c51單片機(jī)課程設(shè)計(jì)——電子琴

1、<p><b>　　課</b></p><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設(shè)</b></p><p><b>　　計(jì)</b></p><p><b>　　報(bào)</b></p><p

2、><b>　　告</b></p><p><b>　　一、概述：</b></p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作一個(gè)可演奏的電子琴。綜合應(yīng)用了兩項(xiàng)設(shè)計(jì)：</p><p>　?。?）能產(chǎn)生純音，了解音調(diào)高低的控制方法，用鍵盤(pán)代替電子琴的鍵盤(pán)，控制演奏音樂(lè)。</p><p>　?。?）演奏一支樂(lè)曲（天

3、空之城）。</p><p>　　那音階要怎么使用C51單片機(jī)產(chǎn)生呢？C51在這項(xiàng)工作中運(yùn)用它哪些資源呢？我們?cè)趺磳?shí)現(xiàn)一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)音階呢？</p><p><b>　　二、系統(tǒng)描述：</b></p><p>　?。?）我們從初中開(kāi)始就知道，聲音是由振動(dòng)產(chǎn)生的，基本的這7個(gè)音階的頻率之間滿(mǎn)足某種數(shù)學(xué)關(guān)系由低到高排列的自然音，所以我們可以通過(guò)改變

4、單片機(jī)輸出頻率就可以得到不同的音階；（2）為了得到精確的頻率（周期的倒數(shù)），我們可以使用C51單片機(jī)定時(shí)中斷模塊。（3）通過(guò)判斷按鍵是否被按下，然后執(zhí)行該按鍵按下時(shí)的函數(shù)（在程序中是改變T1的初值得到實(shí)現(xiàn)）。</p><p>　　需要注意的是，在該程序中讓8051的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式MODE1下,改變記數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法。例如頻率為523HZ,其周期T=1/523=1912微秒,因

5、此只要令計(jì)數(shù)器定時(shí)956/1=956在每記數(shù)9次時(shí)將I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。</p><p>　　記數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下：</p><p>　　N=Fi/2/Fr N：記數(shù)值</p><p>　　Fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為1微秒．故其頻率為1MHZ</p><p><b>　　Fr；要產(chǎn)生的頻率<

6、/b></p><p>　　起記數(shù)值的求法如下：</p><p>　　T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr</p><p>　　例如：設(shè)K＝65536，F(xiàn)＝1000000＝Fi＝1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的記數(shù)值。</p><p>　　T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝6553

7、6－1000000／2／Fr＝65536－500000／Fr</p><p>　　低音D0的T＝65536－500000／262＝63627</p><p>　　中音D0的T＝65536－500000／523＝64580</p><p>　　低音D0的T＝65536－500000／1047＝65059</p><p>　　詳細(xì)的音階頻率與計(jì)數(shù)

8、初值可參考附錄一；</p><p><b>　　三、電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1．單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊</p><p>　　2.三極管信號(hào)放大模塊</p><p>　　揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)音符模塊如下：</p><p><b>　　3.按鍵電路模塊：</b></p&

9、gt;<p><b>　　四．程序設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　本系統(tǒng)的程序流程圖如下：</p><p><b>　　程序如下：</b></p><p>　　#include <reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned cha

10、r</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit kongzhi=P1^1;</p><p>　　sbit fm=P1^0; //蜂鳴器輸出的IO口</p><p>　　uchar timeh,timel,i=8,t; //timeh，time

11、l為定時(shí)器高低4位，i為演奏音符個(gè)數(shù)</p><p>　　uchar code yinyue[]={</p><p>　　0x63,0x71,0x83,0x71,0x82,0xA2,0x76,0x32,0x32,0x63,0x51,0x62,0x82,0x54,0x32,0x32,0x42,0x32,0x42,0x11,</p><p>　　0x32,0x81,0x

12、81,0x81,0x73,0x41,0x41,0x71,0x74,0x63,0x71,0x83,0x71,0x82,0xA2,0x74,0x31,0x31,0x63,0x51,0x62,0x82,</p><p>　　0x54,0x31,0x42,0x83,0x71,0x71,0x83,0x91,0x91,0xA1,0x82,0x83,0x71,0x61,0x61,0x72,0x51,0x66,0xff};<

13、;/p><p>　　//---------------------------簡(jiǎn)譜---------------------------------------</p><p>　　//1-7代表中音do~si,8代表高音do</p><p>　　uchar code yinfu[]={0x11,0x21,0x31,0x41,0x51,0x61,0x71,0x81,0x

14、ff};</p><p>　　//----------------------------簡(jiǎn)譜音調(diào)對(duì)應(yīng)的定時(shí)器初值---------------------------</p><p>　　uchar code cuzhi[]={ 0xff,0xff, //占位符</p><p>　　0xFC,0x44,0xFC,0xAD,0xF

15、D,0x0A,0xFD,0x34,0xFD,0x83,0xFD,0xC8,0xFE,0x06,</p><p>　　//中音do~si的T計(jì)數(shù)初值</p><p>　　0xFE,0x22,0xFE,0x57,0xFE,0x85,0xFE,0x9B,0xFE,0xC2,0xFE,0xE4,0xFF,0x03}; //高音d

16、o的T計(jì)數(shù)初值</p><p>　　void delay1ms(unsigned int ms); //延時(shí)ms毫秒子程序</p><p>　　void delay165ms(uint z); //延時(shí)165ms,即1/4拍子程序</p><p>　　void keysong();

17、 //演奏子程序</p><p>　　int key();</p><p>　　void song();</p><p><b>　　main()</b></p><p>　　{kongzhi=1;</p><p>　　EA=1;

18、 //開(kāi)總中斷</p><p>　　ET0=1; //開(kāi)定時(shí)器0</p><p>　　TMOD=0x01; //定時(shí)器0工作在方式1</p><p><b>　　TH

19、0=0;</b></p><p><b>　　TL0=0;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　P3=0xff;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p>

20、<p>　　{if(kongzhi==0){song();}</p><p><b>　　else{</b></p><p><b>　　key();</b></p><p>　　keysong();}</p><p><b>　　}</b></p>

21、<p><b>　　}</b></p><p>　　void song()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p><p>　　uchar jp; //jp是簡(jiǎn)譜1~8的變量</p&

22、gt;<p><b>　　t=0;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{temp=yinyue[t];</p><p>　　if(temp==0xff) break; //到曲終則跳出循環(huán) </p>

23、<p>　　jp=temp/16; //取數(shù)的高4位作為音調(diào)</p><p><b>　　if(jp!=0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　timeh=cuzhi[jp*2];

24、 //取T的高4位值</p><p>　　timel=cuzhi[jp*2+1]; //取T的低4位值</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b&g

25、t;</p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p>　　fm=1; //關(guān)蜂鳴器</p><p><b>　　}</b></p><p>　　delay165ms(temp%16);

26、 //取數(shù)的低4位作為節(jié)拍</p><p>　　TR0=0; //唱完一個(gè)音停10ms</p><p><b>　　fm=1;</b></p><p>　　delay1ms(10); </p><p><b>　　TR0=

27、1; </b></p><p><b>　　t++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p><b>　　fm=1;</b></p><p>&l

28、t;b>　　}</b></p><p>　　void timer0() interrupt 1 //定時(shí)器0溢出中斷子程序用于產(chǎn)生各種音調(diào)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　TH0=timeh;</p><p>　　TL0=timel;</p>

29、<p>　　fm=~fm; //產(chǎn)生方波</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keysong()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uint temp;</p>&l

30、t;p>　　uchar jp; //jp是簡(jiǎn)譜1~8的變量</p><p><b>　　i=key();</b></p><p>　　delay1ms(50);</p><p><b>　　if(i!=8)</b></p><p><b&g

31、t;　　{TR0=1;</b></p><p>　　temp=yinfu[i];</p><p>　　jp=temp/16; //取數(shù)的高4位作為音調(diào)</p><p><b>　　if(jp!=0)</b></p><p><b>　　

32、{</b></p><p>　　timeh=cuzhi[jp*2]; //取T的高4位值</p><p>　　timel=cuzhi[jp*2+1]; //取T的低4位值</p><p><b>　　}</b></p><

33、p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TR0=0;</b></p><p>　　fm=1; //關(guān)蜂鳴器</p><p><b&

34、gt;　　}</b></p><p>　　delay165ms(temp%16); //取數(shù)的低4位作為節(jié)拍</p><p>　　TR0=0; //唱完一個(gè)音停10ms</p><p><b>　　fm=1;</b>&l

35、t;/p><p>　　delay1ms(10); </p><p><b>　　//TR0=1;</b></p><p><b>　　//i++;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　TR0=0;</b

36、></p><p><b>　　fm=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　int key()</b></p><p>　　{switch(P2)</p><p><b>　　{</b&

37、gt;</p><p>　　case 0xfe: return 0;</p><p>　　case 0xfd: return 1;</p><p>　　case 0xfb: return 2;</p><p>　　case 0xf7: return 3;</p><p>　　case 0xef: return

38、 4;</p><p>　　case 0xdf: return 5;</p><p>　　case 0xbf: return 6;</p><p>　　case 0x7f: return 7;</p><p>　　default: return 8;</p><p><b>　　}</b>

39、</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//函數(shù)名：delay165ms</p><p>　　//函數(shù)功能：采用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)約z*165ms</p><p><b>　　//形式參數(shù)：無(wú) </b></p><p><b>　　//返回值：無(wú)&l

40、t;/b></p><p>　　void delay165ms(uint z) //延時(shí)165ms,即1/4拍</p><p><b>　　{uint x;</b></p><p>　　for(x=0;x<z;x++)</p><p>　　delay1m

41、s(165);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//函數(shù)名：delay1ms</p><p>　　//函數(shù)功能：采用軟件實(shí)現(xiàn)延時(shí)約ms*1ms</p><p><b>　　//形式參數(shù)：無(wú) </b></p><p><b>　　//返回值

42、：無(wú)</b></p><p>　　void delay1ms(unsigned int ms)</p><p>　　{ unsigned int i,j;</p><p>　　for(j=0;j<ms;j++)</p><p>　　for(i=0;i<0x100;i++);</p><p>&

43、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　五．制作與調(diào)試：</b></p><p><b>　　最后制作出的成品：</b></p><p><b>　　六．測(cè)試結(jié)果。</b></p><p>　　該成品外觀(guān)雖然不夠美觀(guān)，但是播放音樂(lè)功能，一個(gè)按鍵對(duì)

44、應(yīng)一個(gè)音階的功能十分到位?？偟膩?lái)說(shuō)，對(duì)于該成品老師和同學(xué)達(dá)成了同一共識(shí)：雖然丑了點(diǎn)，但很“溫柔”（聲音較?。?lt;/p><p><b>　　七．結(jié)論。</b></p><p>　　本次綜合設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過(guò)這次課程，我的硬件和軟件開(kāi)發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，更加熟悉了51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)以及它的實(shí)用，基本了解了電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程和所要做的工作

45、。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多，這些不僅僅局限于鞏固復(fù)習(xí)了課本上知識(shí)點(diǎn)，還鍛煉了自己分析問(wèn)題以及動(dòng)手實(shí)際操作的能力，將以前學(xué)過(guò)的零散的知識(shí)串到一起，學(xué)以致用。本系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了按下鍵盤(pán)，揚(yáng)聲器播放對(duì)應(yīng)的音符，同時(shí)單個(gè)程序也能播放歌曲，不足之處在于不能將按鍵和播放音樂(lè)的程序不能完美融合，只能在一定范圍內(nèi)滿(mǎn)足按鍵或播放歌曲一種需要，且播放的聲音太小，放大電路的選擇方面的工作做得不是很好。</p><p><b&