基于at98c51的簡易電子琴設(shè)計(已修改)
2024-11-24 01:49 本頁面
【正文】 基于 AT98C51 的簡易電子琴設(shè)計 1 基于 AT98C51 的簡易電子琴設(shè)計 Simply Electronic Organ Based on AT89C51 1 功能簡介 電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。 本簡易電子琴的設(shè)計可實現(xiàn)的功能如下：程序中預(yù)存了一首音樂《世上只有媽媽好》，通過一個獨立鍵盤可以實現(xiàn)對該音樂的播放和停止操 作的控制。 4*4 矩陣鍵盤的 16 個按鍵分別對應(yīng)著 16 個不同的音符，分為高、低兩個八度，當(dāng)按下某一按鍵，會發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。按下按鍵時，揚(yáng)聲器會發(fā)出聲音，松開按鍵后，揚(yáng)聲器停止發(fā)聲，按鍵的時間越長，發(fā)聲時間越久。連續(xù)按下不同的按鍵，可以實現(xiàn)樂曲的演奏。 2 功能的實現(xiàn) 功能的實現(xiàn)部分分為軟件和硬件兩部分來簡介。 軟件部分 程序主流程圖如圖 。 音樂產(chǎn)生原理 一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對于單 片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時 /計數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，因此，只需將一首歌的音階和頻率相對應(yīng)即可。 若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），再將此周期除以 2，即為半周期的時間。利用定時器計時半周期時間，每當(dāng)計時終止后就將 反相，然后重復(fù)計時再反相。就可在 引腳上得到此頻率的脈沖 。 利用 AT89C51 的內(nèi)部定時器使其工作計數(shù)器模式（ MODE1）下，改變計數(shù)值 TH0 及 TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為 523Hz，其周期 T＝ 1/523＝ 1912μ s，因此只要令計數(shù)器計時 956μ s/1μ s＝ 956，每計數(shù) 956 次時將 I/O 反相，就可得到中音DO（ 523Hz） 。 計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式 (如式 21 所示 )是： 基于 AT98C51 的簡易電子琴設(shè)計 2 N＝ fi247。 2247。 fr 21 式中， N 是計數(shù)值； fi 是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHz 時，其頻率為 1MHz）； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。 其計數(shù)初值 T 的求法如下： T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。 2247。 fr 22 例如：設(shè) K＝ 65536， fi＝ 1MHz，求低音 DO（ 261Hz）、中音 DO（ 523Hz）、高音 DO（ 1046Hz）的計數(shù)值。 T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。 2247。 fr＝ 65536－ 1000000247。 2247。 fr＝ 65536－ 500000/fr 低音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/262＝ 63627 中音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/523＝ 64580 高音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/1046＝ 65059 我們要為這個音符建立一個表格，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，音符表見附錄一。 音樂的音拍，一個節(jié)拍為單位（ C 調(diào)）（如表 21 所示） 表 21 曲調(diào)值表 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 62ms 調(diào) 3/4 187ms 調(diào) 3/4 94ms 調(diào) 2/4 250ms 調(diào) 2/4 125ms 對于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的定時 /計數(shù)器來完成。 程序流程 圖如圖 。 矩陣鍵盤原理 4*4 矩陣鍵盤是由 CPU 控制 I/O 口來實現(xiàn)掃描的。具體程序見附錄二主程序鍵盤掃描部分。鍵盤掃描程序流程圖如圖 。 程序首先給 P3 口賦值，然后讀取 P3 的狀態(tài)，將讀取的狀態(tài)值同所賦值相比較，如果二者不相同，則說明有鍵按下，子程序?qū)存I值返回主程序；否則，說明沒有鍵按下，程序繼續(xù)進(jìn)行下一次掃描。 基于 AT98C51 的簡易電子琴設(shè)計 3 圖 音樂發(fā)聲程序流程圖 圖 鍵盤掃描程序流程圖 基于 AT98C51 的簡易電子琴設(shè)計 4 圖 程序主 流程圖 硬件部分 本設(shè)計使用 Protues 仿真軟件進(jìn)行仿真。電路共由以下幾部分構(gòu)成：矩陣鍵盤部分；揚(yáng)聲器部分； AT89c
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