畢業(yè)設(shè)計(jì)論文_基于單片機(jī)電子門鈴設(shè)計(jì)-文庫吧
2025-07-27 19:44 本頁面
【正文】 單片機(jī)音樂發(fā)聲原理 利用單片機(jī)產(chǎn)生音樂符，再把音樂符翻譯成計(jì)算機(jī)音樂語言，由單片機(jī)進(jìn)行信息處理 ,再通過喇叭放出音樂。 單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率脈沖信號(hào)的原理 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 1， 要產(chǎn)生音頻脈沖，只要 算出某一音頻的脈沖（ 1/頻率），然后將此周期除以 2，利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這個(gè)半周期的時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的 I/O 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期的時(shí)間再對(duì) I/O 反相，就可以在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。 2， 利用 STC89C52的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式 1 下，改變計(jì)數(shù)值 TH0及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率 。 方法如下： 例如，若單片機(jī)采用 12MHz 晶振，要產(chǎn)生頻率為 587Hz 的音頻脈沖時(shí)，其音頻信號(hào)的脈沖周期 T=1/587= s，半周期的時(shí)間為 852μ s，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù) =852μ s/1μ s=852，在每計(jì)數(shù) 852 時(shí)將 口反相，就可得到 C調(diào)中音 Re。 口和 口分別接 S2 和 S1 作為控制門鈴的按鍵。按下 S2，由 口的喇叭依次播放三首歌曲。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系如下： N=Fi/2/Fr （ N：計(jì)數(shù)值， Fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為 1uS，故其頻率為 1MHz， Fr：要產(chǎn)生的頻率 ） 單片機(jī)音階代碼的實(shí)現(xiàn) 音樂是由音符組成，不同的音符又是由相應(yīng)的頻率振動(dòng)產(chǎn)生。音調(diào)的高低用音階表示，不同的音階對(duì)應(yīng)不同的頻率。因此，不同頻率的方波就可以產(chǎn)生音階，由于頻率的倒數(shù)是周期，因此可 由單片機(jī)中的內(nèi)部定時(shí)器 T0，使其工作在計(jì)數(shù)器模式 1，當(dāng)定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出時(shí)產(chǎn)生中斷，將與喇叭連接的 取反后就可得到方波的周期，從而達(dá)到了控制頻率，即音階的目的。 音樂節(jié)拍的實(shí)現(xiàn) 建立音樂，把音樂的音符找出來，建立各個(gè)音符的定時(shí)常熟 T 值表。 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T的對(duì)照表如表 所示。 表 音符頻率與 T值對(duì)照表 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 7 每個(gè)音符使用 1個(gè)字節(jié)，字節(jié)的高 4位代表音符的高低，低 4 位代表音符的節(jié)拍，下表 為節(jié)拍碼的對(duì)照。如果 1拍為 秒， 1/4 拍是 秒，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。 假設(shè) 1/4 節(jié)拍為 1DELAY，則 1拍應(yīng)為 4DELAY，以此類推。所以只要求得 1/4 拍的 DELAY 時(shí)間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如下表 為 1/4 和 1/8 節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定。 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 8 表 節(jié)拍碼對(duì)照表 表 節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定表 音樂軟件的設(shè)計(jì) 1，音樂代碼庫的建立方法 （ 1）先找出音樂最低音和最高音范圍，然后確定音符表 T的順序。 （ 2）建立 T值表，構(gòu)成發(fā)音符的計(jì)數(shù)值放在其中。 （ 3）簡譜碼（音符）為高 4 位，節(jié)拍（節(jié)拍數(shù)）為低 4 位，音符的節(jié)拍碼編程時(shí)放在程序 unsigned char code SONG[]后面。 （ 4）音符節(jié)拍碼 0x00 為音樂結(jié)束標(biāo)記。 2，選曲 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 9 在本設(shè)計(jì)中，需要播放三首歌曲，分別為《天空之城》、《祝你平安》、《路邊的野花不要采》。音樂代碼庫的建立方法有兩種： （ 1）將每首歌曲建立相互獨(dú)立的音符表 T 和發(fā)音符計(jì)數(shù)值表。 （ 2）也可以建立共用的音符表后，再寫每首歌曲的發(fā)音計(jì)數(shù)值表中的代碼。 不管采用哪種方法，每首歌曲結(jié)束時(shí)，在發(fā)音計(jì)數(shù)值表中均需加上音樂結(jié)束符 0x00。 3 電路設(shè)計(jì)與仿真 按鍵電路 如圖 。 S2為開始暫停按鍵， S1 為播放下一首歌曲的按鍵。 圖 按鍵電路 發(fā)聲電路 如圖 。 端口接的喇叭。音樂聲通過喇叭發(fā)聲后傳到人的耳朵里面。 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 圖 發(fā)聲電路 晶振電路 如圖 。振蕩晶體可在 到 12MHz 之間選擇，電容值無嚴(yán)格要求，但在電容值取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響。C1 和 C2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，但在 60pF 到 70pF 時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)選取晶振為 12MHz，電容 為 30pF。 圖 晶振電路 復(fù)位電路 如圖 。按下按鍵 S3，歌曲復(fù)位，從頭再唱。 圖 復(fù)位電路 原理圖 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 11 如圖 。本設(shè)計(jì)是基于 STC89C52 單片機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)三音門鈴。按鍵有三個(gè)，S2 為開始 /暫停按鍵， S1 為下一首按鍵， S3 為復(fù)位按鍵。發(fā)聲由喇叭接單片機(jī)端口 發(fā)出。 圖 原理圖 仿真電路 仿真采用 Proteus 軟件， Proteus 軟件能完成原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真 。 它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件，是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。 仿真圖如圖 。 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 12 圖 仿真圖 開始仿真后，門鈴處于無聲狀態(tài)。當(dāng)按下開關(guān) SP1 后，開始響起音樂聲。按下 SP2，播放下一首歌曲，再次按下開關(guān) SP1，暫停播放音樂。按下 SP3，歌曲復(fù)位。 4 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是對(duì) STC89C52 單片機(jī)采用 C 語言編程。音樂門鈴的程序 主要是對(duì)音符頻率的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)初始化后，系統(tǒng)掃描按鍵（ 和 的電平）判斷是否有按鍵按下。根據(jù)不同按鍵的選擇，向音頻字符碼指針賦予不同歌曲的地址，通過定時(shí)器 T0中斷子程序使 口輸出相應(yīng)頻率的音頻脈沖， 以達(dá)到發(fā)聲目的。 程序流圖如圖 。 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 13 圖 程序流程圖 延時(shí)子程序如圖 。 圖 延時(shí)子程序 樂山師范學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 14 5 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試 系統(tǒng) PCB 圖 PCB 圖如圖 。
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