单片机课程设计电子音调发生器

1、单片机课程设计实验报告电子音调发生器姓名：日期：2009年 6 月 29 日星期目录一）实验目的错误 !未定义书签。二）设计任务及要求错误 !未定义书签。错误 !未定义书签。三）工作原理及设计思路四）实现功能设计错误 !未定义书签。六）电路设计错误 !未定义书签。调试错误 !未定义书签。实验体会错误 !未定义书签。一）实验目的1了解计算机发声原理。2 熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。(二)设计任务及要求利用实验平台上的开关k0-k7和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求：1 利用实验平台上开关k0-k7进行音调选择，即拨动不同的开关产生不同的 音调，依次拨动K0K7蜂鸣器发出12345

2、67i八个音调。2 .编写2支歌曲，并可进行选择播放。作原理及设计思路音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系如表1所示。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波的1/0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 ZKS-03实验仪上，产生方波的I/O脚选用，通过跳线选择器JP1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

3、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/fose)*(216-x)即 x=216-(fose/24f)其中f:音调频率，当晶振fose=时，音节“ 1”相应的定时器初值为X,则可得 x=63777D=F921H其它的可同样求得。表1音调频率(Hz)X(HEX)1262F9212294F9E13330FA8C4349FAD85392FB686440FBE97494FC5Bi523FC8F(四)实现功能设计实现两个主要功能：电子琴与音乐播放；一个辅助功能：在液晶上显示相关 信息。1、电子琴：4*4的矩阵

4、16个按键，按键0实现两个功能的切换，其余按键分别 发出音调低音5、6、7，中音1、2、3、4、5、6、7，高音1、2、3、4、5。发音的同时在液晶显示屏上显示出对应的音调。2、音乐播放：按键0实现两个功能的切换，按键1实现播放类型选择（单曲循 环播放、所有循环播放），其余按键分别对应一首歌。目前已经有 9首歌。 播放的同时，在液晶上显示出歌名。（五）软件设计根据要实现的功能，流程图如下:#in elude #in elude #defi ne #defi ne #defi ne #defi nenop _nop_() uehar un sig ned char uint un sig ned

5、 intP AI_BASE 15#define#define#defineMUSIC_NUM 9SCAN_CYCLE 500BEEP P3_3/* 液晶显示相关变量 */ sbit LCD_RS = P 2八7;sbit LCD_RW = P 2八6;sbit LCD_EN = P 2八5;static uchar th0_f; 0c0f0c0F0F Record();.);break; case 2: disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1; lcd_init(); lcd_s

6、tring( 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 5: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 5:disptime_

7、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_musicFreqkey-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_

8、musicFreqkey-1%256;TR0 = 1;lcd_init(); lcd_string( 4 ); Record();break;case #:disptime_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-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(); lc

9、d_string( 6 ); Record();break;case 10: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 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 #:disp

10、time_flag=0;th0_f=c_musicFreqkey-1/256;tl0_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1; lcd_init(); lcd_string( 2);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

11、_f=c_musicFreqkey-1%256;TR0 = 1; lcd_init(); lcd_string( 4);Record();break;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_

12、flag=1;Rplay_flag=1;TH0=0;TL0=0;TR0=0;while(key=keyscan()!=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;l

13、cd_string( Music);Music_flag=0;key=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_mo

14、ving( Two 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_moving( dae jan

15、g 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; disptime_flag=0;lcd_init(); lcd_moving(After

16、1000 years);else if(s_musicCounter=9)Music_flag=1;disptime_flag=0;lcd_init();lcd_moving(Lonely life);else if(key10) 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;break;else if(key=1)musicAutoFlag=musicAutoFlag; if(musicAutoFlag=1

17、) P2_4=1; else P2_4=0;else if(key=15) disptime();else if(key9&key=paiNum) paiCounter=0;if(Rplay_flag=2) if(TR0=0) TR0=1;s_musicCounter=0x20;switch(s_musicCounter)/*根据当前音乐编号查找下一个音乐标识码 */case 0x01:ucharTemp=c_music1s_tableCounter+;break; case 0x02:ucharTemp=c_music2s_tableCounter+;break; case 0x03:uch

18、arTemp=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; case 0x07:ucharTemp=c_music7s_tableCounter+; break; case 0x08:ucharTemp=c_music8s_tableCounter+; break; ca

19、se 0x09:ucharTemp=c_music9s_tableCounter+; break;case 0x20:ucharTemp=Record_musics_tableCounter+;break;case 0x00:ucharTemp=c_music0s_tableCounter+; break; default:break;如果查到 0x00 则表示/* if(ucharTemp=0x00) 本首歌曲结束 */Freq_flag=0; paiNum=4*PAI_BASE;4*PAI_BASE*10ms=600m再继续播放 */P3_3=0;s_tableCounter=0;/*/*

20、/*停止发声 */* 本 首歌曲 结束 后停顿把喇叭关掉 */if(musicAutoFlag=1)功能打开则跳到下一首歌曲 */s_musicCounter+;if(s_musicCounter(uchar)MUSIC_NUM)s_musicCounter=0x01;如果歌曲自动循环播放else0x00 则表示是音乐标识码 */ paiNum=(ucharTemp&0x0f)*PAI_BASE; 位为节拍码 */*/*如果查到非音乐标识码的低四ucharTemp1=(ucharTemp&0xf0)4;四位为音频码 */if(ucharTemp1=0)零则表示不发音 */P3_3=0;Freq

21、_flag=0;temp=65536-SCAN_CYCLE;TH0temp=temp8;当于右移 8 位*/*/*音乐标识码的高如果音频码为/*temp/256TL0temp=temp-(temp8)8;/*temp/256当于右移 8 位*/*temp%256*/*如果音频码不为TL0temp=temp-(temp8)8);TH0=TH0temp;TL0=TL0temp;th0_f=TH0;/*temp%256*/*保存新的代表音频的 Timer0 周期值 */tl0_f=TL0;Freq_flag=1;程序说明: 在此程序中， 程序大部分时间在扫描 4*4 矩阵键盘，通过线反转法读入数据，

22、判断按键； 若实现的是电子琴功能，则用 1602显示按键对应的谱，若实现的是音乐播放功 能，则显示对应的歌名；音频产生由T0、 T1 两个定时器来完成， T0 实现 I/O/口的反转，产生音频， T1 实现延时，即音乐的节拍。主要分为三大块:1、键盘扫描； 2、液晶显示； 3、音频产生。本电路由89S52、LCD1602 16个按键、复位电路、12M晶振、7805、9V电 池等组成。完成单片机的基本连接即晶振及复位电路后，用 P1 口 8个口连接并 控制4*4，即16个按键构成的键盘，由P0 口以及、控制液晶显示器LCD1602 用输出不同音调的频率控制蜂鸣器发音。蜂鸣器电路：晶振及复位电路开

23、关连接电路：LCD1602电路连接:七）调试此次实验的的硬件电路很简单，外围电路只有一个 4*4 矩阵，复位电路，晶 振电路，蜂鸣器。主要是软件的编写与调试。在没加液晶显示前：问题一：程序写好，烧录在单片机中，单片机没有反应，经检查硬件电路没 有问题，最后发现是单片机坏了，换了一块单片机就可以用了。问题二：当使用电子琴功能的时候，按键不放手，会出现嘟嘟声声音不 连续改动程序，将放开按键设置为关定时器，这样按键不放声音就连续。问题三：功能无法切换。功能标志设定为 bit 型，判断功能的时候用 case 语句，运行时不知什么原因无法判别，将 case 语句改用 if 语句程序可以判别， 切换功能可

24、以实现。问题四：在播放音频的空隙时间有一个固定的音频杂音。检查电路，蜂鸣器 使用NPN管来驱动，在没有音频的时候若输出为高电平， 则三极管饱和导通，蜂 鸣器发声，在无需音频的地方加上 P3_3=0语句，可以消除杂音。效果明显。问题五：音乐循环播放功能无法切换。程序 if 条件出错，无法切换，改后 切换功能可以实现。加上液晶显示后： 问题六：按键不灵敏。重新写程序，在延时程序中加入键盘扫描，按键灵敏 且不影响其他功能的实现。八）实验体会硬件电路需要动脑子的地方少，键盘可以买到，只要插到P1 口就行，但 是为了锻炼一下自己的动手能力，自己买了 16个按键，一个一个焊上去，焊出 4*4 矩阵，这样对键盘也有根深层次的了解。每次写程序都有很多收获， 每次发现问题都会点燃我的激情， 体验解决问题 的快乐。此次课程设计也可以当作一个小项目来完成， 明确的自己要做的功能， 明确 的目的，就来整体规划，哪个端口怎么用，定时器怎么来分，然后就是一步一步 来实现需要的功能， 在写程序的过程中大脑中呈现出总的轮廓， 并分块来写， 这 样就不会乱了。在我看来，要完成