音樂演奏器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　題目：音樂演奏器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、 引言３</b></p><p>　　二、方案比較以及選擇４</p><p>　　2.1 控制模塊選擇方案４</p><p>　　2.2 按鍵選擇方案

2、４</p><p>　　三、硬件設(shè)計(jì)及說明４</p><p>　　3.1系統(tǒng)組成及總體框圖４</p><p><b>　　3.2元件簡(jiǎn)介５</b></p><p>　　3.3 各功能模塊原理圖８</p><p><b>　　四、軟件設(shè)計(jì)１２</b></p>

3、;<p>　　4.1 音樂相關(guān)知識(shí)１２</p><p>　　4.2用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂的節(jié)拍１２</p><p>　　4.3用單片機(jī)產(chǎn)生音頻脈沖１２</p><p><b>　　五、系統(tǒng)調(diào)試１３</b></p><p>　　5.1硬件調(diào)試１３</p><p>　　5.2 軟件調(diào)

4、試１３</p><p><b>　　六、總結(jié)１４</b></p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)１４</b></p><p>　　附錄1：元器件清單１５</p><p>　　附錄2：電路原理圖１５</p><p><b>　　音樂演奏器設(shè)計(jì)</b&

5、gt;</p><p>　　摘要：微型電子琴的設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制部分，通過制作硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)編寫，然后進(jìn)行軟硬件的調(diào)試運(yùn)行，最終達(dá)到設(shè)計(jì)電路的樂器演奏、點(diǎn)歌及顯示等功能。設(shè)計(jì)中應(yīng)用中斷系統(tǒng)和定時(shí)/計(jì)數(shù)原理控制演奏器發(fā)聲，對(duì)音樂發(fā)生所必須確定的音符和節(jié)拍分別用程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)?？梢杂盟鼇?lái)彈奏和播放樂曲。特點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、清晰，成本低。</p><p>　　關(guān)鍵

6、字：電子琴 單片機(jī) STC89C52</p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　1.1背景</b></p><p>　　隨著電子科技的飛速發(fā)展，電子技術(shù)正在逐漸改善著人們的學(xué)習(xí)、生活、工作，因此開發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來(lái)一點(diǎn)生活上的樂趣。</p><p>　　基于

7、當(dāng)前市場(chǎng)上的玩具市場(chǎng)需求量大，其中電子琴就是一個(gè)很好的應(yīng)用方面。單片機(jī)技術(shù)使我們可以利用軟硬件實(shí)現(xiàn)電子琴的功能，從而實(shí)現(xiàn)電子琴的微型化，可以用作玩具琴、音樂轉(zhuǎn)盤以及音樂童車等等。并且可以進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)的意義</b></p><p>　　該設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)可以隨意彈奏想要

8、表達(dá)的音樂；</p><p>　　(2)制作簡(jiǎn)單，成本低。</p><p>　　(3)傳統(tǒng)電子琴功能更完善。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)</b></p><p>　?。?）用12 個(gè)鍵盤演奏音樂（建議演奏小星星）。</p><p>　?。?）樂曲的音階限于12 個(gè)音階內(nèi)，C 調(diào)，節(jié)

9、拍頻率1 Hz，C調(diào)音階頻率表見附表1；</p><p>　?。?）一次演奏后應(yīng)可以存儲(chǔ)并重放（不少于20 個(gè)音符）； </p><p>　?。?）音階準(zhǔn)確，隨機(jī)抽測(cè)一點(diǎn)頻率，頻率誤差±0.1%； </p><p>　?。?）功率放大器滿足以下要求： </p><p>　　①額定功率大于2W（負(fù)載電阻8Ω的條件下）； </p&

10、gt;<p>　?、谠陬~定功率及帶寬范圍內(nèi)用示波器觀察無(wú)明顯失真。</p><p>　?。?）實(shí)現(xiàn)無(wú)線鍵盤控制功能，距離＞5m ； </p><p>　　（2）功率放大器帶寬大于50 Hz～5000 Hz（負(fù)載電阻8Ω的條件下）； </p><p>　?。?）功率放大器失真度＜5%（1000Hz 時(shí)，滿功率輸出）； </p><p&

11、gt;<b>　　方案比較以及選擇</b></p><p>　　2.1 控制模塊選擇方案</p><p>　　方案一： 采用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行控制，由于AT89C51不具備ISP功能，</p><p>　　因此Atmel公司已經(jīng)停產(chǎn)在市面上已經(jīng)不常見，況且其ROM只有4K在系統(tǒng)將來(lái)升級(jí)方面沒有潛力。</p&g

12、t;<p>　　方案二：采用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行控制，由于其性價(jià)比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間達(dá)到8K，使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級(jí)，使用方便，抗干擾性能提高。</p><p>　　選擇方案：鑒于上述對(duì)比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案二 </p><p>　　2.2 按鍵選擇方案</p><p>　　按鍵采

13、用市面上普通的輕觸按鍵，該按鍵的特點(diǎn)是價(jià)格便宜，實(shí)用性強(qiáng)，按鍵手感和回彈速度都不錯(cuò)。</p><p><b>　　硬件設(shè)計(jì)及說明</b></p><p>　　3.1系統(tǒng)組成及總體框圖</p><p>　　硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。</p>

14、<p>　　該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，工作模式為1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過揚(yáng)聲器將音樂播放出來(lái)。由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。</p><p>　　用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動(dòng)

15、揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路。本電子琴使用國(guó)家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器LM386來(lái)實(shí)現(xiàn)音頻功放電路。</p><p>　　利用E2PROM的斷電保存數(shù)據(jù)的特性，來(lái)對(duì)鍵盤彈奏過程進(jìn)行錄制。選用ATMLU728這款芯片，通過IIC總線和單片機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)線了電子琴歌曲的彈奏錄制和回放功能。</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

16、</p><p><b>　　3.2元件簡(jiǎn)介</b></p><p>　　3.2.1 STC89C52</p><p>　　STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯

17、片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操

18、作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。</p><p>　　3.2.2 LM386</p><p>　　LM386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大 器,主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類

19、產(chǎn)品。為使外圍元件最少,電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容,便可將電壓增益調(diào)為任意值,直至 200。輸入端以地位參考,同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半,在6V電源電壓下,它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的場(chǎng)合。LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。</p><p

20、>　　LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。</p><p>　　圖3-2 LM386的封裝形式</p><p>　　3.2.3 AT24C02</p><p>　　AT24C02是一個(gè)2K位串行CMOS E2PROM， 內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，CATALYST公司的先進(jìn)CMOS技術(shù)實(shí)質(zhì)上減少了器件的功耗。AT24C02有一個(gè)8字節(jié)頁(yè)寫緩沖器

21、。該器件通過IIC總線接口進(jìn)行操作，有一個(gè)專門的寫保護(hù)功能。</p><p>　　3.2.4 LED數(shù)碼管</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的顯示電路采用LED數(shù)碼管顯示，LED（Light-Emitting Diode）是一種外加電壓從而流過電流并發(fā)出可見光的器件。LED是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻。LED有單個(gè)LED和八段LED之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。</p>

22、<p>　　常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極顯示器(如圖b所示)，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器(如圖c所示)。1位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管a~g控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和滅，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。</p><p>　　此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，

23、在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來(lái)。</p><p>　?。╝）外形 （b）共陽(yáng)極 (C)共陰極</p><p>　　圖3-6 數(shù)碼管引腳</p><p>　　3.3 各功能模塊原理圖</p><p>　　3.3.1 STC89C52最小系統(tǒng)模塊原理圖</p

24、><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)有12M晶振電路，復(fù)位電路，P0口上拉電路等基本電路組成，并帶有4個(gè)排針接到了單片機(jī)的VCC、GND、P3^0、P3^1這個(gè)四個(gè)腳上，方便了程序的下載和調(diào)試。</p><p>　　圖3-7 STC89C52模塊電路原理圖</p><p>　　3.3.2鍵盤掃描模塊電路原理圖</p><p>　　對(duì)鍵盤掃描電路的掃描方式

25、有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法，在此次程序編寫中，采用線反轉(zhuǎn)法，將列線作為輸出線，行線作為輸入線。置輸出線全部為0，此時(shí)行線中呈低電平0的為按鍵所在行，如果全部都不是0，則沒有按鍵按下。將前面的行列狀態(tài)反過來(lái)，即將行線作為輸出線，列線作為輸入線。置輸出線全部為0，此時(shí)列線呈低電平的為按鍵所在的列。這樣，經(jīng)處理程序，就可以確定了按鍵的位置（X，Y），并送主程序以實(shí)現(xiàn)不同功能。</p><p>　　圖3-8 鍵盤掃描模塊電路原

26、理圖</p><p>　　3.3.3數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖</p><p>　　數(shù)碼管顯示模塊核心是共陽(yáng)級(jí)數(shù)碼管，通過來(lái)自單片機(jī)I/O口的電平高低來(lái)點(diǎn)亮和熄滅數(shù)碼管上的發(fā)光二極管，通過單片機(jī)送來(lái)的數(shù)碼管顯示編碼可以在數(shù)碼管上顯示數(shù)字和字符，使應(yīng)用人員可以很容易的理解按鍵按下所對(duì)應(yīng)的音符。圖3-9 數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖</p><p>　　3.3.4音頻處理模塊

27、電路原理圖</p><p>　　由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力不夠，在處理音符信號(hào)時(shí)，需加功率放大裝置，因LM386芯片具有低功耗、高增益的特點(diǎn)，這合適單片機(jī)低功耗輸出，所以加裝LM386音頻信號(hào)放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。</p><p>　　圖3-10 音頻處理模塊電路原理圖</p><p>　　3.3.5 EEPROM存儲(chǔ)模塊電路原理圖</p><p>

28、　　本電子琴加入了EEPROM用來(lái)存儲(chǔ)錄制的歌曲，這里使用的芯片的CATALYST公司的AT24C02，該芯片有2K存儲(chǔ)空間，通過IIC總線和單片機(jī)進(jìn)行連接。</p><p><b>　　四、軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的簡(jiǎn)單音樂發(fā)生器，它由16個(gè)音調(diào)組成的的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的

29、彈奏，通過揚(yáng)聲器將音樂播放出來(lái)。</p><p>　　4.1 音樂相關(guān)知識(shí)</p><p>　　樂音聽起來(lái)有的高，有的低，這就叫音高，音高是由發(fā)音物體振動(dòng)頻率的高低決定的，頻率高聲音就高，頻率低聲音就低，不同音商的樂音是用C、D、E、F、G、A、B表示的，這7個(gè)字母就是樂音的音名，它們一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，這是唱曲時(shí)樂音的發(fā)音，所以叫唱名。</p>

30、;<p>　　音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。</p><p>　　一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù)對(duì)應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂。</p><p>　　4.2用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂的節(jié)拍</p><p>　　除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。</p>

31、<p>　　節(jié)拍實(shí)際上就是音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，在單片機(jī)系統(tǒng)中可以用延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果1/4拍的延時(shí)是0.4秒，則1拍的延時(shí)是1.6秒，只要知道1/4拍的延時(shí)時(shí)間，其余的節(jié)拍延時(shí)時(shí)間就是它的倍數(shù)。如果單片機(jī)要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計(jì)中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。對(duì)于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)完成。</p>

32、<p>　　4.3用單片機(jī)產(chǎn)生音頻脈沖</p><p>　　了解音樂的一些基本知識(shí)后可知，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂，對(duì)于單片機(jī)而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)產(chǎn)生這樣的方波頻率信號(hào)，因此，需要弄清楚音樂中的音符和對(duì)應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。</p><p>　　在本實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)工作于12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，

33、工作模式為1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。T的值決定了TH0和TL0的值，其關(guān)系為：TH0=T/256，TL0=T%256</p><p>　　附表1 C調(diào)音階頻率表</p><p><b>　　五、系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟

34、件調(diào)試和綜合調(diào)試。</p><p><b>　　5.1硬件調(diào)試</b></p><p>　　硬件調(diào)試主要是針對(duì)單片機(jī)部分進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　在上電前，先確保電路中不在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬(wàn)用表，用來(lái)完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。注意焊點(diǎn)之間

35、，確保焊點(diǎn)沒有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。</p><p>　　在確保硬件電路正常，無(wú)異常情況(斷路或短路)方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要鍵盤單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻轉(zhuǎn)換電路硬件調(diào)試。</p><p>　　1、數(shù)碼管LED電路調(diào)試：接通電源，隨機(jī)按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示

36、數(shù)字。</p><p>　　2、鍵盤單片機(jī)控制部分調(diào)試：上電后，隨機(jī)按動(dòng)鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的音正確。</p><p><b>　　5.2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試主要方法和技巧：</p><p>　　通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)

37、子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　通過這次的電子設(shè)計(jì)大賽，我們學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過的零散的知識(shí)串到一起，懂得了如何加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)合作能力和查詢資料

38、的能力。</p><p>　　首先在知道比賽題目后的調(diào)研階段，我們學(xué)會(huì)了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。通過對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，大致了解了單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競(jìng)爭(zhēng)。了解了單片機(jī)方面的先進(jìn)技術(shù)，這些都為我的未來(lái)的學(xué)習(xí)指明了方向。</p><p>　　這次比賽主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我們團(tuán)隊(duì)的硬件和軟件開發(fā)能力都獲

39、得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做的工作。并設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程，使我們對(duì)51系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如LED數(shù)碼管，矩陣鍵盤等，但是比賽的發(fā)揮功能無(wú)線鍵盤我們沒有實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，不過我相信以后有機(jī)會(huì)的話一定會(huì)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　在軟件方面，通過串行口調(diào)試工具的開發(fā)，使我們加深了對(duì)原件封

40、裝的理解，熟悉了51系列單片機(jī)內(nèi)部的寄存器和編程規(guī)則，以及如何控制外圍電路，加強(qiáng)了C語(yǔ)言的編程能力，真正的做到了學(xué)以致用，更好的理解了以前所學(xué)到的知識(shí)，我相信這次比賽會(huì)對(duì)我們的每個(gè)人的未來(lái)都產(chǎn)生積極的影響。</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】郭天祥.新概念 51 單片機(jī) C 語(yǔ)言教程.入門、提高、開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版

41、社，2009.</p><p>　　【2】蘇家健、曹柏榮、汪志鋒.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].高等教育出版社</p><p>　　【3】高吉祥,唐朝京.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程（電子儀器儀表設(shè)計(jì)）[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.</p><p>　　【4】 李朝青. 單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]. 北京：北京航天航空大學(xué)出版色，2001. </

42、p><p><b>　　附錄1：電路原理圖</b></p><p><b>　　電路原理圖</b></p><p>　　Proteus仿真圖</p><p><b>　　附錄3：程序清單</b></p><p>　　#include <reg52.h&

43、gt;</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define ulong unsigned long</p><p>　　#define dim(x) (sizeof(x)/sizeof(x[0]))&

44、lt;/p><p>　　sbit beep = P3^7;// 定義蜂鳴器的輸出引腳</p><p>　　sbit led1 = P2^0;// 定義錄音指示燈的輸出引腳</p><p>　　sbit led2 = P2^1;// 定義播歌指示燈的輸出引腳</p><p>　　sbit led3 = P2^2;// 定義彈奏指示燈

45、的輸出引腳</p><p>　　sbit sda = P2^6;// 定義了AT24C02的sda腳</p><p>　　sbit scl = P2^7;// 定義了AT24C02的scl腳</p><p>　　sbit key1 = P3^4;// 定義了播放錄制的音樂的按鍵管腳</p><p>　　sbit key2 =

46、P3^3;// 定義了錄制/停止的按鍵管腳</p><p>　　sbit key3 = P3^2;// 定義了播放內(nèi)置歌曲的按鍵管腳</p><p>　　void ChooseMusic();</p><p>　　uchar song=0; // song代表當(dāng)前播放到第幾首歌，取值為1,2,3</p><p>　　uc

47、har g_tone;// g_tone代表當(dāng)前要播放的音調(diào)</p><p>　　/* 定時(shí)器的初值，TH_0代表TH0的值，TL_0代表TL0的初值，其含義如下所示 */</p><p>　　/* 低6 低7 中1 中2 中3 中4 中5 中6 中7 高1 高

48、2 高3 高4 高5 高6 高7 */</p><p>　　uchar code TH_0[]={ 0xFB,0xFC,0xFC,0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF };</p><p>　　uchar code TL_0[]={ 0x90,0x0C,0x43,0xAC,0x09,0

49、x34,0x82,0xC8,0x06,0x22,0x56,0x85,0x9A,0xC1,0xE4,0x03 };</p><p>　　/* 數(shù)碼管的顯示值：6. 7. 1 2 3 4 5 6 7 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. */</p><p>　　uchar code dig[]={ 0x0

50、2,0x78,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78};</p><p>　　/* 《世上只有媽媽好》的樂譜*/ </p><p>　　uchar code music1[]={ 14,3, 13,1, 11,2, 13,2, 15,2, 14,1, 13,1, 14,4,

51、 11,2, 13,1, 14,1, 13,2, 11,2, 9,1, 7,1, 13,1, </p><p>　　11,1, 10,4, 10,3, 11,1, 13,2, 13,1, 14,1, 11,2, 10,2, 9,4, 13,3, 11,1, 10,1, 9,1, 7,1, 9,1, 6,4 };</p><p>　　/* 《生日快樂》的樂譜 */</p

52、><p>　　uchar code music2[]={ 6,1, 6,1, 7,2, 6,2, 9,2, 8,4, 6,1, 6,1, 7,2, 6,2, 10,2, 9,4, 6,1,</p><p>　　6,1, 13,2, 11,2, 9,2, 8,2, 7,3, 12,1, 12,1, 11,2, 9,2, 10,2, 9,4 };</p><p&

53、gt;　　/* 《茉莉花》的樂譜*/ </p><p>　　uchar code music3[]={ 5,2, 5,1, 7,1, 8,1, 10,1, 10,1, 8,1, 7,2, 7,1, 8,1, 7,4, 5,2, 5,1, 7,1, 8,1, 10,1, 10,1, 8,1,</p><p>　　7,2, 7,1, 8,1, 7,4, 7,2, 7,2,

54、 7,2, 5,1, 7,1, 8,2, 8,2, 7,4, 5,2, 4,1, 5,1, 7,2, 5,1, 4,1,</p><p>　　3,2, 3,1, 4,1, 3,4, 5,1, 4,1, 3,1, 5,1, 4,3, 5,1, 7,2, 8,1, 10,1, 7,4, 4,2, 5,1, 7,1, 3,1,</p><p>　　4,1, 3,1, 2,1, 1

55、,4, 1,2, 3,2, 4,3, 5,1, 3,1, 4,1, 3,1, 1,1, 7,4 };</p><p>　　/*******************************************</p><p><b>　　延時(shí)函數(shù).</b></p><p>　　---------------</p>

56、<p>　　t代表毫秒*******************************************/</p><p>　　void DelayMs(uint t)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　

57、for(x=t;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***********************************************</p><p><b>　　用于簡(jiǎn)短的延時(shí)<

58、;/b></p><p>　　***********************************************/</p><p>　　void flash()</p><p><b>　　{ ; ; }</b></p><p>　　/******************************&l

59、t;/p><p>　　AT24C02的IIC總線初始化.</p><p>　　******************************/</p><p>　　void AT24C02_Init()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　scl=1; <

60、/b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　sda=1; </b></p><p><b>　　flash();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

61、　　/**********************************************</p><p>　　AT24C02起始函數(shù).</p><p>　　----------------</p><p>　　**********************************************/</p><p>　　void

62、 start()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sda=1; </b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　scl=1; </b></p><p>

63、;<b>　　flash(); </b></p><p><b>　　sda=0; </b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　scl=0; </b></p><p><b>　　flash();

64、</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***********************************************</p><p>　　AT24C02終止函數(shù).</p><p>　　**************************************

65、*********/</p><p>　　void stop()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　sda=0; </b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　s

66、cl=1; </b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　sda=1; </b></p><p><b>　　flash();</b></p><p><b>　　}</b></p>

67、<p>　　/***************************************************</p><p>　　AT24C02寫一個(gè)字節(jié).</p><p>　　***************************************************/</p><p>　　void write_byte(uchar

68、dat)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar i,temp;</p><p><b>　　temp=dat;</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b>

69、;</p><p>　　temp=temp<<1; </p><p><b>　　scl=0; </b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　sda=CY; </b></p><p><b

70、>　　flash(); </b></p><p><b>　　scl=1; </b></p><p><b>　　flash();</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　scl=0; </b><

71、/p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　sda=1; </b></p><p><b>　　flash();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******

72、********************************************</p><p>　　AT24C02讀一個(gè)字節(jié).</p><p>　　***************************************************/</p><p>　　unsigned char read_byte()</p><p

73、><b>　　{</b></p><p>　　uchar i,temp,dat=0;</p><p><b>　　scl=0; </b></p><p><b>　　flash(); </b></p><p><b>　　sda=1;</b><

74、/p><p><b>　　flash();</b></p><p>　　for (i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{ </b></p><p><b>　　scl=1; </b></p><p><b>　　flash

75、();</b></p><p><b>　　temp=sda;</b></p><p>　　dat=(dat<<1)|temp;</p><p><b>　　scl=0;</b></p><p><b>　　flash();</b></p>

76、<p><b>　　} </b></p><p>　　return(dat);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************</p><p>　　AT24C02總線響應(yīng).</p><p>

77、;　　******************************/</p><p>　　void respons()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i=0;</p><p><b>　　scl=1;</b></p><p><

78、b>　　flash();</b></p><p>　　while((sda==1)&&(i<255)) // 如果sda收到低電平，或者i自加255個(gè)數(shù)后還沒收到低電平，都認(rèn)為收到了</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　i++;</b></p

79、><p><b>　　}</b></p><p><b>　　scl=0; </b></p><p><b>　　flash();</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************

80、**************************************************************</p><p>　　AT24C02讀出數(shù)據(jù).</p><p>　　*******************************************************************************/</p><p>

81、;　　uchar AT24C02_Read(uchar addr)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar dat;</p><p><b>　　EA=0;</b></p><p><b>　　start(); </b></p>&

82、lt;p>　　write_byte(0xa0);</p><p>　　respons(); </p><p>　　write_byte(addr);</p><p>　　respons(); </p><p><b>　　start();</b></p><p>　　write_byte(0

83、xa1); </p><p>　　respons();</p><p>　　dat=read_byte(); </p><p><b>　　stop();</b></p><p>　　DelayMs(5);</p><p><b>　　EA=1;</b></p>

84、<p>　　return dat;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**********************************************************</p><p>　　AT24C02寫入數(shù)據(jù).</p><p>　　**************

85、********************************************/</p><p>　　void AT24C02_Write(uchar addr,uchar dat)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　EA=0;</b></p><p>&

86、lt;b>　　start(); </b></p><p>　　write_byte(0xa0);</p><p>　　respons(); </p><p>　　write_byte(addr);</p><p>　　respons(); </p><p>　　write_byte(dat);<

87、/p><p>　　respons(); </p><p><b>　　stop();</b></p><p><b>　　EA=1;</b></p><p>　　DelayMs(10);</p><p><b>　　}</b></p><

88、p>　　/************************************************</p><p>　　發(fā)出指定音調(diào)及其節(jié)拍的聲音</p><p>　　--------------------------------</p><p><b>　　tone代表音調(diào)</b></p><p>&l

89、t;b>　　beat代表節(jié)拍</b></p><p>　　************************************************/ </p><p>　　void Play(uchar tone,uchar beat)</p><p><b>　　{</b></p><p&

90、gt;<b>　　uchar t1;</b></p><p><b>　　ulong t2;</b></p><p>　　P0=dig[tone];// 數(shù)碼管顯示相應(yīng)的音調(diào)，帶“.”表示高音音調(diào)</p><p>　　TH0=TH_0[tone];// 裝入定時(shí)器TH0的初值</p>&l

91、t;p>　　TL0=TL_0[tone];// 裝入定時(shí)器TL0的初值</p><p>　　TR0=1;// 啟動(dòng)定時(shí)器</p><p>　　for(t1=0;t1<beat;t1++)// 利用2個(gè)for循環(huán)進(jìn)行播放延時(shí)功能</p><p>　　for(t2=0;t2<7200;t2++);</p>

92、<p>　　TR0=0;// 停止定時(shí)器 </p><p>　　P0=0xff;// 關(guān)閉數(shù)碼管</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************</

93、p><p><b>　　矩陣鍵盤掃描程序.</b></p><p>　　*******************************************************/</p><p>　　char KeyScanf() //鍵盤掃描</p><p><b>　　{</b&g

94、t;</p><p>　　uchar hang=0,lie=0,temp1,temp2;// hang代表行，lie代表列</p><p>　　P1=0x0f;// 讓P1口的高4位為0</p><p>　　temp1=P1;// temp1采集P1口的數(shù)據(jù)</p><p>　　switch(temp1)

95、// 判斷是否某一行有被按下，有的話，給hang變量賦值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0x0e: hang=1; break;// 如果P1口的值，即temp1的值為0x0e，則代表第1行有某一個(gè)按鍵被按下了</p><p>　　case 0x0d: hang=2; break;// 如果

96、P1口的值，即temp1的值為0x0d，則代表第2行有某一個(gè)按鍵被按下了</p><p>　　case 0x0b: hang=3; break;// 如果P1口的值，即temp1的值為0x0b，則代表第3行有某一個(gè)按鍵被按下了</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P1=0xf0;// 讓P1口的低4位為0

97、</p><p>　　temp2=P1;// temp2采集P1口的數(shù)據(jù)</p><p>　　switch(temp2)// 判斷是否某一列有被按下，有的話，給lie變量賦值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0x70: lie=1; break;// 如果P1

98、口的值，即temp2的值為0x70，則代表第1列有某一個(gè)按鍵被按下了</p><p>　　case 0xb0: lie=2; break;// 如果P1口的值，即temp2的值為0xb0，則代表第2列有某一個(gè)按鍵被按下了</p><p>　　case 0xd0: lie=3; break;// 如果P1口的值，即temp2的值為0xd0，則代表第3列有某一個(gè)按鍵被按下了</p&g

99、t;<p>　　case 0xe0: lie=4; break;// 如果P1口的值，即temp2的值為0xe0，則代表第4列有某一個(gè)按鍵被按下了</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if((lie!=0)&(hang!=0))// 當(dāng)hang變量和lie變量都不為0時(shí)，說明有按鍵被按下了</p>

100、<p>　　return ((hang-1)*4+lie);// 計(jì)算是哪個(gè)按鍵別按下，如第3行第4個(gè)，那么((3-1)×4+4)=12</p><p><b>　　else</b></p><p>　　return 0; // 如果沒有按鍵被按下，則返回0</p><p><b>　　}<

101、;/b></p><p>　　/***********************</p><p>　　功能：定時(shí)器初始化函數(shù)</p><p>　　***********************/</p><p>　　void Timer0_Init()</p><p><b>　　{</b>&

102、lt;/p><p>　　TMOD=1;// 定時(shí)器0，工作方式1</p><p>　　ET0=1;// 開啟定時(shí)器0中斷</p><p>　　EA=1;// 開啟總中斷</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****************************

103、*************</p><p>　　功能：播放內(nèi)置的音樂</p><p>　　******************************************/</p><p>　　void PlayMusic(uchar arr[],uchar num)</p><p><b>　　{</b></

104、p><p>　　uchar i=0;</p><p>　　led3 = 1;// 彈奏指示燈滅</p><p>　　led2 = 0; // 播放指示燈亮</p><p>　　while(i<num)</p><p><b>　　{ </b>

105、;</p><p>　　g_tone=arr[i];// 給全局變量g_tone賦值Play(arr[i],arr[i+1]); // 開始演奏，每調(diào)用一次，演奏一個(gè)節(jié)拍</p><p>　　i+=2;// 進(jìn)入下一個(gè)節(jié)拍，因?yàn)闆]2個(gè)數(shù)為1組（第1個(gè)代表音調(diào)，第2個(gè)代表節(jié)拍），所以每次要加2</p><p>　　if(key3=

106、=0)// 判斷播放過程，是否按下了下一曲按鍵，如果是，則切換到下一曲</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DelayMs(100);</p><p>　　while(!key3);</p><p>　　DelayMs(100);</p><p><b&

107、gt;　　song++;</b></p><p>　　if(song==4)</p><p><b>　　song=1;</b></p><p>　　ChooseMusic();</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　

108、}</b></p><p>　　led3 = 0;// 彈奏指示燈亮</p><p>　　led2 = 1; // 播放指示燈滅</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***************************************

109、*********</p><p><b>　　歌曲選擇</b></p><p>　　************************************************/</p><p>　　void ChooseMusic()</p><p><b>　　{</b></p>

110、;<p>　　switch(song)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 1 : DelayMs(300); PlayMusic(music1,dim(music1)); break;// dim(music1)求出樂譜music1中有幾個(gè)元素</p><p>　　case 2 : Dela

111、yMs(300); PlayMusic(music2,dim(music2)); break;</p><p>　　case 3 : DelayMs(300); PlayMusic(music3,dim(music3)); break;</p><p>　　default: break;</p><p>&

112、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************************************************</p><p><b>　　主函數(shù)</b></p><p>　　****************

113、********************************/</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar count=1;// count代表當(dāng)前的AT24C02已經(jīng)存了count個(gè)數(shù)據(jù)</p><p>　　char ret;

114、 // ret用來(lái)保存鍵盤掃描的返回值</p><p>　　uchar num,val,i;</p><p>　　Timer0_Init();// 初始化定時(shí)器</p><p>　　AT24C02_Init();// 初始化AT24C02的IIC總線</p><p>　　led3 = 0;// 彈奏指示燈亮

115、</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　ret=KeyScanf();// 開始掃描矩陣鍵盤</p><p>　　if(ret!=0) // ret不等于0，說明音調(diào)鍵盤有某一個(gè)被按下了</p

116、><p><b>　　{</b></p><p>　　g_tone = ret-1;// 給全局變量g_tone賦值Play(ret-1,1);// 開始播放該按鍵對(duì)應(yīng)的音調(diào)</p><p>　　if(led1==0){</p><p>　　AT24C02_Write(count,re

117、t-1);</p><p>　　count++;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key1==0) // 播放錄制的音樂</p><p><b>　　{<

118、/b></p><p>　　DelayMs(700);</p><p>　　led3 = 1;// 彈奏指示燈滅</p><p>　　led2 = 0; // 播放指示燈亮</p><p>　　num=AT24C02_Read(0); // AT24C02的第0個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)的是錄制歌曲的長(zhǎng)度<

119、;/p><p>　　for(i=0;i<num;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　val=AT24C02_Read(i+1);// 讀出AT24C02中存儲(chǔ)的值</p><p>　　g_tone=val;</p><p>　　Play(val,1);

120、// 開始播放該按鍵對(duì)應(yīng)的音調(diào)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　led3 = 0;// 彈奏指示燈亮</p><p>　　led2 = 1; // 播放指示燈滅</p><p><b>　　}</b></p><

121、p>　　if(key2==0) // 開始/停止 錄制按鍵</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DelayMs(700);// 延時(shí)去抖</p><p>　　led3 = 1;// 彈奏指示燈滅</p><p>　　led1 =~ led1;</

122、p><p>　　if(led1==1){</p><p>　　led3 = 0;// 彈奏指示燈亮</p><p>　　AT24C02_Write(0,count-1);</p><p><b>　　count=1;</b></p><p><b>　　}<

123、;/b></p><p>　　}</p><p>　　if(key3==0)// 播放內(nèi)置的音樂</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DelayMs(100);</p><p>　　while(!key3);// 去除按鍵抖動(dòng)

124、</p><p>　　DelayMs(100);</p><p><b>　　song++;</b></p><p>　　if(song==4)</p><p><b>　　song=1;</b></p><p>　　ChooseMusic();// 選擇要播放哪一

125、首內(nèi)置音樂</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/************************************************</p>

126、;<p>　　定時(shí)器0中斷處理函數(shù)</p><p>　　************************************************/ </p><p>　　void time0() interrupt 1</p><p><b>　　{</b></p><p>　　beep=!