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1、1 任务及要求设计一个51单片机系统，实现简易电子琴操作的电路。要求:1.设计51单片机最小系统； 2.设置至少10个按键，能发出do re mi fa sol la si do; 能播放示范曲； 3.能够调节低音、高音和中音。2设计方案1.定时/计数器的设计和状态字定义：若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音
2、阶，例如，频率为523Hz，其周期T1/5231912s，因此只要令计数器计时956s/1s956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。计数脉冲值与频率的关系式是：Nfi2fr，式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。其计数初值T的求法如下：T65536N65536fi2fr例如：设K65536，fi1MHz，求中音DO（261Hz）。T65536N65536fi2fr6553610000002fr65536500000/fr，中音DO的T65536500000/52364580。单片机12MHZ晶振，中音
3、符与计数T0相关的计数值如表所示：音符频率（HZ）简谱码（T值）音符频率（HZ）简谱码（T值）低1DO26263628# 4 FA#74064860#1DO#27763731中 5 SO78464898低2RE29463835# 5 SO#83164934#2 RE#31163928中 6 LA88064968低 3 M33064021# 693264994低 4 FA34964103中 7 SI98865030# 4 FA#37064185高 1 DO104665058低 5 SO39264260# 1 DO#110965085# 5 SO#41564331高 2 RE117565110低
4、6 LA44064400# 2 RE#124565134# 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中 1 DO52364580# 4 FA#148065198# 1 DO#55464633高 5 SO156865217中 2 RE58764684# 5 SO#166165235# 2 RE#62264732高 6 LA176065252中 3 M65964777# 6186565268中 4 FA69864820高 7 SI196765283采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应
5、的数据：低音019之间，中音在2039之间，高音在4059之间用单片机播放音乐，或者弹奏电子琴，实际上是按照特定的频率，输出一连串的方波。为了输出合适的方波，首先应该知道音符与频率的关系。2.音名从常见的电子琴的键盘谈起。主要分成低音、中音和高音三个区域，每个区域都有12个琴键。其中的白键，简谱音符标为1、2、3、4、5、6、7，大家一般都读成哆、来、咪、发、嗦、拉、西。按键1345678音符134567I频率值52466069878488098810483.音调数据表单片机发出不同频率的方波，人听起来，就是不同的音调。上表中的频率数值，有些过多，去掉不常用的黑键频率，只是把白键对应的数据存放
6、在单片机中，即可满足绝大部分的应用需求。定义音调数据表的程序如下： DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 ;64580,低音区:1 2 3 4 5 6 7 DW 64580,64671,64777,64820,64898,64968,65030 65058中音区:1 2 3 4 5 6 7 DW 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 65312高音区:1 2 3 4 5 6 7把这个数据表，放在程序中，需要播音的时候，就从表中取出一个数据送到定时器，当定时器溢出中断的时候，再对输出引脚取反，那么，
7、在扬声器中，即可听到上表中频率的声音。音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）曲调值DELAY 曲调值DELAY调4/4125ms 调4/462ms调3/4187ms 调3/494ms调2/4250ms 调2/4125ms三设计电路图1.晶振部分本次采用12MHZ晶振，机器周期为1us，连接两个30pF的电容，连接到的XATL1，上面，连接电路图如下：音频输出本次只是简单的使用一个蜂鸣器连接到AT89C51的p1.0口上3.高。中。低及音乐播放键：检测高中低是否按下，来跳转到音阶键上输出不同频率的音阶音，检测播放是否按下，跳转到示范曲目播放4. AT89C51 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编
8、程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 1主要特性：与MCS-51 兼容
9、 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 5.音阶键部分6.设计电路总体图样 4、 设计流程图1.音阶键识别5、程序清单KEYBUF EQU 30H STH0 EQU 31H STL0 EQU 32H DELY EQU 33H NUM EQU 34H ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主函数 ORG 000BH LJMP INT_T0 ;音乐输出口 ORG 0040HMAI
10、N: MOV TMOD,#01H ;写出计时器控制字，T0方式计时 SETB EA ;开中断总开关 SETB ET0 ;允许T0中断 MOV NUM,#01H；;num置1 MOV R1,#00HTEST: ;低音检测 ANL TH0,#00H ;高位清零 ANL TL0,#00H ;低位清零 MOV A,P2 ;P2进入 CJNE A,#0FEH,TEST1 ;检测P2.0口低音键是否按下 MOV DPTR,#TABLE1 ;低音键按下，进入低音表地址 AJMP WAIT ;跳转到音阶检测TEST1: ;中音检测 CJNE A,#0FDH,TEST2 ;检测P2.0中音键是否按下 MOV D
11、PTR,#TABLE2 ;中音键按下，进入中音表地址 AJMP WAIT TEST2: ;高音检测 CJNE A,#0FBH,TEST3 ;检测P2.0口高音键是否按下 MOV DPTR,#TABLE3 ;高音键按下，进入高音表地址 AJMP WAIT TEST3: ;音乐播放检测 CJNE A,#0F7H,TEST4 ;检测音乐播放键是否按下 若有按下则转至EXIT LCALL DELAY10MS ;软件延时消抖 MOV A,P2 CJNE A,#0F7H,TEST4 ;检测播放键是否再次按下 MOV A,NUM CJNE A,#01H,EXIT ;检测高低中是否再次按下 MOV NUM,#
12、00H MOV DPTR,#TABLE4 ;进入音乐播放表 AJMP WAIT1 ;跳转至音乐播放入口 EXIT:CLR TR0 ;计数器停止，音乐播放结束 MOV R1,#00H ;清零 MOV NUM,#01HTEST4: MOV A,NUMCJNE A,#01H,WAIT2 LJMP TEST ;跳转至TEST重新检测WAIT2:LJMP WAIT1 ;跳转至音乐播放入口WAIT: CLR TR0 MOV NUM,#01HSCAN1:MOV P3,#0F0H;音阶按键检测程序入口CLR TR0MOV A,P3;ANL A,#0F0HCJNE A,#0F0H,TEE1AJMP TEST ;
13、跳转至TEST重新检测TEE1:LCALL DELAY10MS ;软件延时消抖CJNE A,#0F0H,TEE2AJMP TESTTEE2:MOV A,#0FEHSCAN2:MOV P3,AMOV A,P3MOV B,AANL A,#0F0HCJNE A,#0F0H,CARRYMOV A,BRL ACJNE A,#0BFH,SCAN2LJMP SCAN1CARRY: ANL B,#0FH ;键值处理ORL A,BCJNE A,#0EEH,KEY1 ;检测音符键1是否按下MOV KEYBUF,#00H ;赋予键值LJMP WAI ;调至按键处理程序KEY1:CJNE A,#0EDH,KEY2 ;检测音符键2是否按下MOV KEYBUF,#02H ;赋予键值 LJMP WAI ;调至按键处理程序 KEY2: CJNE A,#0EBH,KE
