电子琴--电子音调发生器.doc

单片机课程设计 实验题目：电子音调发生器 课程设计目的************************3 二、 设计任务及要求***********************3 三、 设计原理及相关计算*******************3 四、 硬件电路设计及描述*******************4 五、 软件设计流程及描述*******************4 六、 设计源程序及注释*********************5 七、 设计总结及体会***********************12 电子音调发生器 一、课程设计目的 1、了解计算机控制蜂鸣器发声原理。 2、熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。 二、设计任务及要求 利用实验平台上的开关k1~k7和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求： 1、利用实验平台上开关k1~k7进行音调选择，即拨动不同的开关产生不同的音调，依次拨动K1~K7，蜂鸣器发出1234567七个音调。 2、编写2支不同歌曲的几句精彩部分，其中要有高中低音，并可进行歌曲选择播放。 三、设计原理及相关计算 音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系如表1所示。要产生音频方波，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方波的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚得到此频率的方波。在ZKS-03实验仪上，产生方波的I/O脚选用P1.7，通过跳线选择器JP1将单片机的P1.7与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P1.7输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。另外，音乐的节拍是由延时实现的，如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。延时作为基本延时时间，节拍值只能是它的整数倍。 每个音节相应的定时器初值X可按下法计算： （1/2）*(1/f)=(12/fosc)*(216-x) 即 x=216-(fosc/24f) 其中f:音调频率，当晶振fosc=11.0592MHz时，音节“1”相应的定时器初值为x,则可得x=63777D=F921H 其它的可同样求得。 下面是算好的各音阶音符的频率及其初值： 低音音调 频率 （Hz） 初值X（HEX） 中音音调 频率 （Hz） 初值X（HEX） 高音音调 频率 （Hz） 初值X（HEX） 1 131 F242 1 262 F921 1 522 FC8F 2 147 F3C1 2 294 F9E1 2 587 FCEF 3 165 F517 3 330 FA8C 3 659 FD45 4 175 F5B7 4 349 FAD8 4 700 FD6E 5 196 F6D1 5 392 FB68 5 784 FDB2 6 220 F7D1 6 440 FBE9 6 880 FDEA 7 247 F8B6 7 494 FC5B 7 988 FE2E 四、硬件电路设计及描述 利用P1和P3的几个口来实现与开关的通信，并且分别对应1—i 8个音符的发音，P1.7用于输出不同频率的方波，使蜂鸣器发出不同的声音。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。 五、软件设计流程及描述 软件用查询方式实现对八个口的查询和程序的调用，流程图如下： 输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。 流程图如下： 每个口对应一个音符的发声，当开关状态为0时发音，当开关0与开关1同时为0时播放第一首音乐，若当二者有一个为1则重新查询，P3.4与P3.5同时为0时播放第二首音乐，同样，二者有一个为1则需重新查询。 六、设计源程序及注释 ORG 4000H ;启动键盘选择程序: ;按下k0-k7键分别对应1-这8个音符 ;同时按下k0,k1时启动播放歌曲《彩虹》 ;同时按下k7,k6时启动播放歌曲《遇见》 KEYPRO:JB P1.2,GO1 ;P1.2口为1时跳转 LJMP GOMUS1 ;P1.2口为0时判断P1.3是否也为0 GO0:LJMP KEYP01 ;P1.3口不为0，P1.2口为0时发1音 GO1:JB P1.3,GO2 LJMP KEYP02 ; GO2:JB P1.4,GO3 LJMP KEYP03 ;p1.4口为0 发“3”音 GO3:JB P1.5,GO4