电子音调发生器

1、精选优质文档-倾情为你奉上单片机课程设计报告电子音调发生器 1 课程设计总体目标1.1 总体结构图1 总体结构1.2 设计要求 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i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。1.3 设计目的（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。1.4 设计原理(1)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

2、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P2.4，通过跳线选择器将单片机的P2.4与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P2.4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0.4秒，1/4拍是0.1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） 即 （2） 其中f:音调频率，当晶

3、振fose=11.0592MHz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。 音调低音频率（Hz）低音计数初值X(HEX)中音频率（Hz）中音计数初值X(HEX)高音频率（Hz）高音计数初值X(HEX)1131F242262F921522FC8F2147F3C1294F9E1587FCEF3165F517330FA8C659FD454175F5B7349FAD8700FD6E5196F6D1392FB68784FDB26220F7D1440FBE9880FDEA7247F8B6494FC5B988FE2Ei/523FC8F/表一曲调值DELAY调4

4、/4125ms调3/4187ms调2/4250ms表二（2）音乐程序查表原理： 乐谱格式：每字节的高字节为音符代码,低字节为节拍代码 音符代码 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 0 音节 .5 .6 .7 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 休止 节拍代码 1 2 3 4 5 6 8 A C F 节拍 1/4 2/4 3/4 1 1(1/4) 1(1/2) 2 2(1/2) 3 3(3/4)（3）定时器的使用及时间延迟，首先对定时器进行初始化图2门控位：GATE0，TR=1启动计数(软件启动)； GATE1，TR=1 且 INT=1启动计数(硬件启动)。

5、C/T： 定时或计数方式选择位。 C/T0，定时工作方式；C/T1,计数工作方式。M1M0：工作方式选择位。 M1M000，方式0：13位计数（TL0-4、TH0-7)M1M001，方式1：16位计数（TL0-7、TH0-7）M1M010，方式2：8位计数,有自动装入功能M1M011，方式3：T0分为两个8位计数器,TL0可工作为定时或计数方式,TH0只能工作为定时方式。图3TR0/TR1：启动计数。为1启动计数；为0停止计数。TF0/TF1：计数溢出。当加”1”计数结束时为1。本实验采用定时器T0，工作在方式1 （16位计数），无自动装入功能。2 硬件设计2.1 总体框图图4 硬件图2.2

6、蜂鸣电路 模块鸣器驱动电路和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100MA驱动电流。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，蜂鸣器不发声。2.3 硬件电路图5 电路图3 软件设计3.1 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。图6 流程图图73.2 软件设计思路 电子音调发生器主要的工作是将按键的信息读取，然后根据按键的数字，用计数器输出相对应的频率，实现电子音调发生器的音调。程序主要为5部分，键盘扫描、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。3.3 各部

7、分功能介绍（1）键盘键值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。

8、3.4 实验程序/*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 KEYP0KEYP0: MOV R0,#00H CLR TR0 SETB P2.4 ;关蜂鸣器 SETB P2.3 ;关数码管WU: MOV R0,P3 ;扫描键盘输入 CJNE R0,#0FFH,KEYPO1 ;有输入时跳转 JMP WUKEYPO1:CJNE R0,#0FBH,KEYPO2 ;输入1音,非1音跳转 SETB P2.4 ;蜂鸣器置于高电平 MO

9、V R3,#200MAIN01:MOV TMOD,#01H ;初始化,工作方式1 MOV TL0,#21H ;写入计数初值 MOV TH0,#0F9H SETB TR0 ;启动计数 WAIT1:JNB TF0,WAIT1 CLR TF0 CPL P2.4 ;蜂鸣器响 CLR P2.3 ;数码管显示1 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN01 LJMP KEYP0 ;返回程序KEYP0 KEYPO2:CJNE R0,#0F7H,KEYPO3 ; 输入2音,非2音跳转SETB P2.4 ;蜂鸣器置于高电平MOV R3,#200 MAIN02:MOV TMOD,#01H MO

10、V TL0,#0E1H ;写入计数初值 MOV TH0,#0F9H SETB TR0WAIT2:JNB TF0,WAIT2 CLR TF0 CPL P2.4 ;蜂鸣器响 CLR P2.3 ;数码管显示2 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN02LJMP KEYP0KEYPO3:CJNE R0,#0EFH,KEYPO4 ; 输入3音,非3音跳转SETB P2.4 ;蜂鸣器置于高电平MOV R3,#200MAIN03:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#08CH MOV TH0,#0FAH SETB TR0WAIT3:JNB TF0,WAIT3 CLR TF0 C

11、PL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN03LJMP KEYP0KEYPO4:CJNE R0,#0DFH,KEYPO5 ; 输入4音,非4音跳转SETB P2.4MOV R3,#200MAIN04:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0D8H MOV TH0,#0FAH SETB TR0WAIT4:JNB TF0,WAIT4 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN04LJMP KEYP0KEYPO5:CJNE R0,#0F3H,KEYPO6 ; 输入5音,非

12、5音跳转SETB P2.4MOV R3,#200 MAIN05:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#068H MOV TH0,#0FBH SETB TR0WAIT5:JNB TF0,WAIT5 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN05LJMP KEYP0KEYPO6:CJNE R0,#0E7H,KEYPO7 ; 输入6音,非6音跳转SETB P2.4MOV R3,#200 MAIN06:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0E9H MOV TH0,#0FBH SETB TR0WAIT6:JNB TF

13、0,WAIT6 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN06LJMP KEYP0KEYPO7:CJNE R0,#0CFH,KEYPO8 ; 输入7音,非7音跳转SETB P2.4MOV R3,#200 MAIN07:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#05BH MOV TH0,#0FCH SETB TR0WAIT7:JNB TF0,WAIT7 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ R3,MAIN07LJMP KEYP0KEYPO8:CJNE R0,#0D

14、BH,KEYPO9 ; 输入i音,非i音跳转 SETB P2.4 MOV R3,#200 MAIN08:MOV TMOD,#01H MOV TL0,#08FH MOV TH0,#0FCH SETB TR0WAIT8:JNB TF0,WAIT8 CLR TF0 CPL P2.4 CLR P2.3 MOV A,#B MOV P0,A DJNZ 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

15、:JMP KEYP0 ;返回主程序MUSTART1: ;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,R0 MOV DPTR,#RYTH MOVC A,A+DPTR ;查表法将一个节拍数据取出放R2计数器中 MOV R2,ATTAB:MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE MOVC A,A+DPTR MOV R3,A ;取出音符表高8位 INC R1 ;指针加1 MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE MOVC A,A+DPTR MOV R4,A ;取出低8位 SETB P2.4 ;输出相应音调的方波L

16、OOP:MOV R5,#3BHMAIN:MOV TMOD,#01H MOV TL0,R4 MOV TH0,R3 SETB TR0WAIT:JNB TF0,WAIT CLR TF0 CPL P2.4MAYA:JB P3.2,MAYB ;判断P3.2口是否有为1 JB P3.4,MAYB ;判断P3.4口是否有为1 LJMP RA ;P3.4口为0则跳转到程序RAMAYB:JB P3.3,JIELI ;判断P3.3口是否有为1 JB P3.5,JIELI ;判断P3.5口是否有为1 LJMP MUSTART2 ;P3.5口为0则放第二首歌RA: DJNZ R5,MAIN ;无打断则继续放第一首歌

17、DJNZ R2,LOOPINC R0 ;两个表的指针都加1INC R1CJNE R1,#88,RTAB ;判断是否取完LJMP KEYP0TONE:DB 0FBH,68H,0FAH,8CH,0FBH,68H,0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0F9H,0E1H,0F9H,21HDB 0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F7H,0D1H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0F9H,0E1H,0FAH,8CHDB 0FBH,68H,0FAH,8CH,0FBH,68H,0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0F9H,0E1H,0F9H,21HDB 0

18、F9H,21H,0F8H,0B6H,0F7H,0D1H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0F9H,0E1H,0F9H,21HDB 0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68HDB 0F9H,21H,0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0F9H,21H,0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0FAH,

19、8CHDB 0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68HDB 0F9H,21H,0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FAH,8CH,0F9H,0E1H,0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21HRYTH:DB 04,09,04,09,04,08,09DB 04,04,04,04,04,12,04,09,09DB 04,09,04,09,04,08,09DB 04,0

20、4,04,04,04,12,04,09,09DB 04,04,04,08,04,04,04,08,08DB 04,04,04,08,04,04,04,08,08DB 04,04,04,08,04,04,04,08,08DB 04,04,04,08,04,04,04,08,08MUSTART2: MOV R0,#00H MOV R1,#00HRTAB2: MOV A,R1 MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV R2,ATTAB2: MOV A,R1 MOV DPTR,#TONE2 MOVC A,A+DPTR MOV R3,A INC R1 MOV A,R1 MOV

21、 DPTR,#TONE2 MOVC A,A+DPTR MOV R4,A SETB P2.4LOOP2: MOV R5,#9BHMAIN2: MOV TMOD,#01H MOV TL0,R4 MOV TH0,R3 SETB TR0WAITR:JNB TF0,WAITR CLR TF0 CPL P2.4MAYA1:JB P3.3,MAYB1 JB P3.5,MAYB1 LJMP RBMAYB1:JB P3.2,BACK JB P3.4,BACK LJMP MUSTART1BACK:LJMP JIELIRB: DJNZ R5,MAIN2 DJNZ R2,LOOP2 INC R0INC R1CJNE

22、R1,#64,RTAB2LJMP KEYP0TONE2:DB 0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FHDB 0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68HDB 0FAH,0D8H,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68HDB 0FBH,0

23、E9H,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,0EFHTABLE1:DB 04,04,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,06,04,04,04,04,04,04,04,04DB 04,04,04,04,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04DB 04,04,04,04 END4 实验结果用proteus仿真