单片机电子音调发生器实习报告

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1、北京交通大学单片机报告教学单位电子信息工程学院姓名学号班级_指导教师时间电子音调发生器一、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、实验内容和要求：板子分为两大部分：由开关控制的音阶播放程序；由单片机控制的自动音阶播放程序（音乐程序）。经观察单片机实验箱内开关后发现，若全部开关用来播放8个音的话，就没有多余的开关用于在音阶和音调之间切换，故我将音阶部分缩减和3个开关，即可代表8种不同状态。再分配两个开关用于切换音阶，实现音乐部分和歌曲之间的切换。简单地说就是能清晰地发出七个音DOREMIFASOLATI还能放出两首歌曲，在放歌曲

2、的时候可以进行任意的中断切换实现不同歌曲之间，不同音节之间的切换。三、实验原理：（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/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P1.7，通过跳线选择器JP1将单片机的P1.7与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P1.7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

3、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可按下法算：（1/2）*(1/f)=(12/fose)*(216-X)即X=216-(fose/24f)其中f为音调频率，当晶振频率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。表1：音符频率（HZ）计数初值（H）低音5196F6D1低音6220F7D1低音7247F8B6中音1262F921中音2294F9E1中音3330FA8C中音4349FAD8中音5392

4、FB68中音6440FBE9高音7494FC5B高音1523FC8F高音2587FCEF高音3659FD45高音4698FD6C高音5784FDB4曲调值DELAY调4/4125ms调3/4187ms调2/4250ms节拍延时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。（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123456789ABCDEF0音节.5.6.712345671`2`3`4`5`休止节拍代码1234568ACF节拍1/42

5、/43/411(1/4)1(1/2)22(1/2)33(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设置TMOD（工作方式）寄存器GATAC/TM1M0GATAC/TM1M0定时器1定时器0门控位：GATE＝0，TR=1启动计数(软件启动)；GATE＝1，TR=1且INT=1启动计数(硬件启动)。C/T：定时或计数方式选择位。C/T＝0，定时工作方式；C/T＝1,计数工作方式。M1M0：工作方式选择位。M1M0＝00，方式0：13位计数（TL0-4、TH0-7)M1M0＝01，方式1：16位计数（TL0-7、TH0-7）M1M0＝10，方式2：8位计数,有自动

6、装入功能。M1M0＝11，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。设置TCON（控制）寄存器：TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0TR0/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。(4)8—3线优先编码器74LSl4874LSl48外引线排列图74LS148是8-3线优先编码器，其外引线排列如图2所示。~为8个信号输入，低电平有效。为３位代码输出（反码输出）。为选通输入端，当=0时允许编码；当=1

7、时输出和被封锁，编码被禁止。是选通输出端，级联应用时，高位片的端与低位片的端相连接，可以扩展优先编码功能。为优先扩展输出端，级联应用时可作为输出位的扩展端。74LS148功能表输入输出1××××××××11111011111111111100×××××××0000010××××××01001010×××××011010010××××0111011010×××01111100010××011111101010×01111111100100111111111101音节编码电路硬件连接图(5)蜂鸣器电路蜂鸣器