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單片機(jī)電子音調(diào)發(fā)生器設(shè)計 含匯編語言源碼

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ID:353237 發(fā)表于 2018-6-17 14:03 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
一、背景單片機(jī)自70年代問世以來得到蓬勃發(fā)展，目前單片機(jī)功能正日漸完善:單片機(jī)集成越來越多資源，內(nèi)部存儲資源日益豐富，用戶不需要擴(kuò)充資源就可以完成項目開發(fā)，不僅是開發(fā)簡單，產(chǎn)品小巧美觀，同時抗干擾能力加強,系統(tǒng)也更加穩(wěn)定，使得它更加適合工業(yè)控制領(lǐng)域，具有更加廣闊的市場前景；提供在線編程能力，加速了產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)程，為企業(yè)產(chǎn)品上市贏得寶貴時間。此外單片機(jī)具有性能高、速度快、體積小、價格低、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛、通用性強等突出優(yōu)點。單片機(jī)的設(shè)計目標(biāo)主要是增強“控制”能力，滿足實時控制(就是快速反應(yīng)) 的需要。無論是從事科學(xué)研究工作，還是開辦電子器件的工廠還是經(jīng)營電子廠品的貿(mào)易，不僅要熟練地使用通用微機(jī)進(jìn)行各種數(shù)據(jù)處理，還要把計算機(jī)技術(shù)運用到本專業(yè)領(lǐng)域或相關(guān)領(lǐng)域，既具有開發(fā)創(chuàng)新能力。這就要求我們要熟練地掌握單片機(jī)。單片機(jī)是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者實現(xiàn)規(guī)定的任務(wù)。二、指標(biāo)要求利用JD51開發(fā)板上的按鍵S1~S4和蜂鳴器設(shè)計電子音調(diào)發(fā)生器，指標(biāo)要求為：（1）利用JD51開發(fā)板上的按鍵S1~S4進(jìn)行音調(diào)選擇，即按下不同的開關(guān)產(chǎn)生不同的音調(diào)，依次按動S1~S4 及組合按鍵，蜂鳴器發(fā)出1234567i八個音調(diào)；并在數(shù)碼管上顯示。（2）編寫2支歌曲，并可進(jìn)行選擇播放。三、設(shè)計目的（1）了解計算機(jī)發(fā)聲原理。（2）熟悉鍵盤掃描電路的工作原理及編程方法。（3）掌握利用定時器結(jié)合中斷的方法來設(shè)計信號的方波輸出。（4）學(xué)會運用計數(shù)器定時器計算初值的方法計算音調(diào)對應(yīng)初值。四、設(shè)計原理音節(jié)由不同頻率的方波產(chǎn)生，音節(jié)與頻率的關(guān)系通過查表可得。要產(chǎn)生音頻方波，需要算出某一音頻的周期（1/頻率），然后利用定時器對半個周期進(jìn)行計時并通過某個I/0腳輸出，再利用中斷程序反相輸出信號，不斷重復(fù)這個過程就可在I/O腳得到此頻率的方波，在JD51單片機(jī)上，產(chǎn)生方波的I/O腳選用P2.4，通過跳線選擇器將單片機(jī)的P2.4與蜂鳴器的驅(qū)動電路相連。這樣P2.4輸出不同頻率的方波，蜂鳴器便會發(fā)出不同的聲音。另外，音樂的節(jié)拍是由延時實現(xiàn)的，如果1拍為0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要設(shè)定延時時間，就可求得節(jié)拍的時間。延時作為基本延時時間，節(jié)拍值只能是它的整數(shù)倍。每個音節(jié)相應(yīng)的定時器初值X可按下法計算： （1/2）*(1/f)=(12/fose)*(216-x)即 x=216-(fose/24f)其中f:音調(diào)頻率，當(dāng)晶振fose=11.0592MHz時，音節(jié)“1”相應(yīng)的定時器初值為x,則可得x=63777D=F921H其它的可同樣求得。                          表1                      音調(diào)      頻率（Hz）      X(HEX)        1      262      F921        2      294      F9E1        3      330      FA8C        4      349      FAD8        5      392      FB68        6      440      FBE9        7      494      FC5B          i          523          FC8F   五、Proteus仿真設(shè)計按鍵一：數(shù)碼管顯示1，同時能聽到蜂鳴器響音調(diào)1按鍵二：數(shù)碼管顯示2，同時能聽到蜂鳴器響音調(diào)2按鍵三：數(shù)碼管顯示3，同時能聽到蜂鳴器響音調(diào)3按鍵四：數(shù)碼管顯示4，同時能聽到蜂鳴器響音調(diào)4 六、設(shè)計方案及思路1總體框圖      
                          
2蜂鳴電路模塊鳴器驅(qū)動電路和89C51組成。 選擇一只壓電式蜂鳴器，壓電式蜂鳴器工作時約需要100MA驅(qū)動電流。當(dāng)89C51輸出為低電平時蜂鳴器產(chǎn)生蜂鳴音，89C51 輸出為高電平時，蜂鳴器不發(fā)聲。七、軟件設(shè)計流程及描述根據(jù)要實現(xiàn)的功能，流程圖如下：熟悉定時器和鍵盤掃描電路的工作原理及編程方法。                             
1．軟件設(shè)計思路電子琴主要的工作是將按鍵的信息讀取，然后根據(jù)按鍵的數(shù)字，用計數(shù)器輸出相對應(yīng)的頻率，實現(xiàn)電子琴的音調(diào)。程序主要為5部分，鍵盤掃描、中斷計時、數(shù)碼顯示、音樂播放、主程序，他們分別執(zhí)行不同的功能。2.各部分功能介紹（1）鍵盤鍵值讀取程序鍵盤鍵值讀取程序包括鍵盤掃描、消除抖動、鍵譯碼等內(nèi)容。按鍵的識別主要有兩種方法：行反轉(zhuǎn)法和行掃描法。因為鍵盤為機(jī)械開關(guān)，容易引入抖動。為了消除抖動干擾，在程序中要加入消除抖動的部分。（2）中斷計時中斷部分，中斷定時器1主要負(fù)責(zé)輸出不同頻率的方波，產(chǎn)生聲音，中斷定時器1主要是計時按鍵時間及按鍵間隔時間的功能，在播放音樂的時候，還擔(dān)任著播放音樂的節(jié)拍的任務(wù)。（3）音樂播放音樂播放部分主要是播放音樂，實現(xiàn)按鍵重播和播放程序里面的音樂的功能。（4）數(shù)碼顯示按下不同的按鍵，則數(shù)碼管顯示對應(yīng)的音調(diào)數(shù)字（5）主程序主程序主要是隨時發(fā)出按鍵的聲音功能，并且通過不同P口的掃描，判斷是否是播放按鍵聲音還是播放音樂，還是繼續(xù)發(fā)出按鍵聲音。八、實驗源程序1.匯編程序：
  1. /*SB1 1音  SB2 2音   SB3 3音  SB4 4音 SB1SB2  5音   SB2SB3  6音   SB3SB4  7音   SB1SB4  i音   SB1SB3 第一首歌  SB2SB4  第二首歌 */
  2. ORG 0000H
  3.         LJMP KEYP0
  4. KEYP0: MOV R0,#00H   
  5.       CLR TR0
  6.       SETB P2.4     ;關(guān)蜂鳴器
  7.      SETB P2.3                           ;關(guān)數(shù)碼管
  8. WU:  MOV R0,P3  ;掃描鍵盤輸入
  9.     CJNE R0,#0FFH,KEYPO1         ;有輸入時跳轉(zhuǎn)
  10.           JMP WU
  11. KEYPO1:CJNE R0,#0FBH,KEYPO2  ;輸入1音,非1音跳轉(zhuǎn)
  12.   SETB P2.4     ;蜂鳴器置于高電平
  13.     MOV R3,#200
  14. MAIN01:MOV TMOD,#01H    ;初始化,工作方式1
  15.        MOV TL0,#21H     ;寫入計數(shù)初值
  16.        MOV TH0,#0F9H
  17.        SETB TR0         ;啟動計數(shù)
  18.                  
  19. WAIT1:JNB TF0,WAIT1     
  20.      CLR TF0         
  21.      CPL P2.4             ;蜂鳴器響
  22.           CLR P2.3             ;數(shù)碼管顯示1
  23.           MOV A,#11111001B
  24.                  MOV P0,A
  25.      DJNZ R3,MAIN01
  26.           LJMP KEYP0         ;返回程序KEYP0
  27.          
  28. KEYPO2:CJNE R0,#0F7H,KEYPO3  ; 輸入2音,非2音跳轉(zhuǎn)
  29. SETB P2.4        ;蜂鳴器置于高電平
  30.         MOV R3,#200  
  31. MAIN02:MOV TMOD,#01H   
  32.        MOV TL0,#0E1H         ;寫入計數(shù)初值
  33.        MOV TH0,#0F9H
  34.        SETB TR0
  35. WAIT2:JNB TF0,WAIT2
  36.      CLR TF0
  37.      CPL P2.4            ;蜂鳴器響
  38.           CLR P2.3            ;數(shù)碼管顯示2
  39.           MOV A,#10100100B
  40.                  MOV P0,A
  41.      DJNZ R3,MAIN02
  42.         LJMP KEYP0

  44. KEYPO3:CJNE R0,#0EFH,KEYPO4  ; 輸入3音,非3音跳轉(zhuǎn)
  45. SETB P2.4         ;蜂鳴器置于高電平
  46.         MOV R3,#200
  47. MAIN03:MOV TMOD,#01H      
  48.        MOV TL0,#08CH
  49.        MOV TH0,#0FAH
  50.        SETB TR0
  51. WAIT3:JNB TF0,WAIT3
  52.      CLR TF0
  53.      CPL P2.4
  54.           CLR P2.3
  55.           MOV A,#10110000B
  56.                  MOV P0,A
  57.      DJNZ R3,MAIN03
  58.         LJMP KEYP0

  60. KEYPO4:
  61. CJNE R0,#0DFH,KEYPO5           ; 輸入4音,非4音跳轉(zhuǎn)
  62. SETB P2.4
  63.         MOV R3,#200
  64. MAIN04:MOV TMOD,#01H            
  65.        MOV TL0,#0D8H
  66.        MOV TH0,#0FAH
  67.        SETB TR0
  68. WAIT4:JNB TF0,WAIT4
  69.      CLR TF0
  70.      CPL P2.4
  71.           CLR P2.3
  72.           MOV A,#10011001B
  73.                  MOV P0,A
  74.      DJNZ R3,MAIN04
  75.         LJMP KEYP0

  77. KEYPO5:        CJNE R0,#0F3H,KEYPO6        ; 輸入5音,非5音跳轉(zhuǎn)
  78. SETB P2.4
  79.         MOV R3,#200   
  80. MAIN05:MOV TMOD,#01H           
  81.        MOV TL0,#068H
  82.        MOV TH0,#0FBH
  83.        SETB TR0
  84. WAIT5:JNB TF0,WAIT5
  85.      CLR TF0
  86.      CPL P2.4
  87.           CLR P2.3
  88.           MOV A,#10010010B
  89.                  MOV P0,A
  90.      DJNZ R3,MAIN05
  91.         LJMP KEYP0

  93. KEYPO6:CJNE R0,#0E7H,KEYPO7        ; 輸入6音,非6音跳轉(zhuǎn)
  94. SETB P2.4
  95.         MOV R3,#200            
  96. MAIN06:MOV TMOD,#01H
  97.        MOV TL0,#0E9H
  98.        MOV TH0,#0FBH
  99.        SETB TR0
  100. WAIT6:JNB TF0,WAIT6
  101.      CLR TF0
  102.      CPL P2.4
  103.           CLR P2.3
  104.           MOV A,#10000010B
  105.                  MOV P0,A
  106.      DJNZ R3,MAIN06
  107.         LJMP KEYP0

  109. KEYPO7:CJNE R0,#0CFH,KEYPO8       ; 輸入7音,非7音跳轉(zhuǎn)
  110. SETB P2.4
  111.         MOV R3,#200         
  112. MAIN07:MOV TMOD,#01H
  113.        MOV TL0,#05BH
  114.        MOV TH0,#0FCH
  115.        SETB TR0
  116. WAIT7:JNB TF0,WAIT7
  117.      CLR TF0
  118.      CPL P2.4
  119.           CLR P2.3
  120.           MOV A,#11111000B
  121.                  MOV P0,A
  122.      DJNZ R3,MAIN07
  123.         LJMP KEYP0

  125. KEYPO8:CJNE R0,#0DBH,KEYPO9      ; 輸入i音,非i音跳轉(zhuǎn)
  126.        SETB P2.4
  127.            MOV R3,#200      
  128. MAIN08:MOV TMOD,#01H
  129.        MOV TL0,#08FH
  130.        MOV TH0,#0FCH
  131.        SETB TR0
  132. WAIT8:JNB TF0,WAIT8
  133.      CLR TF0
  134.      CPL P2.4
  135.           CLR P2.3
  136.           MOV A,#10000000B
  137.                  MOV P0,A
  138.      DJNZ R3,MAIN08
  139.         LJMP KEYP0
  140. KEYPO9:CJNE R0,#0EBH,KEYPO10    ;跳轉(zhuǎn)到第一首歌程序
  141.        LJMP MUSTART1
  142. KEYPO10:CJNE R0,#0D7H,JIELI     ;跳轉(zhuǎn)到第二首歌程序
  143.        LJMP MUSTART2
  144. JIELI:JMP KEYP0                 ;返回主程序

  146. MUSTART1:                      ;歌曲1的播放程序
  147.      MOV R0,#00H               ;節(jié)拍表指針置零
  148.      MOV R1,#00H               ;音符表指針置零
  149. RTAB:MOV A,R0
  150.      MOV DPTR,#RYTH
  151.      MOVC A,@A+DPTR            ;查表法將一個節(jié)拍數(shù)據(jù)取出放R2計數(shù)器中
  152.      MOV R2,A
  153. TTAB:MOV A,R1
  154.      MOV DPTR,#TONE
  155.      MOVC A,@A+DPTR
  156.      MOV R3,A                  ;取出音符表高8位
  157.      INC R1                    ;指針加1
  158.      MOV A,R1
  159.      MOV DPTR,#TONE
  160.      MOVC A,@A+DPTR
  161.      MOV R4,A                  ;取出低8位
  162.      SETB P2.4                 ;輸出相應(yīng)音調(diào)的方波
  163. LOOP:MOV R5,#3BH
  164. MAIN:MOV TMOD,#01H
  165.      MOV TL0,R4
  166.      MOV TH0,R3
  167.      SETB TR0
  168. WAIT:JNB TF0,WAIT
  169.      CLR TF0
  170.      CPL P2.4
  171. MAYA:JB P3.2,MAYB             ;判斷P3.2口是否有為1
  172.      JB P3.4,MAYB             ;判斷P3.4口是否有為1
  173.      LJMP RA                  ;P3.4口為0則跳轉(zhuǎn)到程序RA
  174. MAYB:JB P3.3,JIELI            ;判斷P3.3口是否有為1
  175.      JB P3.5,JIELI            ;判斷P3.5口是否有為1
  176.      LJMP MUSTART2            ;P3.5口為0則放第二首歌
  177. RA:  DJNZ R5,MAIN             ;無打斷則繼續(xù)放第一首歌
  178.      DJNZ R2,LOOP
  179. INC R0                        ;兩個表的指針都加1
  180. INC R1
  181. CJNE R1,#88,RTAB              ;判斷是否取完
  182. LJMP KEYP0
  183. TONE:
  184. DB 0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FH
  185. DB 0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68H
  186. DB 0FAH,0DBH,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H
  187. DB 0FBH,0E9H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FAH,8CH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH
  188. DB 0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FDH,45H,0FDH,6EH,0FCH,0EFH
  189. RYTH:
  190. DB 04,04,04,04,04,04,04,04,04,04
  191. DB 04,05,04,04,04,04,04,04,04,04
  192. DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04
  193. DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04
  194. DB 04,04,04,04
  195. MUSTART2:         
  196.      MOV R0,#00H
  197.      MOV R1,#00H

  199. RTAB2:
  200.      MOV A,R1
  201.      MOV DPTR,#TABLE1
  202.      MOVC A,@A+DPTR
  203.      MOV R2,A
  204. TTAB2: MOV A,R1
  205.      MOV DPTR,#TONE2
  206.      MOVC A,@A+DPTR
  207.      MOV R3,A
  208.      INC R1
  209.           MOV A,R1
  210.           MOV DPTR,#TONE2
  211.           MOVC A,@A+DPTR
  212.           MOV R4,A
  213.      SETB P2.4
  214. LOOP2: MOV R5,#9BH
  215. MAIN2:
  216.       MOV TMOD,#01H
  217.      MOV TL0,R4
  218.      MOV TH0,R3
  219.      SETB TR0
  220. WAITR:JNB TF0,WAITR
  221.      CLR TF0
  222.      CPL P2.4
  223. MAYA1:JB P3.3,MAYB1
  224.       JB P3.5,MAYB1
  225.       LJMP RB
  226. MAYB1:JB P3.2,BACK
  227.       JB P3.4,BACK
  228.       LJMP MUSTART1
  229. BACK:LJMP JIELI
  230. RB:  DJNZ R5,MAIN2
  231.      DJNZ R2,LOOP2
  232.    
  233. INC R0
  234. INC R1
  235. CJNE R1,#64,RTAB2
  236. LJMP KEYP0
  237. TONE2:
  238. DB 0FBH,68H,0FDH,6EH,0FDH,45H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FCH,8FH
  239. DB 0FCH,0EFH,0FDH,45H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,68H
  240. DB 0FAH,0DBH,0FAH,8CH,0F9H,21H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,68H
  241. DB 0FBH,0E9H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FAH,8CH,0FCH,8FH,0FCH,8FH,0FCH,5BH
  242. DB 0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FDH,45H,0FDH,6EH,0FCH,0EFH
  243. TABLE1:
  244. DB 04,04,04,04,04,04,04,04,04,04
  245. DB 04,05,04,04,04,04,04,04,04,04
  246. DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04
  247. DB 04,04,04,06,04,04,04,07,04,04
  248. DB 04,04,04,04

  250. END
復(fù)制代碼


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沙發(fā)
ID:1 發(fā)表于 2018-6-20 05:39 | 只看該作者
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板凳
ID:765226 發(fā)表于 2020-5-30 20:05 | 只看該作者
有仿真圖嗎？
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