单片机应用与设计 实验报告-综合应用设计

1、实 验 报 告 课程名称： 单片机应用与设计 实验项目名称： 综合应用设计 学院： 信息工程学院 专业： 电子信息专业 指导教师： 报告人： 学号： 班级： 电3 实验时间： 2015.12 实验报告提交时间： 2015.12 教务部制设计内容：超声波音乐机器人要求： 1、 掌握用单片机驱动无源蜂鸣器播放音乐。 2、 掌握用单片机驱动超声波模块进行测距，测到的距离用数码管显示。3、 结合以上两者，做出一份利用测到不同距离播放不同曲子的作品。实验原理：单片机演奏音符原理：单片机演奏一个音符，是通过引脚，周期性的输出一个特定频率的方波。这就需要单片机，在半个周期内输出低电平、另外半个周期输出高电平

2、，周而复始。半个周期的时间是多长呢？众所周知，周期为频率的倒数，可以通过音符的频率计算出半周期。演奏时，要根据音符频率的不同，把对应的、半个周期的定时时间初始值，送入定时器，再由定时器按时输出高低电平。演奏乐曲时，就根据音符的不同数值，从半周期数据表中找到定时时间初始值，送入定时器即可控制发音的音调。比如把表中的0 xF2和0 x42送到定时器，定时器按照这个初始值来产生中断，输出的方波，人们听起来，这就是低音1。2超声波测距原理： 实验过程及内容： 将程序烧录进入单片机后，用手挡住单片机的超声波模块，根据超声波模块测得的实时距离，随时切换播放不同的曲子，并且测到的相关距离用数码管显示出来。

3、本实验中，我们共写了世上只有妈妈好，送别，青花瓷三首曲子。当超声波模块测的距离为0至10cm时，单片机演奏世上只有妈妈好；当超声波模块测的距离为10至20cm时，单片机演奏青花瓷；当超声波模块测的距离为20至30cm时，单片机演奏送别；当超声波模块测的距离为30cm以上时，单片机不播放曲子； 数据处理分析：程序代码：#include #include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit trig=P10;sbit echo=P11;sbit speaker = P14;sbit wela = P26;/定义 P2.6为

4、 位选sbit dula = P27;/定义 P2.7为 段选uchar code table = 0 x3f, 0 x06, 0 x5b, 0 x4f, 0 x66, 0 x6d, 0 x7d, 0 x07, 0 x7f, 0 x6f, 0 x77, 0 x7c, 0 x39, 0 x5e, 0 x79, 0 x71;uint timer0H, timer0L, time0,timer1H, timer1L, time1;uint flag=0;/ 频率-半周期数据表 高八位 本软件共保存了四个八度的28个频率数据code unsigned char FREQH = 0 xF2, 0 xF3

5、, 0 xF5, 0 xF5, 0 xF6, 0 xF7, 0 xF8, /低音1234567 0 xF9, 0 xF9, 0 xFA, 0 xFA, 0 xFB, 0 xFB, 0 xFC, 0 xFC,/1,2,3,4,5,6,7,i 0 xFC, 0 xFD, 0 xFD, 0 xFD, 0 xFD, 0 xFE, /高音 234567 0 xFE, 0 xFE, 0 xFE, 0 xFE, 0 xFE, 0 xFE, 0 xFF; /超高音 1234567/ 频率-半周期数据表 低八位code unsigned char FREQL = 0 x42, 0 xC1, 0 x17, 0 x

6、B6, 0 xD0, 0 xD1, 0 xB6, /低音1234567 0 x21, 0 xE1, 0 x8C, 0 xD8, 0 x68, 0 xE9, 0 x5B, 0 x8F, /1,2,3,4,5,6,7,i 0 xEE, 0 x44, 0 x6B, 0 xB4, 0 xF4, 0 x2D, /高音 234567 0 x47, 0 x77, 0 xA2, 0 xB6, 0 xDA, 0 xFA, 0 x16; /超高音 1234567void t1int() interrupt 3 /T1中断程序，控制发音的音调 TR1 = 0; /先关闭T1 speaker = !speaker;

7、/输出方波, 发音 TH1 = timer1H; /下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低 TL1 = timer1L; TR1 = 1; /启动T1/-void delay(unsigned char t) /延时程序，控制发音的时间长度 uchar t1; unsigned long t2; for(t1 = 0; t1 t; t1+) /双重循环, 共延时t个半拍 for(t2 = 0; t2 8000; t2+); /延时期间, 可进入T1中断去发音 TR1 = 0; /关闭T1, 停止发音void delayms(uint m) int i,j;for(i=0;im;i+) fo

8、r(j=0;j110;j+); void song() /演奏一个音符 TH1 = timer1H; /控制音调 TL1 = timer1L; TR1 = 1; /启动T1, 由T1输出方波去发音 delay(time1); /控制时间长度 /显示数据转换程序 void display(uint temp) uchar ge,shi,bai; bai=temp/100; shi=(temp%100)/10; ge=temp%10; wela=1; P0=0 xf7; wela=0; dula=1; P0=tablebai; dula=0; delayms(1); dula=1; P0=0 x0

9、0; /关位码 dula=0; wela=1; P0=0 xef; wela=0; dula=1; P0=tableshi; dula=0; delayms(1); dula=1; P0=0 x00; /关位码 dula=0; dula=1; P0=tablege; dula=0; wela=1; P0=0 xdf; wela=0; delayms(1); dula=1; P0=0 x00; /关位码 dula=0; void start() uchar a ; trig=1; for(a=0;a0&distance10&distance20&distance=30) flag=3; else

10、 flag=0; void ceju() TMOD =0X11; TH0=0; TL0=0; trig=0; echo=0; start(); while(!echo); TR0=1; while(echo); TR0=0; count();void sszymmh() /世上只有妈妈好数据表 code unsigned char music = 6, 2, 2, 5, 2, 1, 3, 2, 2, 5, 2, 2, 1, 3, 2, 6, 2, 1, 5, 2, 1, /一个音符有三个数字。前为第几个音、中为第几个八度、后为时长（以半拍为单位）。/6, 2, 3 分别代表：, 中音, 个半拍

11、;/5, 2, 1 分别代表：, 中音, 个半拍;/3, 2, 2 分别代表：, 中音, 个半拍;/5, 2, 2 分别代表：, 中音, 个半拍;/1, 3, 2 分别代表：, 高音, 个半拍;/6, 2, 4, 3, 2, 2, 5, 2, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 2, 3, 2, 2, 1, 2, 1,6, 1, 1, 5, 2, 1, 3, 2, 1, 2, 2, 4, 2, 2, 3, 3, 2, 1, 5, 2, 2,5, 2, 1, 6, 2, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 2, 1, 2, 4, 5, 2, 3, 3, 2, 1,2, 2, 1, 1, 2, 1

12、, 6, 1, 1, 1, 2, 1, 5, 1, 6, 0, 0, 0;/- uchar k, i; TMOD =0X11; /置T1定时工作方式1 EA = 1; /开CPU中断 ET1 = 1; /开T1中断i = 0; time1 = 1; while(time1) if(flag=1) k = musici + 7 * musici + 1 - 1; /第i个是音符, 第i+1个是第几个八度 timer1H = FREQHk; /从数据表中读出频率数值 timer1L = FREQLk; /实际上, 是定时的时间长度 time1 = musici + 2; /读出时间长度数值 i +

13、= 3; song(); /发出一个音符ceju();delayms(5); else break; void ctw()/送别 code unsigned char music = 5, 2, 2, 3, 2, 1, 5, 2, 1, 1, 3, 4, 6, 2, 2, 1, 3, 1, 6, 2, 1, 5, 2, 4,5, 2, 2, 1, 2, 1, 2, 2, 1, 3, 2, 2, 2, 2, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 4, 5, 2, 2, 3, 2, 1, 5, 2, 1, 1, 3, 3, 7, 2, 1, 6, 2, 2, 1, 3, 2, 5, 2, 4, 5,

14、 2, 2, 2, 2, 1, 3, 2, 1, 4, 2, 3, 7, 2, 1, 1, 2, 4, 0, 0, 0 ;unsigned char k, i; TMOD =0X11; /置T1定时工作方式1 EA = 1; /开CPU中断ET1 = 1; /开T1中断 i = 0; time1 = 1; while(time1) if(flag=3) k = musici + 7 * musici + 1 - 1; /第i个是音符, 第i+1个是第几个八度 timer1H = FREQHk; /从数据表中读出频率数值 timer1L = FREQLk; /实际上, 是定时的时间长度 time

15、1 = musici + 2; /读出时间长度数值 i += 3; song(); /发出一个音符ceju();delayms(5); else break; void qhc()/青花瓷 code unsigned char music = 5, 3, 1, 5, 3, 1, 3, 3, 1, 2, 3, 1,3, 3, 1, 6, 3, 2, 2, 3, 1, 3, 3, 1,5, 3, 1, 3, 3, 1, 2, 3, 4, 5, 3, 1, 5, 3, 1, 3, 3, 1, 2, 3, 1, 3, 3, 1, 5, 3, 2, 2, 3, 1, 3, 3, 1, 5, 3, 2,

16、2, 3, 1, 1, 3, 4, 1, 3, 1, 2, 3, 1, 3, 3, 1, 5, 3, 1, 6, 3, 1, 5, 3, 1, 4, 3, 1, 5, 3, 1,3, 3, 1, 3, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 4,1, 3, 1, 2, 3, 1, 1, 3, 1, 1, 3, 1,2, 3, 1, 1, 3, 1, 2, 3, 1, 3, 3, 2,5, 3, 1, 3, 3, 1, 3, 3, 2, 0, 0, 0 ;unsigned char k, i; TMOD =0X11; /置T1定时工作方式1 EA = 1; /开CPU中断ET1 = 1; /开

17、T1中断 i = 0; time1 = 1; while(time1) if(flag=2) k = musici + 7 * musici + 1 - 1; /第i个是音符, 第i+1个是第几个八度 timer1H = FREQHk; /从数据表中读出频率数值 timer1L = FREQLk; /实际上, 是定时的时间长度 time1 = musici + 2; /读出时间长度数值 i += 3; song(); /发出一个音符ceju();delayms(5); else break; void main(void) while(1) ceju(); delayms(10); if(flag=1) sszymmh(); if(flag=2) qhc(); if(flag=3) ctw(); 实物图：超声波模块：无源蜂鸣器：总体构图：实验结论：在做这个作品之前，我分别对单片机蜂鸣器播放音乐和单片机超声波测距两个部分都有过相关的了解，于是我想，能不能把这两者结合起来做一个作品？让单片机根据测到的不同的距离播放不同的曲子？光想也没用，于是我便和我的伙伴开始动手查资料啊，不停地尝试，下了好一番功夫，终于实现了这个效果。期间，我们解决了如何安排这两个定时器协同工作的问题，解决了程