【正文】 產(chǎn)生不同頻率的脈沖是非常方便的，利用單片機(jī)的定時 /計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。音持續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示。 表 C調(diào)各音符頻率與計數(shù)值 T的對照表 低音 頻率 T 參數(shù) 中音 頻率 T 參數(shù) 高音 頻率 T 參數(shù) Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57 Do﹟ 277 1805 217 Do﹟ 554 903 108 Do﹟ 1109 54 54 Re 294 1701 204 Re 587 852 102 Re 1175 51 51 Re﹟ 311 1608 193 Re﹟ 622 804 97 Re﹟ 1245 48 48 Mi 330 1515 182 Mi 659 759 91 Mi 1318 45 45 Fa 349 1433 172 Fa 698 716 86 Fa 1397 43 43 Fa﹟ 370 1351 162 Fa﹟ 740 676 81 Fa﹟ 1480 41 41 So 392 1276 153 So 784 638 77 So 1568 38 38 So﹟ 415 1205 145 So﹟ 831 602 72 So﹟ 1661 36 36 La 440 1136 136 La 880 568 68 La 1760 34 34 La﹟ 464 1078 129 La﹟ 932 536 64 La﹟ 1865 32 32 Si 494 1012 121 Si 988 506 61 Si 1976 30 30 節(jié)拍的確定 若要構(gòu)成音樂，光有音調(diào)是不夠的，還需要節(jié)拍，讓音樂具有旋律（固定的律動），而且可以調(diào)節(jié)各個音的快滿度。 3）例如頻率為 523Hz，其周期 T=1/523=1912us，因此只要令計數(shù)器計時956us/1us=956，在每次技術(shù) 956次時將 I/O 反相，就可得到中音 DO（ 523Hz）。 1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），然后將此周期除以 2，即為半周期的時間。在鋼琴等鍵盤樂器上， C– D、 D– E、 F– G、 G– A、 A– B兩音之間隔著一個黑鍵，他們之間的距離就是全音； E– F、 B– C 兩音之間沒有黑鍵相隔，它們之間的距離就是半音。因此單片機(jī)奏樂只需弄清楚兩個概念即可，也就是“音調(diào)”和節(jié)拍表示一個音符唱多長的時間。程序檢測 count1 的值， count1 等于 1時播放第一首歌曲，等于 2 時播放第二首。 3） 。這種情況下，外部時鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。對外接電容 C1， C2 雖然沒有什么嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。發(fā)光二極管的亮、滅由內(nèi)部程序控制， 8個 LED 發(fā)光二極管分別對應(yīng)不同的音階，所以 LED 會隨著音階的變化按規(guī)律亮、滅。該器件采用高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于 MCS51 單片機(jī)的匯編軟件有早期的 A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展， Keil 軟件是目前最流行開發(fā) MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持 Keil 即可看出。 Proteus 是世界上著名的EDA工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計，真正 實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。 圖 音樂盒功能結(jié)構(gòu)圖 主要設(shè)計軟件介紹 本設(shè)計利用 KEIL 編程軟件對音樂盒源程序進(jìn)行編程并調(diào)試，配合 PROTEUS仿真軟件對硬件進(jìn)行仿真調(diào)試，兩種軟件的簡介如下： PROTEUS 軟件簡介 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。系統(tǒng)組成框圖如圖 所示。 P1， P2， P3 端口各能驅(qū)動 4 個 LSTTL 負(fù)載。在更多的場合是根據(jù)應(yīng)用的需要，把幾條端口線設(shè)置為第二功能，而另外幾條端口線處于第一功能運(yùn)行狀態(tài)。由于輸出信號鎖存并且有雙重功能，故 P3 端 口為靜態(tài)雙功能端口。由于 P2 口輸出高 8 位地址，與 P0 口不同，無須分時使用，因此P2口上的地址信息（程序存儲器上的 A15~A8）功數(shù)據(jù)地址寄存器高 8 位 DPH 保存時間長，無須鎖存。這時，控制信號為 “0” ，多路開關(guān)轉(zhuǎn)向鎖存器同相輸出端 Q，輸出信號經(jīng)內(nèi)部總線 → 鎖存器同相輸出端 Q→ 反相器 →V2 管柵極 →V2 管 9漏極輸出。其實，這里輸出的數(shù)據(jù)往往也是一種地址，只不過是外部 RAM 的高 8位地址。這主要表現(xiàn)在輸出功能上，當(dāng)切換開關(guān)向下接通時，從內(nèi)部總線輸出的一位數(shù)據(jù)經(jīng)反相器和場效應(yīng)管反相后，輸出在端口引腳線上；當(dāng)多路開關(guān)向上時，輸出的一位地址信號也經(jīng)反相器和場效應(yīng)管反相后，輸出在端口引腳線上。單片機(jī)復(fù)位后，各個端口已自動地被寫入了1，此時，可直接作輸入操作。為此，在作引腳讀入前，必須先對該端口寫入l。在系統(tǒng)設(shè)計時務(wù)必注意，即程序中不能再含有以 P0 口作為操作數(shù)（包含源操作數(shù)和目的操作數(shù)）的指令。讀 修改 寫指令的特點(diǎn)是，從端口輸入 (讀 )信號，在單片機(jī)內(nèi)加以運(yùn)算 (修改 )后，再輸出(寫 )到該端口上。此時無論端口線上外接的信號是低電乎還是高電平，從引腳讀入單片機(jī)的信號都是低電平，因而不能正確地讀入端口引腳上的信號。 作為數(shù)據(jù)總線使用 時， 在訪問外部程序存儲器時， P0 口輸出低 8 位地址信息后，將變?yōu)閿?shù)據(jù)總線，以便讀指令碼（輸入）?？梢?，在輸出 “ 地 10 址 /數(shù)據(jù) ” 信息時， V V2管是交替導(dǎo)通的，負(fù)載能力很強(qiáng)，可以直接與外設(shè)存儲器相連，無須增加總線驅(qū)動器。 輸出過程： 當(dāng)寫鎖存器信號 CP 有效，數(shù)據(jù)總線的信號 → 鎖存器的輸入端 D→鎖存器的反向輸出 Q非端 → 多路開關(guān) →V2 管的柵極 →V2 的漏極到輸出端 。當(dāng)多路開關(guān)與下面接通時， P0 口是作為普通的 I/O 口使用的，當(dāng)多路開關(guān)是與上面接通時， P0 口是作為 ‘ 地址 /數(shù)據(jù) ’ 總線使用的。在 51 單片機(jī)的 32根 I/O 口線中都是用一個 D觸發(fā)器來構(gòu)成鎖存器的。 P3 口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線 ）。 4） EA/Vpp:內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源。 7 2） PSEN:外 ROM 讀選通信號。 (2)時鐘 時鐘 :XTAL XTAL2 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 8051 系列單片機(jī)采用的是 HMOS 工藝：高速度、高密度； 80C51 系列單片機(jī)采用的是 CHMOS 工藝：高速度、高密度、低功耗； 也就是說 80C51 單片機(jī)是一種低功耗單片機(jī)。 8051 單片機(jī)與 80C51 單片機(jī)從外形看 是完全一樣的，其指令系統(tǒng)、引腳信號、總線等完全一致（完全兼容），也就是說在 8051 下開發(fā)的軟件完全可以在80C51 上應(yīng)用，反過來，在 89C51 下開發(fā)的軟件也可以在 8051 上應(yīng)用。 INTEL 公司將 MCS51 的核心技術(shù)授權(quán)給了很多其它公司，所以有很多公司在做以 8051 為 核心的單片機(jī)，當(dāng)然，功能或多或少有些改變，以滿足不同的需求，其中 89C51就 是這幾年在我國非常流行的單片機(jī)，它是由美國 ATMEL 公司開發(fā)生產(chǎn)的。 花樣燈模式：八路 LED 變化出各種花樣，蜂鳴器隨著發(fā)出“嘀嘀”聲 2）按下 按鍵 1 進(jìn)入演奏音樂模式，再按切換歌曲，共兩首歌曲。蜂鳴器發(fā)出某個音調(diào)，與之相對應(yīng)的 LED亮起。六十年代，美國物理學(xué)家 Robert Moog 研制出了小型實 4 用的電子合成器。根據(jù)存儲容量的大小，可以盡可能多的存儲歌曲。 本文設(shè)計的音樂盒，是基于單片機(jī)設(shè)計制作的電子式音樂盒。 傳統(tǒng)的音樂盒多是機(jī)械音樂盒，其工作原理是通過齒輪 帶動一個帶有鐵釘?shù)蔫F桶轉(zhuǎn)動 ,鐵桶上的鐵釘撞擊鐵片制成的琴鍵，從而發(fā)出聲音。 本系統(tǒng)的軟件編程和 硬件系統(tǒng) 設(shè)計 具有很好的通用性， 具有一定的 實際使用價值，為廣大的音樂愛好者提供了 利用單片機(jī)實現(xiàn)音樂播放和設(shè)計方法和思路提供了較好 的借鑒。用單片機(jī)制作的音樂發(fā)生器也會越來越多，這將必然成為一種趨勢。如擴(kuò)展容量，這包括擴(kuò)展槽口，增加軟盤驅(qū)動器或硬盤，增加最大發(fā)音數(shù)目，增大存貯量，擴(kuò)展琴鍵等；使功能多樣化，如一臺合成器可以同時發(fā)二種、四種甚至 八 種音色，即一臺當(dāng)作幾臺使用，或者把鼓機(jī)的節(jié)奏發(fā)生器功能、音序器的編輯功能放入合成器，讓合成器代替計算機(jī)的主機(jī)等；擴(kuò)展功能，例如有的合成器有 “ 跟隨 ” 功能，即經(jīng)預(yù)置，每一個音后可以跟隨一個二度或三度音， “ 重疊 ” 功能，輕奏或重奏時可以發(fā)不同音調(diào)或音色；另外，合成器還向輕便、使用操作方便等方向發(fā)展。 目前，由于電子音樂的普及 ，電子合成器（合成器實際上是一臺聲音的頻率合成儀，可以制作各種聲音，改變各種音色）可以解決相當(dāng)一部分的歌唱及舞廳的伴奏問題。 PROTEUS 目 錄 前 言 ................................. 錯誤 !未定義書簽。 music。正文中首先簡單描述系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖，論述了本次畢業(yè)設(shè)計所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個接口模塊的功能及工作過程。使用兩個按鍵控制音樂盒，一個用來切換歌曲，另一個用來切換 8 路LED的變化花樣，本音樂盒共有兩首歌曲，花樣燈花樣共計 3 種。 鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 2020 屆 電氣工程及其自動化 專業(yè) 1106971 班級 題 目 基于 51 單片機(jī)的音樂發(fā)生器設(shè)計 姓 名 學(xué)號 指導(dǎo)教師 職稱 二 О一三 年 五 月 十六 日 內(nèi) 容 提 要 本文是應(yīng)用 MCS51單片機(jī)原理和控制理論 技術(shù) 設(shè)計音樂 發(fā)生 器的硬件電路，并利用 C 語言進(jìn)行 軟件開發(fā)和 程序設(shè)計。 該音樂盒主要由按鍵電路、復(fù)位電路、時鐘電路以及蜂鳴器組成。 本系統(tǒng) 采用 C 語言 進(jìn)行軟件設(shè)計。 關(guān) 鍵 詞 單片機(jī) ； 音樂 ； C 語言 ； STC89C51； KEIL； PROTEUS Abstract In this paper, The music generator and its hardware circuit is designed by MCS51 singlechip microputer principle and control theory, and the Software development and programming are based on C language programming. According to control the MCU internal timer to produce different frequency Square wave to drive the horn sounds of different tones of music, then use the delay to control the length of time. The music Transformationed into the timing constants corresponding so that the sound equipment can play Melodious music. The music box is mainly posed of keypad circuit, reset circuit, clock circuit and a buzzer. Two buttons are used to control the music box, one to switch songs, another is used to switch the 8 LED pattern, the music box has two songs, a total of 3 kinds of pattern light pattern. While the music is playing, the buzzer sounded a tone, and the corresponding LED lights up. The design of programming the music box and debug source code using KEIL programming software, and to save the design