### 单片机——蜂鸣器演奏技术解析
#### 一、实验背景与目的
本实验旨在通过单片机（AT89S51）控制蜂鸣器播放音乐，并利用P1口控制LED灯实现音乐节奏同步闪烁的效果，以此来学习和实践单片机的基本编程与外围电路的设计。
#### 二、实验所需材料
1. **单片机 AT89S51**：1片
2. **12MHz晶振**：1个
3. **发光二极管(LED)**：8只
4. **微动按键**：1个
5. **蜂鸣器**：1个
6. **晶体管 8550**：1只
7. **10μF 电容**：1只
8. **30pF瓷片电容**：2只
9. **200Ω 电阻**：1只
10. **560Ω 电阻**：8只
11. **2.7kΩ 电阻**：1只
12. **10kΩ 电阻**：1只
#### 三、实验原理
在本实验中，AT89S51单片机作为核心控制单元，负责执行预先编写的程序，控制蜂鸣器发出音乐以及LED灯的闪烁。具体来说：
- **蜂鸣器控制**：通过P0.4口连接蜂鸣器，单片机通过改变P0.4的电平状态来控制蜂鸣器发声。
- **LED控制**：P1口连接8个LED灯，根据音乐节奏的变化，控制LED灯的亮灭，达到视觉效果上的同步。
#### 四、实验电路设计
实验电路主要包括以下几个部分：
1. **电源电路**：提供5V直流电压为整个电路供电。
2. **单片机最小系统**：包括晶振电路和复位电路，用于启动单片机并为其提供稳定的时钟信号。
3. **蜂鸣器驱动电路**：采用晶体管8550作为开关器件，控制蜂鸣器的工作状态。
4. **LED驱动电路**：使用560Ω电阻作为限流电阻，防止电流过大烧毁LED灯。
#### 五、实验程序解析
下面是一段简化后的实验程序代码：
```assembly
; 伪定义
BUZZER BIT P0.4
LED EQU P1 ; AT89S51，12M晶振
ORG 0000H
LJMP START
ORG 000BH
INC 20H ; 中断服务, 中断计数器加 1
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0EFH ; 12M晶振，形成 10 毫秒中断
RETI
START:
MOV SP,#50H
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0EFH
MOV TMOD,#01H
MOV IE,#82H
MUSIC0:
NOP
MOV DPTR,#DAT ; 表头地址送 DPTR
MOV 20H,#00H ; 中断计数器清 0
MOV B,#00H ; 表序号清 0
MUSIC1:
NOP
CLR A
MOVC A,@A+DPTR ; 查表取代码
JZ END0 ; 是 00H,则结束
CJNE A,#0FFH,MUSIC5
LJMP MUSIC3
MUSIC5:
NOP
MOV R6,A
MOV LED,A
INC DPTR
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR ; 取节拍代码送 R7
MOV R7,A
SETB TR0 ; 启动计数
MUSIC2:
NOP
CPL BUZZER
MOV A,R6
MOV R3,A
LCALL DEL
MOV A,R7
CJNE A,20H,MUSIC2 ; 中断计数器 (20H)=R7否?
MOV 20H,#00H ; 等于,则取下一代码
INC DPTR
LJMP MUSIC1
MUSIC3:
NOP
CLR TR0 ; 休止 100 毫秒
MOV R2,#0DH
```
这段程序的核心逻辑在于：
- 使用定时器/计数器T0中断方式控制蜂鸣器发声及LED灯闪烁的时间间隔。
- 通过定时器溢出中断服务程序，每10毫秒中断一次，更新蜂鸣器和LED的状态。
- 使用查表法控制蜂鸣器的频率变化，从而实现音乐播放功能。
- 通过LED控制程序实现音乐节奏同步闪烁。
#### 六、实验结果分析
当系统上电后，AT89S51单片机通过P0.4口外接的蜂鸣器播放歌曲“八月桂花香”，同时P1口控制的LED灯会根据音乐节奏进行闪烁，实现了音乐与灯光的完美结合。
#### 七、总结
通过本实验的学习和实践，不仅可以掌握单片机的基础编程方法，还能深入了解单片机控制外围设备的具体实现过程。这对于进一步深入研究单片机应用具有重要意义。此外，此类实验也是学习电子技术、自动化控制等领域基础知识的一个良好起点。
