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毕业论文-基于AT89S52单片机演奏音乐系统设计.docx
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毕业论文-基于AT89S52单片机演奏音乐系统设计.docx
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1.1.1音调 1.1.2节拍
1.1.3单片机演奏音乐的方法
1. 2本次设计的任务和主要内容
1.1
单片机发音概述
第2节系统的主要彳
3件电路的设计…
2.1单片机控制系统原理
2.1.1芯片的选用
10
2.1. 2 AT89S52演奏音乐系统组成框
11
2.1. 3 AT89S52演奏系统PR0TEI仿真图
11
2.1. 4 AT89S52演奏系统PCB图
11
2.2单片机主机系统电路
12
2. 2.1
时钟频率
12
2. 2. 2晶振电路
12
2. 2. 3音调显示电路
13
2. 2. 4发音电路
13
2. 2.5供电及复位电路
13
第3节系统的软件设计
14
3.1 主程序.........................................................................................................14
3.1.1主程序流程图.....................................................................................14
3.1.2主程序.................................................................................................15
结束语.....................................................................................................................20
参考文献.................................................................................................................20
附 表 .......................................................................................................................21
第1节引言
1.1单片机发音概述
由于单片机的强大功能,除了在测试控制领域中有着广泛的应用外,还有一些而有趣
的应用。比如,使用单片机可以驱动蜂鸣器或者扬声器发出声音,还可以控制其发出不同的
声调,从而连接起来构成一个1111 了。
目前,市场上有很多种音兀模块或者音乐芯片,可以直接产生各种llllTo但是,这种 模块
价格比较昂贵,电路结构比较复杂。如果系统中仅需要产生简单的音符或者简短的曲了, 可以
使用单片机配合简单的扬声器而产生需要的音兀效果。
一般说来,单片机不像其他专业乐器那样能奏出多种音色的声音,即不包含相应幅度 的谐
波频率。单片机演奏的音兀基木都是单音频率。因此单片机演奏音怎比较简单,只需要 清楚“音
调”和“节拍”。
音调表示一个音符唱多高的频率
节拍表示一个音符唱多长的时间
1.1.1音调
音调是音乐学中的名词,与平时所说的音高十分相似。在音乐中常把中音(:上方的A音定 为
标准音高,其频率为f二440Hz,其余音均与其进行比较。.人和九为两个音符,如果两 个音符的频
率相羌一倍时,即/, = /严2时,则称于,比
/
(
高一个倍频程。
在音乐中音符1 (do)与音符iZ间正好相差一个倍频程,在音乐学中称它相差一个 八度音。在
一个八度音里,有12个半音。以1-i八音区为例。12个半音是:1--#1,
#1--2, 2--#2, #2—3, 3—4, 4--#4, #4—5, 5--#5, #5—6, 6--#6, #6—7, 7-- i。由于人 耳的听觉效果,
这12个音节的分度基木上是以对数关系来划分的。只要知道了这12个音符 的音高,也就是其基
木的音乐的频率,就可以根据音符之间的倍频稈关系得到其他音符基木 的音调频率。
知道了一个音符的频率示,便可以让单片机发出相应的频率的振荡信号,从而产生相 应的
音符声音。常采用的方法是通过单片机的定时器进行定时中断,在中断服务了程序中 将单片机
上外界扬声器的I/O 口来冋置高电平或置低电平,从而让扬声器发出声音。为了让 单片机发出
不同频率音符的声音,只需将定时器预置不同的定时值来实现。
以标准音高A为例:
标准音高A的频率f二440Hz,其对应的周期为:
T = \/ f = 2212us (1-1)
因此需要在单片机I/O 口输出周期为T二2272us的方波脉冲,如图1-1所示
图1-1单片机控制音调示意图
由上图可知:单片机输出高电平和低电平信号均为:
t = T/2 = l\36us (1-2)
也就是说,单片机上定时器的中断触发时间为1136iis。如果单片机采用定时器T作方式1, 它以
振荡器的I•二分频信号为计数脉冲。设外接晶振的振荡器频率为fO,则定时器的预置初 值由下
式来确定:
f = 12 x (Count 一 7T) ♦ ) (1-3)
式中,Count = 2
,6=65536
>卩川.为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器 的初值
为:
TH =TT/256 = (Count -1 x f /12) 一 256 (1-4)
J 0
TL = TT%256 = (Count-tx f /12)%256 (1-5)
J o
如果单片机外接12MHz的晶振,则f =\2MHz,将t=1136us和f = 12MHz代入上面 J o 丿o
两式,即可求得标准音高A在单片机定时器工作方式1下的定时器高低计数器的初值为: TH \
=E256 = (65536-1136x12/12)^256 = FBH (1-6) TH A = 7T%256 = (65536-1136x12/12)%256
= 90H (1-7)
根据上面的求法,我们可以求出其他音调相戒的计数器的预置初值。
在单片机晶振频率于° = \2MHz.,定时器在工作方式1下定时器计数初值见表1-1
表1-1晶振频率子。=\2MHz定时器在工作方式1下定时器计数初值表
音符
频率/Hz
计数初值
音符
频率/Hz
计数初值
低1 DO
262
63628
#4FA#
740
64860
#1 DO#
277
63731
中5 SO
784
64898
低2 RE
294
63835
# 5 SO#
831
64934
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ohmygodvv
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