单片机课程设计--电子音调发生器.doc

【电子音调发生器原理与实现】 电子音调发生器是一种能够产生不同音调的设备，通常基于微控制器，如单片机。在本课程设计中，使用的是一款基于JD51开发板的电子音调发生器，其核心是89C51单片机。该发生器利用单片机的I/O端口产生不同频率的方波，进而控制蜂鸣器发出不同的音调。 **工作原理** 电子音调与频率之间存在直接关系，不同音调对应于不同频率的方波。要生成音频方波，首先计算所需音频的周期，即1/频率。将周期除以2得到半周期，然后使用计时器在半周期时间到达时翻转输出方波的I/O状态。这个过程不断重复，就能在I/O端口生成特定频率的方波，进而驱动蜂鸣器发出声音。在JD51单片机中，选择P2.4作为输出方波的I/O口，通过跳线连接到蜂鸣器的驱动电路。 **设计思路** 1. **总体框图**：设计包括硬件部分，如蜂鸣器驱动电路和89C51单片机。压电式蜂鸣器需要一定的驱动电流，当单片机的输出为低电平时，蜂鸣器发声，高电平则无声。 2. **软件设计**：程序主要包括按键扫描、中断计时、数码管显示、音乐播放和主程序等部分。其中，按键读取程序处理键盘输入，中断计时器1用于产生不同频率的方波和控制音乐节奏，音乐播放部分则负责播放预设的歌曲。 **功能实现** 1. **按键扫描**：通过行反转法或行扫描法识别按键，同时处理抖动问题，确保稳定识别。 2. **中断计时**：定时器1用于生成方波，控制音调，并在播放音乐时负责节拍的计算。 3. **音乐播放**：实现按键触发的音调播放和预设音乐的循环播放。 4. **主程序**：综合处理按键输入，决定是播放单个音调还是播放音乐。 **Proteus仿真设计** 在Proteus环境下，设计者通过模拟按键S1-S4的操作，验证了数码管显示对应的音调和蜂鸣器的响应。虽然在仿真中无法模拟多按键组合产生的音调5-7和'i'，但在实际硬件中这些音调可以通过双按键组合实现。 **汇编源程序代码** 汇编源程序是实现电子音调发生器的关键，它包含对计时器的设置、按键处理、中断服务子程序以及音乐播放的相关指令。源代码中的注释可能涉及对每个功能段的解释，如设置计时器初值，初始化系统，处理按键扫描，以及在数码管上显示当前音调等。 电子音调发生器是一个结合硬件和软件的项目，它展现了单片机在音乐和音频应用中的潜力。通过学习和实践这样的课程设计，学生能够深入理解微控制器的工作原理，以及如何通过编程来控制硬件接口，实现特定的功能。