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1、项目一： 电子音响1.1实训目的了解计算机发出不同音调声音的编程方法。1.2实训内容编写单片机程序组成乐谱，用 I/O接口 P1.7口输出，经过功率放大控制喇叭演奏一首完整的歌曲。（歌曲自选）1.3编程提示利用单片机内部的定时器可以产生不同周期（频率）的脉冲信号，输出的信号再经过功率放大电路可以驱动喇叭等电声设备发出声音。（1）要产生音频信号，只要知道某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以 2即为半周期的时间，利用定时器定时产生半周期时间，计时到后反相输出，重复此过程即得到此频率的脉冲信号。（2）让定时器工作在定时方式，改变定时时间常数 TH0及 TL0，以产生不同的频率。（3）把整首歌
2、曲的乐谱信息存储在单片机数据存储区中一段连续的区域。每个音符使用一个字节，字节的高四位代表音符的高低，低四为代表音符的节拍。演奏时连续读取音符数据，在程序中分析处理后输出相应的脉冲信号。1.4实训电路图 1-11.5实训步骤实验连线：把 P1.7用导线连至 VIN插孔上，打开音频驱动单元的按钮开关。编写并运行程序，验证歌曲演奏效果。附件：音乐播放器软件设计相关知识音乐相关知识在设计之前，我们还需要了解一些音乐的相关知识。在人类还没有产生语言时，就知道利用声音的高低、强弱等来表达自己的思想和感情。声带、琴弦等物体振动时会发出声波，声波通过空气传播进入人耳，人们就听到了声音。声音有噪音和乐音之分，
3、振动有规律的声音是乐音，如人声带发出的歌声、由琴弦发出的琴音等。音乐中所用的声音主要是乐音。乐音听起来有的高，有的低，这就叫音高。音高是由发音物体振动频率的高低决定的，频率高声音就高，386 J2P1.780329VIN 10SPEAKER3 8 6421+频率低声音就低。比如，女人唱歌时声带振动频率高，男人唱歌时声带振动频率低，所以男声比女声低。音乐中所用乐音的范围从每秒钟振动 16 次的最低音到每秒钟振动 4186 次的最高音，大约 97 个。现在最大的钢琴可以奏出其中的 88 个音，是音乐范围最大的乐器。人唱歌时因受生理限制，所能唱出的乐音仅是乐音范围中的一小部分。不同音高的乐音是用 C
4、、D、E、F、G、A、B 来表示的，这 7 个字母就是乐音的音名，它们一般依次唱成 DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，即唱成简谱的 1、2、3、4、5、6、7，相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音，这是唱曲时乐音的发音，所以叫唱名。把 C、D、E、F、 G、A 、B 这一组音的距离分成 12 个等份，每一个等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”的，就叫“全音”。在钢琴等键盘乐器上，C-D、 D-E、F-G、G-A、A-B 两音之间隔着一个黑键，它们之间的距离就是全音；E-F、B-C 两音之间没有黑键相隔，它们之间的距离就是半音。通俗地说，那些唱成 1、2、3、4、5、6、7
5、的音叫自然音，那些在它们的左上角加上#号（如#4、#1）或者 b 号（如b7、b3）的叫变化音。#叫升记号，表示把音在原来的基础上升高半音；b 叫降记号，表示把音在原来的基础上降低半音。音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同的频率，这样就可以利用不同的频率的组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。在设计中我将音乐的简谱编成音符表和节拍表。所谓简谱，是指一种简易的记谱法。有字母简谱和数字简谱两种。一般所称的科谱，系指数字简谱。数字简谱以可动唱名法为基础，用 1、2、3、4、5、6、7 代表音阶中的 7 个基本音级，读音为
6、do、re、mi 、fa 、sol、la、si，休止以 O 表示。每一个数字的时值名相当于五线谱的 4 分音符了解音乐的一些基本知识后可知，产生不同频率的音频脉冲，不同频率的脉冲经滤波放大电路驱动喇叭，就会发出不同的音调。对于单片机而言，产生不同频率的脉冲非常方便，可以利用它的定时/计数器 T0，工作模式 1，设定计数值 TH0 和 TL0，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平。因为定时参数不同，所以产生不同频率的脉冲信号。在此情况下，C 调的各音符频率与在 12Mz 的单片机下的计数值 T的对照表 4.1 所示。T 的值决定了 TH0 和 TL0
7、 的值，其关系如下。TH0=T/256，TL0=T%256。表 4.1 C 调各音符频率与计数值 T（12Mz 单片机，T0 工作模式 1）对照表音符 频率 简谱码（T 值） 音符 频率 简谱码（ T 值）低 1DO 262 63628 #4FA# 740 64860#1DO# 277 63731 中 5SO 784 64898低 2RE 294 63835 #5SO# 831 64934#2RE# 311 63928 中 6LA 880 64968低 3MI 330 64021 #6LA# 932 64994低 4FA 349 64103 中 7SI 988 65030#4FA# 370 6
8、4185 高 1DO 1046 65058低 5SO 392 64260 #1DO# 1109 65085#5SO# 415 64331 高 2RE 1175 65110低 6LA 440 64400 #2RE# 1245 65134#6LA# 466 64463 高 3MI 1318 65157低 7LA 494 64524 高 4FA 1397 65178中 1DO 523 64580 #4FA# 1480 65198#1DO# 554 64633 高 5SO 1568 65217中 2RE 587 64684 #5SO# 1661 65235#2RE# 622 64732 高 6LA 1
9、760 65252中 3MI 659 64777 #6LA# 1865 65268中 4FA 698 64820 高 7SI 1976 65283除了音符以外，节拍也是音乐的关键组成部分。节拍实际上就是音持续时间的长短，在单片机系统中可以用延时来实现。如果 1/4 拍的延时设为 0.1 秒，则 1 拍的延时是 0.4 秒。只要知道 1/4 拍的延时时间，其余的节拍延时时间就是它的倍数。表 4.2 所示的为 1/4 节拍和 1/8 节拍的延时时间设定。表 4.2 1/4 节拍和 1/8 节拍的延时时间曲调值（1/4 节拍） 延时 DELAY 曲调值（1/8 节拍） 延时 DELAY调 4/4 1
10、25ms 调 4/4 62ms调 3/4 187ms 调 3/4ms 94ms调 2/4 250ms 调 2/4 125ms 单片机产生不同频率脉冲信号的原理：1）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期的时间，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的时间再对 I/O反相，就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。2）利用 8051的内部定时器使其工作在计数器模式 MODE1下，改变计数值 TH0及 TL0以产生不同频率的方法如下：例如，频率为 523Hz，其周期天/523 S=1912uS，因此只要令计
11、数器计时956uS/1us=956，在每计数 956次时就将 I/O反接，就可得到中音 DO（532Hz）。计数脉冲值与频率的关系公式如下：N=Fi/2/Fr （N：计数值，Fi：内部计时一次为 1uS，故其频率为 1MHz，Fr：要产生的频率 ）3） 其计数值的求法如下：T=65536-N=65536-Fi/2/Fr计算举例：设 K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音 DO（261Hz）、中音 DO（523Hz）、高音 DO（1046Hz）的计数值。T=65536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr低音 D
12、O的 T=65536-500000/262=63627中音 DO的 T=65536-500000/523=64580高音 DO的 T=65536-500000/1047=650594） 每个音符使用 1个字节，字节的高 4位代表音符的高低，低 4位代表音符的节拍，下表为节拍码的对照。但如果 1拍为 0.4秒，1/4 拍是 0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设 1/4节拍为 1DELAY，则 1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得 1/4拍的 DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数， 5） 建立音乐的步骤：1、先把吧乐谱的音符找出，然后由上表建立 T值表的顺序。2、把 T值表
13、建立在 TABLE1，构成发音符的计数值放在“TABLE”。3、简谱码（音符）为高位，节拍为（节拍数）为低 4位，音符节拍码放在程序的“TABLE”处。1.6 程序流程图开始T0 初始化并开中断允放 T0 中断装入音符到 T 值到 T0启动 T0 工作停止 T0 工作T0 中断入口重装 TH0,TL0 初值P1.7 取反1.7程序设计源程序设计如下：org 0000hsjmp mainorg 000bhmov th0,r1mov tl0,r0cpl p1.7retimain: mov tmod,#01hmov ie,#82hmov dptr,#tabloop: clr amovc a,a+dp
14、trmov r1,ainc dptrclr amovc a,a+dptrmov r0,aorl a,r1jz next0mov a,r0anl a,r1cjne a,#0ffh,nextsjmp main中断返回next: mov th0,r1mov tl0,r0setb tr0sjmp next1next0: clr tr0next1: clr ainc dptrmovc a,a+dptrmov r2,aloop1: acall d200cdjnz r2,loop1inc dptrajmp loopd200c: mov r3,#81hd200b: mov a,#0ffhd200a: dec
15、ajnz d200adec r3cjne r3,#00h,d200brettab: db 0feh,25h,04h,0feh,25h,02hdb 0feh,25h,02h,0fdh,80h,04hdb 0feh,84h,02h,0feh,84h,02hdb 0feh,84h,04h,0feh,25h,04hdb 0feh,25h,02h,0feh,84h,02hdb 0feh,0c0h,04h,0feh,84h,02hdb 0feh,98h,02h,0feh,84h,02hdb 0feh,57h,08h,00h,00h,04hdb 0ffh,0ffhend 上面程序歌曲表为新年好的乐谱项目二:
16、MCS-51 串行口应用实训双机通信1.1 实训目的掌握串行口工作方式的程序设计，掌握单片机通信程序编制方法。了解实现串行通信的硬环境,数据格式的协议,数据交换的协议。掌握双机通信的原理和方法。1.2 实训内容利用 MCS-51 单片机串行口，实现双机通信。本实验将 1 号实验机键盘上键入的数字显示到 2 号实验机的数码管上。1.3 实训电路1.4 实训步骤1.4.1 实训连线用随机所配的串行通信电缆把两台实验仪 RS232-9 芯串行接口相连。1.4.2PC 环境1 号机发送，2 号机接收1 号机：在与 PC 联机状态下，编辑、调试程序，然后编译、连接、下载程序，退出系统，联机状态，释放串口；在“P.”状态下按 F2 功能键，使系统进入串行口出借状态，显示“P.”，键入“EXEC”用连续方式运行程序。2 号机：在与 PC 联机状态下，编辑、调试程序，然后编译、连接、下载程序，退出系统联机状态，释放串口；在“P
