【正文】 .................................................................................. 25 keil uvision 的功能特點 ................................................................................... 25 流程圖 ........................................................................................................................ 26 揚聲器發(fā)聲原理 ........................................................................................................ 27 單片機產(chǎn)生不同頻率脈沖信號的原理 .......................................................... 27 單片機產(chǎn)生不同音調(diào)的程序設(shè)計 .................................................................. 28 鍵盤矩陣的設(shè)計 ........................................................................................................ 29 鍵盤矩陣與不同頻率音調(diào)發(fā)聲的結(jié)合 .................................................................... 31 音樂自動演奏和音樂彈奏的轉(zhuǎn)換 ............................................................................ 32 數(shù)碼管顯示程序設(shè)計 ................................................................................................ 32 數(shù)碼管顯示程序設(shè)計 ...................................................................................... 32 數(shù)碼管數(shù)據(jù)發(fā)送的程序設(shè)計 .......................................................................... 33 數(shù)碼管所需要發(fā)送的數(shù)據(jù)程序設(shè)計 .............................................................. 33 音樂自動演奏程序設(shè)計 ............................................................................................ 34 音樂代碼庫的建立方法 .................................................................................. 34 選曲 .................................................................................................................. 34 音符的節(jié)拍 ....................................................................................................... 35 音樂演奏的程序設(shè)計 ...................................................................................... 35 結(jié) 論 ........................................................................................................................................ 38 致 謝 ........................................................................................................................................ 39 參考文獻 .................................................................................................................................. 40 附錄 A 英文原文 ................................................................................................................... 41 附錄 B 漢語翻譯 ................................................................................................................... 46 附錄 C 程序 ........................................................................................................................... 50 附錄 D 原理圖 ...................................................................................................................... 59 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 現(xiàn)如今，單片機控制音樂播放的例子不勝枚舉，音樂演奏系統(tǒng)也廣泛的應(yīng)用，而利用單片機存儲音樂，控制播放最為廣泛。它有功能多﹑價格優(yōu)﹑外圍電路簡單的特點，不僅 很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的熱衷，而且 是一般家庭都能承受得了的經(jīng)濟投入 范圍之內(nèi)。利用單片機發(fā)聲 鍵盤操作直觀 簡單 。 對于 初學(xué)者 來說 ，尤其對識譜的人來說是很容易彈奏的，一首簡單的曲子 對于基礎(chǔ) 好的人甚至不用 過多 的練習(xí)和教師的 輔導(dǎo)就能很 容易 的彈奏出來。這樣就 更大的提高 了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，迅速地提高了電子 音樂 的普及率。 由于本課題定為基于單片機的音樂演奏系統(tǒng)，那么不僅要使單片機可以播放音樂關(guān)鍵在于還有能夠彈奏自己想彈奏的音樂。 隨著以法國、德國、意大利為代表的歐洲電子音樂和以美國為代表的電子音樂、計算機音樂早期得到 了充分發(fā)展，國際上許多國家紛紛開始引入電子音樂研究與創(chuàng)作。六十年代，美國物理學(xué)家研制出了小型實用的電子音樂演奏設(shè)備。從此，首先在歐美地區(qū)，電子音樂演奏作為新型的樂器被音樂家特別是流行音樂家所采用并快速的流行起來。 到當(dāng)今 21 世紀(jì)， 電子音樂演奏系統(tǒng)的 發(fā)展已經(jīng)經(jīng)過了很多代產(chǎn)品， 尤其是電氣琴 已經(jīng)非常完善，它可以說是無所不能了。 本設(shè)計用 4x4鍵盤來對應(yīng)每一個音樂的音符已達到彈奏的效果，為便于理解與說明，加入了 LED 數(shù)碼管以顯示對應(yīng)的歌曲的編碼和音調(diào)的高低等。本設(shè)計 從選題、編程、搭接電路、焊接芯片至論文編寫在本文都會 詳細的闡述。 近年來，電子音樂越來越受到人們的關(guān)注， 它有功能多﹑價格優(yōu)﹑外圍電路簡單的特點，很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的青睞。本文設(shè)計的一種基于 STC89C52 的簡單音樂演奏系統(tǒng)，利用單片機技術(shù)、 LM386 音頻功放芯片、 4x4 鍵盤、 SPEARK 實現(xiàn)原理圖設(shè)計到電路板設(shè)計開發(fā)，并用 C51 高級語言進行鍵盤識別程序設(shè)計和音頻脈沖輸出程序的設(shè)計。經(jīng)過硬件的調(diào)試，該音樂發(fā)生器能通過鍵盤彈奏出來的樂曲，音樂播放良好，音調(diào)和節(jié)拍都由單片機控制，使之產(chǎn)生精確的音樂。 該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)樂曲演奏和自動播放音樂兩種功能。 當(dāng)實 現(xiàn)樂曲演奏時 ， 端子的信號為高電平，采用 4x4 矩陣鍵盤作為發(fā)生器的輸入設(shè)備。為了放大單片機 STC89C52 產(chǎn)生的樂曲聲音，采用了功率放大器 LM386，通過SPEAKER 進行發(fā)生。彈出不同的音調(diào)都可以通過 LED 數(shù)碼管顯示出來。 當(dāng)實現(xiàn)自動播放音樂時，將 端子 的電壓拉成低電平，用矩陣鍵盤的按鍵去控制沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 所選取的歌曲，可以由 LED 數(shù)碼管顯示所選取歌曲的序號。 沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 2 設(shè)計概述 主要器件的概述 本次設(shè)計的核心是 STC89C52 芯片，本論文涉 及了有關(guān) STC89C52 的所有功能，并針對設(shè)計中所用到的 STC89C52 進行拓展。大致上包括 STC89C52 芯片的引腳功能介紹、圖表的說明、以及它的輸入 /輸出（ I/O）口的說明。對于輸入 /輸出（ I/O）口的說明會有詳細的說明，接下來是電路的硬件部分說明，最后是軟件設(shè)計。 設(shè)計的主要器件包括 LM386 音頻功放芯片， 4x4 鍵盤，以及 74HC595 和 LED 數(shù)碼管。 LM386 是音頻功放電路的核心。 4x4 鍵盤用于控制電路， 74HC595 和 LED 數(shù)碼管用于顯示電路。 設(shè)計思想 本設(shè)計主要分成選題思想、硬件思想、 編程思想三個方面。 選題思想，它實際上就是一個音樂演奏系統(tǒng)，在人的操作下，通過 LM386 功放和SPEAKER 播放，用 4x4 鍵盤進行彈奏，并可以顯示彈奏的樂曲和音調(diào)。 硬件思想，它的基礎(chǔ)是選題思想，根據(jù)題目，硬件也就要配合著來選擇。這里所用的單片機是 STC89C52，選擇它，首先市場上大部分賣的都是 STC89C52 型號的。其次，STC89C52 是 STC89C51 的加強版，功能多穩(wěn)定性好，本次設(shè)計業(yè)非常適合這款單片機。 在它們的輸出端分別接有 LM386 音頻放大器和 74HC595 串入并出寄存器。 程序編寫階段，在 程序中分了兩個大程序塊： 主程序段。包括對定時計數(shù)器的初始化，音樂演奏與音樂彈奏的轉(zhuǎn)變和數(shù)碼管的顯示。 音樂自動演奏的編碼。這里包括了化蝶和渴望兩首歌曲的音調(diào)和節(jié)拍。 以上是大致的劃分，在程序中還有許多子程序塊，來具體的執(zhí)行這些，例如最基本的鍵盤掃描，數(shù)碼管數(shù)據(jù)發(fā)送等等。 功能說明 當(dāng)實現(xiàn)樂曲演奏時， 端子的信號為高電平 ，采用 4x4 矩陣鍵盤作為發(fā)生器的輸入設(shè)備。為了放大單片機 STC89C52 產(chǎn)生的樂曲聲音，采用了功率放大器 LM386，通過沈陽理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 SPEAKER 進行發(fā)生。彈出不同的音調(diào)都可以通過 LED 數(shù) 碼管顯示出來。 當(dāng)實現(xiàn)自動播放音樂時，將 端子的電壓拉成低電平，用矩陣鍵盤的按鍵去控制所選取的歌曲，可以由 LED 數(shù)碼管顯示所選取歌曲的序號 通過按鍵開關(guān)來實現(xiàn) 的高低電平變換。 電路圖說明 可參見附錄 D，為該設(shè)計的電路圖，它大至上分為五個部分： （ 1） 為 STC89C52 芯片，上面畫出了各個引腳所對應(yīng)的連接方法，有晶振的連接引腳 X1 和 X2，復(fù)位鍵連接到引腳 RESET， 接 LM386 音頻放大器電路用于發(fā)聲，— 接 74HC595 寄存器，控制 LED 顯示。 （ 2） 音頻放大電路，主要有 LM386 芯片， LM386 的外形和引腳的排列 :引腳 2 為反相輸入端， 3 為同相輸入端；引腳 5 為輸出端；引腳 6 和 4 分別為電源和地；引腳 1和 8 為電壓增益設(shè)定端；使用時在引腳 7 和地之間接旁路電容，通常取 10μF。 （ 3） 兩個 74HC595 串行輸入輸出或并行輸出移位寄存器，用于 LED 數(shù)碼管發(fā)光。有效的減少了單片機輸入 /輸出端口的占用。 （ 4） 電源。 DC 接口 ,接有二極管（保護作用）， 100UF 的電解電容（濾低頻）和 1UF的獨石電容（濾高頻） （ 5）電平轉(zhuǎn)換，包括 DB9 和 MAX232. 本設(shè)計最初有兩種方案，一種是利用 STC89C5 74LS373 鎖存器和 27512 外部擴展組成的音樂 播放器 。電路以 STC89C52 為主控制器， 74LS373 和 27512 進行外部程序存儲器的擴展，播放 /暫停鍵為播放 /暫停歌曲，下一曲鍵和上一曲鍵分別為調(diào)整歌曲的下一曲和上一曲選擇鍵的按鈕。晶振采用 12MHz，音樂信號由 口輸出，經(jīng)喇叭發(fā)聲而播放歌曲。 程序根 據(jù) 音選取的是 C 調(diào)三個 8 度內(nèi)的音符，共 16 個音。每個音符對應(yīng)頻率由定時器 T0 產(chǎn)生。為了程序調(diào)用方便，每個音符都對應(yīng)一個編碼，占用一個字節(jié)。在程序中以