单片机课程设计--电子音调发生器

1、单片机课程设计报告电子音调发生器学院电子信息工程学院、题目电子音调发生器二、设计的任务及要求利用JD51开发板上的按键S1S4和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求：(1)利用JD51开发板上的按键 S1S4进行音调选择，即按下不同的开关产生不同的音调，依 次按动S1S4及组合按键，蜂鸣器发出1234567i八个音调；并在数码管上显示。(2)编写2支歌曲，并可进行选择播放。三、工作原理及设计思路工作原理：音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系通过查表可得。要产生音频方波，只要算出某 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。利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方

2、波的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚得到此频率的方波。在JD51单片机上，产生方波的I/O脚选用，通过跳线选择器将单片机的与蜂鸣器的驱动电路相 连。这样输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。另外，音乐的节拍是由延时实现的， 如果1拍为秒，1/4拍是秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。延时作为基本延时时间， 节拍值只能是它的整数倍。每个音节相应的定时器初值X可按下法计算：(1/2) *(1/f)=(12/fosc)*(256-x)即 x=256-(fosc/24f)其中f：音调频率，当晶振fosc=时，音节“1”相应的定时器初值为 x,则可得x=6

3、3777D=F921H其 它的可同样求得。表1音调频率(Hz)X(HEX)1262F9212294F9E13330FA8c4349FAD85392FB686440FBE97494FC5Bi523FC8F设计思路1 .总体框图硬件图2 .蜂鸣电路模块由蜂鸣器驱动电路和 89C51组成。 选择一只压电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器工作时约需要 100M闻区动电流。当89C51输出为低电平时蜂鸣器产生蜂鸣音，89C51输出为高电平时，蜂鸣器不友严。四、软件设计流程及描述根据要实现的功能，流程图如下：熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。1 .程序设计描述电子音调主要的工作是将按键的信息读取，然后根据

4、按键的数字，用定时器输出相对应的频率， 实现音调的发生。程序主要为5部分，按键扫描、中断计时、数码显示、音乐播放、主程序，他们分别执行不同 的功能。2 .各部分功能介绍(1)按键读取程序键盘键值读取程序包括键盘扫描、消除抖动、键译码等内容。按键的识别主要有两种方法：行 反转法和行扫描法。因为键盘为机械开关，容易引入抖动。为了消除抖动干扰，在程序中要加入消 除抖动的部分。(2)中断计时中断部分，中断定时器 1主要负责输出不同频率的方波，产生声音，中断定时器1主要是计时按键时间及按键间隔时间的功能，在播放音乐的时候，还担任着播放音乐的节拍的任务。(3)音乐播放音乐播放部分主要是播放音乐，实现按键重

5、播和播放程序里面的音乐的功能。(4)主程序主程序主要是随时发出按键的声音功能，并且通过不同P 口的扫描，判断是否是播放按键声音还是播放音乐，还是继续发出按键声音。五、proteus仿真设计及描述匹，：f.-a L E EgE鼻 LE OLktXlfflCM aisriH rlLr J*LftPEliC ，珈 41* 0Cl£iE«>IE OUE,土理，PuKB 卯箝M 庄配轴Mr-l MEl 二RTi +#=3&K -Kw. >| *1，J /中总 a+* 4 与守 *去 金*R tt)l MA 硝国工-6 -按键S1:数码管显示1,同时能听到蜂鸣器响音

6、调1按键S2:数码管显示2,同时能听到蜂鸣器响音调2按键S3:数码管显示3,同时能听到蜂鸣器响音调3按键S4:数码管显示4,同时能听到蜂鸣器响音调4因为音调5,6,7 , i以及音乐都是由两个按键控制的，所以在仿真时不能实现。实际效果图音调1：音调2音调5音调 6数据首地址置零，定时未开始关蜂鸣器关数码管W: MOV R0,P3扫描按键输入六、汇编源程序代码/*SB1 1 音 SB2 2 音 SB3 3 音 SB4 4 音 SB1SB2 5 音 SB2SB3 6 音 SB3SB4 7 音SB1SB4 i 音 SB1SB3 第一首歌 SB2SB4 第二首歌 */ORG 0000HLJMP KEY

7、P0 ;跳至 KEYP阳序KEYP0: MOV R0,#00HCLR TR0 ;TR0SETB;SETB;- 7 -CJNE R0,#0FFH,KEYPO1 ; 有输入时跳转（R0w 0FFH时跳至 KEYP01 程序）JMP W ; 无输入时继续扫描KEYPO1:CJNE R0,#0FBH,KEYPO2 ;输入 1 音, 非 1 音跳转SETB ;蜂鸣器置于高电平，音调 1 方波发生MOV R3,#200; 设循环初值，使开关在 R3=0 时播放一段时间MAIN01:MOV TMOD,#01H ; 定时，方式1MOV TL0,#21H; 置定时初值，音调 1 初值为 0F921HMOV TH

8、0,#0F9HSETB TR0 ;启动 T0 工作WAIT1:JNB TF0,WAIT1 ; 定时未到，循环等待CLR TF0 ;定时到，软件清零TF0CPL ; 由输出，信号取反，蜂鸣器响CLR ; 数码管显示1MOV A,#B; 置比较初值MOV P0,ADJNZ R3,MAIN01 ; 若R3-1不等于0,继续跳至 MAIN01程序LJMP KEYP0 ;=0 则返回程序KEYP0KEYPO2:CJNE R0,#0F7H,KEYPO3 ;输入 2 音, 非 2 音跳转SETB;蜂鸣器置于高电平，音调 2 方波发生MOV R3,#200; 设循环初值MAIN02:MOV TMOD,#01H

9、MOV TL0,#0E1H;MOV TH0,#0F9HSETB TR0 ;WAIT2:JNB TF0,WAIT2CLR TF0CPL ; 由输出，信号取反，蜂鸣器响CLR ; 数码管显示MOV A,#B ; 置比较初值定时，方式1置定时初值启动 T0 工作定时未到，循环等待定时到，软件清零TF0信号取反，蜂鸣器响2MOV P0,ADJNZ R3,MAIN02 ; 判断R3是否等于0,未完，继续LJMP KEYP0 ; 返回程序 KEYP0KEYPO3:CJNE R0,#0EFH,KEYPO4 ;输入 3 音 , 非 3 音跳转SETB;蜂鸣器置于高电平MOV R3,#200MAIN03:MOV

10、 TMOD,#01HMOV TL0,#08CHMOV TH0,#0FAHSETB TR0WAIT3:JNB TF0,WAIT3CLR TF0CPLCLRMOV A,#BMOV P0,ADJNZ R3,MAIN03LJMP KEYP0KEYPO4:CJNE R0,#0DFH,KEYPO5 ; 输入 4 音, 非 4 音跳转SETBMOV R3,#200MAIN04:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#0D8HMOV TH0,#0FAHSETB TR0WAIT4:JNB TF0,WAIT4CLR TF0CPLCLRMOV A,#BMOV P0,ADJNZ R3,MAIN04LJMP KEY

11、P0KEYPO5: CJNE R0,#0F3H,KEYPO6 ; 输入 5 音 , 非 5 音跳转SETBMOV R3,#200MAIN05:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#068HMOV TH0,#0FBHSETB TR0- 15 -WAIT5:JNB TF0,WAIT5CLR TF0CPLCLRMOV A,#BMOV P0,ADJNZ R3,MAIN05LJMP KEYP0KEYPO6:CJNE R0,#0E7H,KEYPO7SETBMOV R3,#200MAIN06:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#0E9HMOV TH0,#0FBHSETB TR0WAIT6:JN

12、B TF0,WAIT6CLR TF0CPLCLRMOV A,#BMOV P0,ADJNZ R3,MAIN06LJMP KEYP0KEYPO7:CJNE R0,#0CFH,KEYPO8SETBMOV R3,#200MAIN07:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#05BHMOV TH0,#0FCHSETB TR0WAIT7:JNB TF0,WAIT7 ;CLR TF0CPLCLRMOV A,#BMOV P0,ADJNZ R3,MAIN07LJMP KEYP0KEYPO8:CJNE R0,#0DBH,KEYPO9SETBMOV R3,#200输入 6 音 , 非 6 音跳转输入 7 音 ,

13、 非 7 音跳转定时未到，循环等待输入 i 音 , 非 i 音跳转MAIN08:MOV TMOD,#01HMOV TL0,#08FHMOV TH0,#0FCHSETB TR0WAIT8:JNB TF0,WAIT8 ; 定时未到，循环等待CLR TF0CPLCLRMOV A,#BMOV P0,ADJNZ R3,MAIN08LJMP KEYP0KEYPO9:CJNE R0,#0EBH,KEYPO10 ; 跳转到第一首歌程序LJMP MUSTART1KEYPO10:CJNE R0,#0D7H,JIELI ; 跳转到第二首歌程序LJMP MUSTART2JIELI:JMP KEYP0;返回主程序MUS

14、TART1:;歌曲 1 的播放程序MOV R0,#00H;节拍表指针置零MOV R1,#00H;音符表指针置零RTAB:MOV A,R0MOV DPTR,#RYTH；将节拍表记入DPTR旨针MOVC A,A+DPTR；查表法将一个节拍数据取出放R2计数器中MOV R2,A;将节拍存入 R2TTAB:MOV A,R1MOV DPTR,#TONE;将音符记入 DPTRMOVC A,A+DPTR; 查表法将一个音符数据取出放入 R1 计数器中MOV R3,A;取出音符表高8 位，存入 R3INC R1;指针加1MOV A,R1MOV DPTR,#TONE;将音符记入 DPTRMOVC A,A+DPT

15、R; 查表法将一个音符数据取出放入 R1 计数器中MOV R4,A;取出低8 位，存入 R4SETB;输出相应音调的方波LOOP:MOV R5,#3BHMAIN:MOV TMOD,#01H;主程序初始化，定时器T0 工作于方式1MOV TL0,R4;置定时初值（ 音符）MOV TH0,R3SETB TR0;启动 T0WAIT:JNB TF0,WAIT;定时未到，循环等待CLR TF0;定时到，软件清零TF0CPL;由输出，信号取反，蜂鸣器响MAYA:JB ,MAYB;判断口是否有为 1, 为 1 则跳至MAYBJB ,MAYBLJMP RA判断口是否有为 1, 为 1 则跳至 MAYB口为 0

16、 则跳转到程序RAMAYB:JB ,JIELI ;判断口是否有为 1JB ,JIELI ;判断口是否为 1（为 1 则继续播放第一首歌）LJMP MUSTART2 ; 口为 0 则放第二首歌RA: DJNZ R5,MAIN ;无打断则继续放第一首歌DJNZ R2,LOOP ;判断R2是否等于0INC R0;两个表的指针都加1INC R1CJNE R1,#88,RTAB;判断是否取完（R1不等于88则跳至 RTA明序）LJMP KEYP0; 音符表TONE:DB0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH

17、,5BH,0FCH,8FHDB0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68HDB0FAH,0DBH,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68HDB0FBH,0E9H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FAH,8CH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BHDB 0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0F

18、CH,0EFH,0FCH,8FH,0FDH,45H,0FDH,6EH,0FCH,0EFH; 节拍表RYTH:DB 04,04,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,05,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,04MUSTART2:;MOV R0,#00H;MOV R1,#00H;歌曲 2 的播放程序节拍表指针置零音符表指针置零RTAB2:MOV A,R1MOV DPTR,#TABLE1MOVC A,A+DPTRMOV

19、 R2,A;TTAB2: MOV A,R1MOV DPTR,#TONE2MOVC A,A+DPTRMOV R3,AINC R1;MOV A,R1将节拍表记入DPTR旨针查表法将一个节拍数据取出放 R2 计数器中将节拍存入 R2将音符记入DPTR查表法将一个音符数据取出放入 R1 计数器中取出音符表高8 位指针加 1MOV DPTR,#TONE2 MOVC A,A+DPTRMOV R4,A;SETB;LOOP2: MOV R5,#9BHMAIN2:MOV TMOD,#01HMOV TL0,R4;MOV TH0,R3SETB TR0;将音符记入 DPTR;查表法将一个音符数据取出放入 R1 计数器

20、中取出低8 位输出相应音调的方波;主程序初始化，定时器T0 工作于方式1置定时初值启动 T0WAITR:JNB TF0,WAITRCLR TF0;定时未到，循环等待定时到，软件清零TF0CPL;MAYA1:JB ,MAYB1;JB ,MAYB1;LJMP RB;MAYB1:JB ,BACK;JB ,BACK;LJMP MUSTART1BACK:LJMP JIELI由输出，信号取反，蜂鸣器响判断口是否为1判断口是否为1口为 0 则跳转到程序RA判断口是否有为1判断口是否有为1;, 口皆为 0 则播放第一首歌RB: DJNZ R5,MAIN2DJNZ R2,LOOP2INC R0;INC R1CJ

21、NE R1,#64,RTAB2LJMP KEYP0;无打断则继续播放第二首歌;判断R2 是否等于0两个表的指针都加1;判断是否取完; 音符表TONE2:DB0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FH DB0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68H DB0FAH,0DBH,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,6

22、8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H DB0FBH,0E9H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FAH,8CH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BHDB 0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FDH,45H,0FDH,6EH,0FCH,0EFH; 节拍表TABLE1:DB 04,04,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,05,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,0

23、4DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,04END七、课程设计总结及体会编完程序及调试时，遇到的几个问题以及解决办法。问题一：刚开始接通电源时，单片机就开始发出声音，为了解决这个问题，我将程序里加入了SETB 这步程序，把蜂鸣器的初值设定为 1。问题二：按完S1 按键时，未发出音调 1，这是由于我未将蜂鸣器置于高电平，加上 SETB 后，问题解决。问题三：按按键 S2 时，数码管第一位而不是第四位出现数字2 ，不过我之后发现是因为我将本应是 CLR 的程序写成了 CLR ，改变后，数码管显示正常。问题四：最开始我并未在程序中设置循环扫描按键输入这部分程序。因此在按按键 S1 发出音调1 后，按按键 S2S4 音调 2 、 3 、 4 等等都不会发出相应的音调。检查完程序，发现原因，再加入循环扫描按键输入这部分程序，问题得到解决。总结及体会此次实验的硬件电路是固定的，控制按键有 4个：S1S4,还有复位按键，晶振电路，蜂鸣器。在电脑上安装 Keil 软件以及 proteus 软件及它们的联调不是很困难，只要照着安装调试视频即可，焊单片机的板子过程还