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1、1课程设计报告姓名：曹 飞 龙班级：101 班学号：10101230课程设计名：简易电子琴指导老师：胡启龙1一、概述：本系统设计制作一个可演奏的电子琴。综合应用了两项设计：（1）能产生纯音，了解音调高低的控制方法，用键盘代替电子琴的键盘，控制演奏音乐。（2）演奏一支乐曲（天空之城） 。那音阶要怎么使用 C51 单片机产生呢？C51 在这项工作中运用它哪些资源呢？我们怎么实现一个按键对应一个音阶呢？二、系统描述：（1）我们从初中开始就知道，声音是由振动产生的，基本的这 7个音阶的频率之间满足某种数学关系由低到高排列的自然音，所以我们可以通过改变单片机输出频率就可以得到不同的音阶；（2）为了得到精
2、确的频率（周期的倒数） ，我们可以使用 C51 单片机定时中断模块。 （3）通过判断按键是否被按下，然后执行该按键按下时的函数（在程序中是改变 T1 的初值得到实现） 。需要注意的是，在该程序中让 8051 的内部定时器使其工作在计数器模式 MODE1 下,改变记数值 TH0 及 TL0 以产生不同频率的方法。例如频率为 523HZ,其周期 T=1/523=1912 微秒,因此只要令计数器定时 956/1=956 在每记数 9 次时将 I/O 口反相,就可得到中音 D0(523HZ)。记数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/Fr N：记数值Fi：内部计时一次为 1 微秒故其频率为 1MH
3、ZFr；要产生的频率1起记数值的求法如下：T65536N65536Fi2Fr例如：设 K65536，F1000000Fi1MHZ，求低音 D0（523HZ） ，高音的 D0（1046HZ）的记数值。T65536N65536Fi2Fr6553610000002Fr65536500000Fr低音 D0 的 T6553650000026263627中音 D0 的 T6553650000052364580低音 D0 的 T65536500000104765059详细的音阶频率与计数初值可参考附录一；三、电路设计1单片机最小系统模块2.三极管信号放大模块扬声器发出对应音符模块如下：13.按键电路模块：1
4、四程序设计：本系统的程序流程图如下：开始模块初始化音乐控制按键是否按下？ 播放音乐音符按键是否按下？播放音符按键所对应的音符终止1程序如下：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit kongzhi=P11;sbit fm=P10; /蜂鸣器输出的 IO 口uchar timeh,timel,i=8,t; /timeh，timel 为定时器高低 4 位，i 为演奏音符个数uchar code yinyue=0x63,0x71,0x83,0x71,0x82,0xA2,0x76,0x32,0x32,0x63,0
5、x51,0x62,0x82,0x54,0x32,0x32,0x42,0x32,0x42,0x11,0x32,0x81,0x81,0x81,0x73,0x41,0x41,0x71,0x74,0x63,0x71,0x83,0x71,0x82,0xA2,0x74,0x31,0x31,0x63,0x51,0x62,0x82,0x54,0x31,0x42,0x83,0x71,0x71,0x83,0x91,0x91,0xA1,0x82,0x83,0x71,0x61,0x61,0x72,0x51,0x66,0xff;/-简谱-/1-7 代表中音 dosi,8 代表高音 douchar code yinfu=
6、0x11,0x21,0x31,0x41,0x51,0x61,0x71,0x81,0xff;/-简谱音调对应的定时器初值-uchar code cuzhi= 0xff,0xff, /占位符0xFC,0x44,0xFC,0xAD,0xFD,0x0A,0xFD,0x34,0xFD,0x83,0xFD,0xC8,0xFE,0x06,/中音 dosi 的 T 计数初值0xFE,0x22,0xFE,0x57,0xFE,0x85,0xFE,0x9B,0xFE,0xC2,0xFE,0xE4,0xFF,0x03; /高音 do 的 T 计数初值void delay1ms(unsigned int ms); /延
7、时 ms 毫秒子程序void delay165ms(uint z); /延时 165ms,即 1/4 拍子程序void keysong(); /演奏子程序int key();void song();main() kongzhi=1;EA=1; /开总中断ET0=1; /开定时器 0TMOD=0x01; /定时器 0 工作在方式 1TH0=0;TL0=0;TR0=1;P3=0xff;while(1) if(kongzhi=0)song();1elsekey();keysong();void song()uint temp;uchar jp; /jp 是简谱 18 的变量t=0;while(1)
8、temp=yinyuet;if(temp=0xff) break; /到曲终则跳出循环 jp=temp/16; /取数的高 4 位作为音调if(jp!=0)timeh=cuzhijp*2; /取 T 的高 4 位值timel=cuzhijp*2+1; /取 T 的低 4 位值elseTR0=0;fm=1; /关蜂鸣器delay165ms(temp%16); /取数的低 4 位作为节拍TR0=0; /唱完一个音停 10msfm=1;delay1ms(10); TR0=1; t+;TR0=0;fm=1;void timer0() interrupt 1 /定时器 0 溢出中断子程序用于产生各种音调
9、TH0=timeh;TL0=timel;fm=fm; /产生方波void keysong()uint temp;uchar jp; /jp 是简谱 18 的变量1i=key();delay1ms(50);if(i!=8) TR0=1;temp=yinfui;jp=temp/16; /取数的高 4 位作为音调if(jp!=0)timeh=cuzhijp*2; /取 T 的高 4 位值timel=cuzhijp*2+1; /取 T 的低 4 位值elseTR0=0;fm=1; /关蜂鸣器delay165ms(temp%16); /取数的低 4 位作为节拍TR0=0; /唱完一个音停 10msfm=
10、1;delay1ms(10); /TR0=1;/i+;TR0=0;fm=1;int key() switch(P2)case 0xfe: return 0;case 0xfd: return 1;case 0xfb: return 2;case 0xf7: return 3;case 0xef: return 4;case 0xdf: return 5;case 0xbf: return 6;case 0x7f: return 7;default: return 8;/函数名：delay165ms/函数功能：采用软件实现延时约 z*165ms/形式参数：无 1/返回值：无void delay1
11、65ms(uint z) /延时 165ms,即 1/4 拍uint x;for(x=0;xz;x+)delay1ms(165);/函数名：delay1ms/函数功能：采用软件实现延时约 ms*1ms/形式参数：无 /返回值：无void delay1ms(unsigned int ms) unsigned int i,j;for(j=0;jms;j+)for(i=0;i0x100;i+);五制作与调试：最后制作出的成品：1六测试结果。该成品外观虽然不够美观，但是播放音乐功能，一个按键对应一个音阶的功能十分到位。总的来说，对于该成品老师和同学达成了同一共识：虽然丑了点，但很“温柔” （声音较小）
12、 。七结论。本次综合设计主要涉及硬件和软件两方面的内容，通过这次课程，我的硬件和软件开发能力都获得了提高。首先硬件方面，更加熟悉了51 单片机的结构以及它的实用，基本了解了电子产品的开发流程和所要做的工作。 通过课程设计，我学到了很多，这些不仅仅局限于巩固复习了课本上知识点，还锻炼了自己分析问题以及动手实际操作的能力，将以前学过的零散的知识串到一起，学以致用。本系统基本上实现了按下键盘，扬声器播放对应的音符，同时单个程序也能播放歌曲，不足之处在于不能将按键和播放音乐的程序不能完美融合，只能在一定范围内满足按键或播放歌曲一种需要，且播放的声音太小，放大电路的选择方面的工作做得不是很好。1附录一：
13、音阶频率与计数初值对照表：音符 频率 计数处之音符 频率 计数初值音符 频率 计数初值低音 1 220 0xefa9中音 1 440 0xf7d8高音 1 880 0xfbef低音 2 247 0xf173中音 2 494 0xf8bd高音 2 988 0xfc62低音 3 277 0xf307中音 3 554 0xf987高音 3 1109 0xfcc7低音 4 294 0xf3c8中音 4 587 0xf9e4高音 4 1175 0xfcf6低音 5 330 0xf51e中音 5 659 0xfa90高音 5 1318 0xfd4b低音 6 370 0xf64c中音 6 740 0xfb29高音 6 1480 0xfd98低音 7 415 0xf75a中音 7 831
