基于AT89C51单片机音乐盒课程设计Word文档下载推荐.docx
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图1-1单片机音乐盒功能框图
第2章音乐盒的发音原理
2.1播放音乐的原理
发音原理：
播放一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。
首先要了解对应的音调，音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。
对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；
对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。
另外，音符的频率有所不同。
基于上面的内容，这样就对发音的原理有了一些初步的了解。
音符的发音主要靠不同的音频脉冲。
利用单片机的内部定时器/计数器0，使其工作在模式1，定时中断，然后控制P3.7引脚的输出音乐。
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，利用定时器计时这个半周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的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脚上得到此频率的脉冲。
2.2音符频率的产生
音符及定时器初始值：
例如：
中音1（do）的音频=523HZ,周期T=1/523s=1912
定时器/计数器0的定时时间为：
T/2=1912/2
=956
定时器956
的计数值=定时时间/机器周期=956
/1
=956（时钟频率=12MHZ）
装入T0计数器初值为65536-956=64580
将64580装入T0寄存器中，启动T0工作后，每计数956次时将产生溢出中断，进入中断服务时，每次对P3.0引脚的输出值进行取反，就可得到中音DO（523HZ）的音符音频。
将51单片机内部定时器工作在计数器模式1下，改变计数初值TH0,TL0以产生不同的频率。
下表2-1是C调各音符频率与计数初值T的对照表：
表2-1C调各音符频率与计数初值T的对照表
音符
频率（Hz）/初值（
）
低1DO
262/63627
中1DO
523/64580
高1DO
1042/65056
低2RE
294/63835
中2RE
589/64687
高2RE
1245/65134
低3M
330/64021
中3M
661/64780
高3M
1318/65157
低4FA
350/64107
中4FA
700/64822
高4FA
1397/65178
低5SO
393/64264
中5SO
786/64900
高5SO
1568/65217
低6LA
441/64402
中6LA
882/64969
高6LA
1760/65252
低7SI
495/64526
中7SI
990/65031
高7SI
1967/65282
音符、音符编码及定时器初始值：
为了产生音符，必须求出音符低音5—高音5的计数初值。
例如C调的低1DO的THTL=65536-50000/262=63627，中音DO的THTL=65536-500000/523=64580,高音DO的THTL=65536-500000/1042=65056。
为了方便写谱，对其进行简单的编码，在编程时，根据音符编码查找对应的计数初值。
比如说音乐是C调的，那么出现低音的5SO，直接将代码写为1；
出现低音6LA,直接写一个2的代码；
出现低音7SI，直接写一个3代码。
表2-2音符编码表
音符编码
不发音
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
G
2.3节拍频率的产生
节拍的产生与编码：
音乐中的节拍用延时时间产生。
例如，1拍=0.4s，1/4拍=0.1s，以此类推。
假设1/4拍执行一次延时程序，则1/2拍就执行两次延时程序，所以只要求出1/4拍的延时时间，其余节拍就是它的倍数。
为了方便，将节拍数也进行了编码，并且计算了乐谱节拍编程时的延时时间，如表2-3和表2-4所示。
表2-3节拍数编码表
按1/4拍为一个延时时间的节拍编码与节拍对应的表
按1/8拍为一个延时时间的节拍编码与节拍对应的表
节拍编码
节拍
1/4
6/4
1/8
6/8
2/4
8/4
2/8
8/8
3/4
10/4
3/8
10/8
4/4
12/4
4/8
12/8
5/4
15/4
5/8
表2-4乐谱节拍编程时的时间延时表
乐谱节拍
1/4拍的延时时间
1/8拍的延时时间
125ms
62ms
187ms
94ms
250ms
音符编码和节拍编码完成后，在编程时，每个音符占一个字节，高四位是音符编码，低四位是节拍编码。
第3章硬件电路设计
3.1硬件电路
设计中用到了AT89C52单片机，3*3键盘，蜂鸣器等硬件电路常用元器件。
3.1.1时钟复位电路
时钟电路由单片机XTAL1、XTAL2引脚外接晶振（12MHz）及起振电容C1、C2（均为30pf）组成。
如图3-1所示：
图3-1时钟复位电路
3.1.2按键输入电路
按键输入电路由3*3矩阵键盘组成，P3口作为输入控制按键，其中P3.4~P3.6扫描行，P3.0~P1.2扫描列。
图3-2按键输入电路
3.2整体硬件电路
如图3-3所示：
图3-3音乐盒硬件电路原理图
3.3原理说明：
当键盘有键按下时，判断键值，启动计数器T0，产生一定频率的脉冲，驱动蜂鸣器，放出乐曲。
（1）
硬件电路中用P3口控制按键，其中P3.0~P3.2扫描列，P3.4~P1.6扫描行；
（2）
用P1.0口控制蜂鸣器；
（3）
电路为12MHz晶振频率工作，起振电路中C1,C2均为30pf。
3.4键盘按键
键盘按键分布如下：
按键功能说明：
1—5
五首歌曲
上一首歌曲
关机
暂停
下一首歌曲
第4章软件设计
本程序可以实现该课程设计的基本要求，并可以通过按键播放达10首歌曲。
4.1程序设计流程
程序设计流程图如图4-1所示：
图4-1程序设计流程图
4.2设计源程序代码
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG000BH
;
定时器T0溢出中断入口地址
LJMPTT0
ORG001BH
定时器T1溢出中断入口地址
LJMPT1INT
ORG1000H
MAIN:
MOVSP,#70H
LCALLINITIL;
内存初始化
WAIT:
LCALLKEY
LJMPWAIT
KEY:
;
键盘扫描
NOP
NOP
LCALLKS
JNZK1;
有按键转到K1
MOVA,37H
LCALLSOP
XN:
LJMPKEY
K1:
JNZK2
K2:
读键盘
MOVR2,#0FEH
MOVR4,#00H
K3:
MOVA,R2
MOVP3,A
MOVA,P3
JBACC.4,L1
;
为1跳转，第一行无按键
MOVA,#01H
LJMPLK
L1:
JBACC.5,L2
MOVA,#04H
L2:
JBACC.6,NEXT1
MOVA,#07H
LK:
ADDA,R4
PUSHACC
K4:
LCALLDELAY1
JNZK4
若同时有其他按键，则等待（同时按视为无效）
MOVR3,#07H
CLRA
MOVR0,#30H
MOVR1,#31H
MM1:
MOVA,@R1;
键值给37H
MOV@R0,A
INCR0
INCR1
DJNZR3,MM1
POPACC
MOV@R0,A
RET
NEXT1:
INCR4;
列扫描
JNBACC.2,N2
LJMPN1
N2:
N1:
RLA
MOVR2,A
LJMPK3
KS:
MOVA,#0F0H;
判断P1口
CPLA
ANLA,#0F0H
DELAY1:
延时2.55ms63×
4×
1us×
10+10×
3×
1us
SETBRS0
DL:
MOVR5,#0AH
DL2:
MOVR6,#63
DL3:
NOP
DJNZR6,DL3
DJNZR5,DL2
CLRRS0
RET
INITIL:
;
30H~37H初值为零
MOVR3,#08H
M1:
MOV@R0,#00H
DJNZR3,M1
CLRP1.0
按键值播放歌曲
SOP:
MOVA,37H
CJNEA,#01H,A11
MOV52H,#HIGHTABLE10
MOV53H,#LOWTABLE10
LCALLMAIN0
A11:
CJNEA,#02H,A22
MOV52H,#HIGHTABLE20
MOV53H,#LOWTABLE20
A22:
CJNEA,#03H,A33
MOV52H,#HIGHTABLE30
MOV53H,#LOWTABLE30
LCALLMAIN0
A33:
CJNEA,#04H,A44
MOV52H,#HIGHTABLE40
MOV53H,#LOWTABLE40
A44:
CJNEA,#05H,A55
MOV52H,#HIGHTABLE50
MOV53H,#LOWTABLE50
A55:
DELAY:
MOVR4,#05
D1:
MOVR5,#0FFH
DJNZR5,$
DJNZR4,D1
MAIN0:
MOVTMOD,#11H;
播放歌曲程序
MOVIE,#8AH
MOVTH1,#3CH
MOVTL1,#0B0H
JNZTTM12
MOV40H,#00H
NEXT20:
MOVA,40H
MOVDPH,52H
MOVDPL,53H
MOVCA,@A+DPTR
JZSTOP
ANLA,#0FH
MOVR1,A
SWAPA
JNZSING
CLRTR0
JMPW1
SING:
DECA
MOV22H,A
MOVDPTR,#TABLE00
MOVTH0,A
MOV21H,A
MOVA,22H
INCA
MOVTL0,A
MOV20H,A
SETBTR0
SETBTR1
W1:
LCALLDELAY30
INC40H
LCALLKS;
有键跳出
JNZSTOP
LJMPNEXT20
STOP:
CLRTR1
CLRP1.0
LJMPMAIN0
TTM12:
LCALLK2
CJNEA,#08H,TTM13;
LCALLDELAY1
TTM120:
JZTTM120
CJNEA,#08H,TTM120
TTM13:
CJNEA,#09H,TTM14;
下一曲
MOVA,52H
MOV52H,A
MOVA,53H
MOV53H,A
MOVA,36H
MOV37H,A
LJMPTTM2
TTM14:
CJNEA,#06H,TTM2;
上一曲
MOV37H,A
TTM2:
TT0:
PUSHACC;
定时器中断子程序0
PUSHPSW
MOVTL0,20H
MOVTH0,21H
CPLP1.0;
获得脉冲
POPPSW
RETI
定时器中断子程序1
T1INT:
MOVTH1,#3cH
MOVTL1,#0b0H
DELAY30:
MOVR7,#2
W2:
MOVR4,#125
W3:
MOVR3,#248
DJNZR3,$
DJNZR4,W3
DJNZR7,W2
DJNZR1,DELAY30
TABLE00:
DW64580,64684,64777,6482;
DW64898,64968,65030,64260
DW64400,64524,65058,63835,64021
TABLE10:
第一首《精忠报国》
DB66H,52H,36H,22H,12H,12H,22H,32H,98H,84H,82H,92H,14H,12H,22H
DB32H,52H,22H,42H,38H,66H,52H,36H,22H,12H,22H,22H,32H,98H
DB24H,22H,32H,54H,52H,32H,92H,12H,92H,82H,98H,66H,52H,36H,22H
DB12H,12H,22H,32H,98H,84H,82H,92H,14H,12H,22H,32H,52H,22H,42H,38H
DB66H,52H,36H,22H,12H,22H,22H,32H,98H,24H,22H,32H,54H,52H,32H
DB22H,12H,92H,82H,98H,14H,24H,34H,44H,64H,0B4H,64H,32H,52H
DB62H,0B2H,62H,52H,38H,24H,22H,32H,54H,52H,62H,52H,32H,32H,22H,38H
DB64H,0B4H,64H,32H,52H,62H,0B2H,62H,52H,38H,22H,22H,22H,32H,52H,52H
DB52H,62H,7FH,74H,04H,58H,6FH
DB00
TABLE20:
第二首《月亮代表我的心》
DB02H,82H
DB16H,32H,54H,02H,52H
DB0A6H,32H,54H,02H,52H
DB64H,74H,0B6H,64H
DB52H,5CH,32H,22H
DB16H,12H,14H,32H,22H
DB16H,12H,14H,22H,32H
DB26H,12H,94H,22H,32H
DB2CH
DB32H,52H
DB36H,22H,14H,54H
DB0ACH,92H,0A2H
DB96H,0A2H,96H,82H
DB3CH,54H
DB2CH,02H,82H
DB16H,32H,56H,12H
DB0A6H,32H,56H,52H
DB66H,72H,0B6H,62H
DB62H,52H,58H,32H,22H
DB26H,92H,0A4H,12H,22H
DB1CH
TABLE30:
第三首《大海》
DB82H,92H,12H,14H,12H,14H,92H,82H,12H,14H,22H,14H,92H,12H,22H,24H
DB22H,24H,12H,92H,22H,24H,32H,24H,32H,52H,62H,54H,52H,64H,52H,32H
DB22H,32H,22H,12H,94H,82H,92H,12H,14H,12H,14H,94H,1CH
DB82H,92H,12H,14H,12H,14H,92H,82H,12H,14H,22H,14H,92H,12H,22H,24H
DB22H,32H,22H,12H,94H,82H,92H,12H,14H,12H,14H,22H,12H,1CH,32H,52H
DB62H,64H,62H,64H,0B2H,62H,52H,54H,62H,54H,32H,22H
DB12H,14H,12H,14H,24H,3CH,32H,22H,12H,14H,12H,14H,0B2H,62H,52H,54H,62H,54H,32H,52H
DB66H,0B2H,0B4H,62H,52H,5CH,32H,52H,62H,64H,62H,64H,0B2H,62H,52H,54H
DB62H,54H,32H,22H,12H,14H,12H,14H,54H,3CH,32H,22H,12H,14H,12H,14H,22H,32H
DB52H,54H,32H,54H,32H,52H,6FH,04H,02H,92H,32H,24H,12H,1FH
TABLE40:
第四首《彩云追月》
DB86H,92H,12H,22H,32H,52H,68H,63H,52H,34H,62H,0B2H,0B2H,62H,51H,61H,51H,31H,54H
DB62H,0B2H,0B2H,62H,52H,32H,52H,52H,51H,61H,51H,31H,34H,52H,62H,74H,32H,52H,52H,32H
DB21H,31H,21H,11H,24H
DB32H,52H,52H,32H,22H,12H,24H,32H,52H,52H,32H,62H,52H,61H,51H
DB31H,21H,21H,31H,21H,11H,1CH
DB21H,31H,22H,23H,31H,21H,18H,02H,0B2H,0BCH,0B4H,72H,61H,51H,72H,61H
DB71H,61H,51H,61H,71H,61H,6FH
DB86H,94H,12H,22H,32H,52H,64H,62H,51H,31H,52H,21H,31H,21H,33H,62H,0B2H,0B2H,62H
DB51H,61H,51H,31H,54H
DB62H,0B2H,72H,61H,51H,51H,61H,51H,31H,54H,61H,0B2H,72H
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