单片机八音盒设计.doc

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1、黑龙江工业学院单片机综合实训报告院系：电气与信息工程系专业班级：电气工程及自动化本（三）姓名：陈强学号：04991303037指导教师：魏喜雯报告成绩：1、设计目的（1）加强对单片机和汇编语言的认识，充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计过程、芯片选择、模块化编程等多项知识。（2）用单片机模拟实现具体应用，使个人设计系统能够真正使用。（3）把原理和实践相结合，充分发挥个人和团体的合作能力，并在实践中得到锻炼。（4）提高利用已学知识分析和解决问题的能力。（5）利用AT89C51单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。2、

2、设计任务要求本设计利用AT89C51单片机结合内部定时器设计一个八音盒，按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。本设计可以学习AT89C51定时器程设计，按键扫描及歌曲旋律简单直觉式输入法的设计方法。其基本功能为：（1）使用数码显示管来显示目前演奏的歌曲编号；（2）具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲；（3）内建8首歌曲旋律，按下单键可以演奏歌曲。3、设计方案选取与论证（1）选用Keil软件和Protues软件，选用AT89C51单片机，它有4kB内部ROM,2个定时/计数器，5个中断源。（2）通过中断实现歌曲的播放和暂停。（3）通过定时实现LED闪烁和音

3、乐频率的变化。（4）通过按键实现歌曲的选择。3.1八音盒的发音原理一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。首先要了解对应的音调，音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外，音符的频率有所不同。基于上面的内容，这样就对发音的原理有了一些初步的了解。音符的发音主要靠不同的音频脉冲。利用单片机的内部定时器/计数器0，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P3.7引脚的输出音乐。只要算出某一音频的周期（1/频率），然

4、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时间再对I/O反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。3.2音符频率的产生3.2.1音符及定时器初始值：例如：中音1（do）的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912。定时器/计数器0的定时时间为：T/2=1912/2=956。定时器956的计数值=定时时间/机器周期=956/1=956(时钟频率=12MHZ)。装入T0计数器初值为65536-956=64580。将64580装入T0寄存器中，启动T0工作后，每计数956次

5、时将产生溢出中断，进入中断服务时，每次对P3.0引脚的输出值进行取反，就可得到中音DO（523HZ）的音符音频。将51单片机内部定时器工作在计数器模式1下，改变计数初值TH0,TL0以产生不同的频率。下表2-1是C调各音符频率与计数初值T的对照表：表2-1C调各音符频率与计数初值T的对照表音符频率（Hz）/初值()音符频率（Hz）/初值()低1DO262/63627中1DO523/64580高1DO1042/65056低2RE294/63835中2RE589/64687高2RE1245/65134低3M330/64021中3M661/64780高3M1

6、318/65157低4FA350/64107中4FA700/64822高4FA1397/65178低5SO393/64264中5SO786/64900高5SO1568/65217低6LA441/64402中6LA882/64969高6LA1760/65252低7SI495/64526中7SI990/65031高7SI1967/652823.2.2音符、音符编码及定时器初始值：为了产生音符，必须求出音符低音5—高音5的计数初值。例如C调的低1DO的THTL=65536-50000/262=63627，中音DO的THTL=65536-500000/523=

7、64580,高音DO的THTL=65536-500000/1042=65056。为了方便写谱，对其进行简单的编码，在编程时，根据音符编码查找对应的计数初值。比如说音乐是C调的，那么出现低音的5SO，直接将代码写为1；出现低音6LA,直接写一个2的代码；出现低音7SI，直接写一个3代码。表2-2音符编码表音符音符编码音符音符编码不发音0低5SO1低6LA2低7SI3中1DO4中2RE5中3M6中4FA7中5SO8中6LA9中7SIA高1DOB高2REC高3MD高4FAE高5SOF高6LAG3.2.3节拍频率的产生、节拍的产生与编码：音乐中的节拍用延时时间

8、产生。例如，1拍=0.4s，1/4拍=0.1s，以此类推。假设1/4拍执行一次延时程序，则1/