建 立音乐的步骤：1、先把吧乐谱的音符找出，然后由上表建立T值表的顺序。2、把T值表建立在TABLE1,构成发音符的计数值放在“ TABLE”。3、简谱码(音符为高位，节拍为W拍数为低4位，音

12、符节拍码放在 程序的“TABLE 处。1.6程序流程图JI嫡1.7 程序设计源程序设计如下:org 0000h sjmp main org 000bh mov th0,r1 mov tl0,r0 cpl p1.7 retimain: mov tmod,#01h mov ie,#82h mov dptr,#tab loop: clr a move a,a+dptr mov r1,a inc dptr clr amove a,a+dptr mov r0,a orl a,r1 jz next0 mov a,r0 anl a,r1 cjne a,#0ffh,next sjmp main next: m

13、ov th0,r1 mov tl0,r0 setb tr0 sjmp nextl nextO: clr tr0 nextl: clr a inc dptr movc a,a+dptr mov r2,a loopl: acall d200c djnz r2,loop1 inc dptrajmp loop d200c: mov r3,#81hd200b: mov a,#0ffhd200a: dec ajnz d200adec r3cjne r3,#00h,d200brettab: db 0feh,25h,04h,0feh,25h,02h db 0feh,25h,02h,0fdh,80h,04h d

14、b0feh,84h,02h,0feh,84h,02h db 0feh,84h,04h,0feh,25h,04h db0feh,25h,02h,0feh,84h,02hdb 0feh,0c0h,04h,0feh,84h,02h db 0feh,98h,02h,0feh,84h,02h db0feh,57h,08h,00h,00h,04h db 0ffh,0ffhend上面程序歌曲表为新年好的乐谱项目二：MCS-51 行口应用实训（一）双机通信1.1实训目的掌握用行口工作方式的程序设计，掌握单片机通信程序编制方法。 了解实现 串行通信的硬环境，数据格式的协议，数据交换的协议。掌握双机通信的原 理和

15、方法。1.8 实训内容利用MCS-51单片机用行口，实现双机通信。本实验将1号实验机键盘上键入的数字显示到2号实验机的数码管上。1.3实训电路1.9 实训步骤1.9.1 实训连线用随机所配的串行通信电缆把两台实验仪RS2329芯串行接口相连。1.9.2 PC 环境1号机发送，2号机接收1号机:在与PC联机状态下，编辑、调试程序，然后编译、连接、下载程序，退出系统联机状态，释放串口；在“ P. ”状态下按F2功能键，使系统进入用行口出借状态，显 示“ P”，键入“ EXEC ”用连续方式运行程序。2号机:在与PC联机状态下，编辑、调试程序，然后编译、连接、下载程序，退 出系统联机状态，释放串口

16、；在“ P. ”状态下按F2功能键，使系统进入用行口出 借状态，显示“ P”，键入“ EXEC ”用连续方式运行程序。在1号机上输入数字键通过用行口发送到2号机的LED显示器上。同理亦可实现从2号机键盘输入数字串行发送到1号机的LED显示器上。1.9.3 观察运行结果以连续方式运行程序，观察LED显示器数据收发是否正常。1.10 程提示由任务可知，对于一个单片机系统而言，要求程序要完成的功能一是将本机的 按键通过串口用异步通信的方式发送出去，二是对接收到另一单片机传送到用 口的数据，先保存下来，再送LED数码管依次显 示出来。因此，程序将为分三个 部分组成，其一是随时扫描键盘，如 果有键按下，

17、则调用串口发送程序；其二是申 口接收程序,只要有数据到了，就执行数据接收程序,并把数据送到显示数组里；其三是动 态显示程序。为了完成这三个并行任务，最简单的方法采用中断进行 任务分配, 将用口接收程序使用用口中断对输入的数据进行检测和接收，将动态显示程序使用定时中断完成，而键盘扫描则采用主程序实 时检测。1.11 考程序流程1.12 序代码OUTBIT EQU 08002 ;数码管位控制口 OUTSEG EQU 0800 ;数码管段控制口IN EQU 0991 ;键盘读入口HASRCV EQU 20H.0 ;接受标志位 LEDBUF EQU 40H ;显示缓冲RECBUF EQU 50H ;接

18、受缓冲ORG 0000HLJMP STARTORG 0023H;用口中断入口LJMP SINLEDMAPDB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HDELAY:MOV R7,#0DELAYLOOP:DJNZ R7, DELAYLOOP DJNZ R6, DELAYLOOP RETDISPLAYLED:MOV R0, #LEDBUFMOV R1,#6MOV R2,#00100000BLOOP:MOV DPTR,#OUTBIT MOV A,#0MOVX DPTR,AMOV A,R0MOV DPTR,#OUT

19、BIT MOV A,R2MOVX DPTR,AMOV R6,#1CALL DELAYMOV A,R2RR AMOV R2,AINC R0DJNZ R1,LOOPRETTESTKEY:MOV DPTR,#OUTBIT MOV A,#0MOVX DPTR,AMOV DPTR,INMOVX A,DPTRCPL AANL A,#0FHRETKEYTABLE:DB 16H,15H,14H,0FFHDB 13H,12H,11H,10HDB 0DH,0CH,0BH,0AHDB 0EH,03H,06H,09HDB 0FH,02H,05H,08HDB 00H,01H,04H,07HGETKEY: MOV DPT

20、R,#OUTBIT MOV P2, DPHMOV R0, #LOWMOV R1, #00100000BMOV R2, #6KLOOP:MOV A,R1CPL AMOVX DPTR,ACPL ARR AMOV R1, AMOVX A,R0CPL AANL A,0FHJNZGOON1DJNZ R2, KLOOPMOV R2, #0FFHSJMP WXITGOON1:MOV R1, AMOV A,R2DEC ARL ARL AMOV R2, AMOV A,R1MOV R1, LOOPCEXIT :MOV A,R2MOV DPTR,#KEYTABLE MOVC A,A+DPTRMOV R2, AWAETRELEASE: MOV DPRT,#OUTBIT CLR A MOVX DPTR,A MOVR6,#10 CALL DELAY CALL T