【正文】 880 64968 低 3MI 330 64021 6 932 64994 低 4FA 349 64103 中 7SI 988 65030 4FA 370 64185 高 1DO 1046 65058 低 5SO 392 64260 1DO 1109 65085 5SO 415 64331 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64400 2RE 1245 65134 6 466 64463 高 3MI 1318 65157 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64580 4FA 1480 65198 ＃ 1DO 554 64633 高 5SO 1568 65217 中 2RE 587 64684 5SO 1661 65235 2RE 622 64732 高 6LA 1760 65252 中 3MI 659 64777 6 1865 65268 中 4FA 698 64820 高 7SI 1967 65283 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)工作在 12MHz 時(shí)鐘，使用其定時(shí)計(jì)數(shù)器 T0，工作模式為 1，改變計(jì)數(shù)值 TH0 和 TL0 可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。休止符表示暫停發(fā)音。在鋼琴等鍵盤樂器上， CD,DE,FG,GA,AB 兩音之間隔著一個(gè)黑鍵，他們之間的距離就是全音； EF， BC 兩音之間沒有黑鍵相隔，他們之間的距離就叫半音?，F(xiàn)在最大的鋼琴可以奏出其中的 88 音，是音樂范圍最大的樂器，人唱歌時(shí)因受生理限制，所能唱出的樂音僅是樂音范圍的一小部分。 樂音聽起來有的高，有的低，這就叫音高。 圖 LM386 引腳圖 圖 LM386 內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖 16 第四章 軟件部分設(shè)計(jì) 音樂相關(guān)知識(shí) 在人類還沒有產(chǎn)生語言時(shí)， 就已經(jīng)知道利用聲音的高低、強(qiáng)弱來表達(dá)自己的思想和感情。 引腳 2為反相輸入端，引腳 3為同相輸入端。使用鏡像 電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益。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(shí)在引腳 7和地之間接旁路電容，通常取 10μ F。 音頻功放電路 在一定頻率范圍內(nèi)，具有固定頻率的振動(dòng)就能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路。 CPU 對(duì)鍵盤的響應(yīng)取決于鍵盤的工作方式，鍵盤的工作方式應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中 CPU 的工作狀況而定，其選取的原則 是既要保證 CPU能及時(shí)響應(yīng)按鍵操作，又不要過多占用 CPU 的工作時(shí)間。采用上述編碼對(duì)于圖 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu) 圖 鍵盤電路原理圖 14 不同行的鍵離散性較大，不利于散轉(zhuǎn)指令對(duì)按鍵進(jìn)行處理。采用鍵盤掃描 后，再來觀察 8 號(hào)鍵按下時(shí)的工作過程，當(dāng)?shù)?0 列處在低電平時(shí)，第 2行處于低電平，而第 3 列處于低電平時(shí)，第 2 行卻處在高電平，由此可判定按下的鍵應(yīng)是第 2行與第 0 行的交叉點(diǎn)，即 8 號(hào)鍵。 按鍵按下時(shí)，比此鍵相連的行線與列線導(dǎo)通，行線在無鍵按下時(shí)處于高電平，顯然，如果讓所有的列線處在高電平，那么，按鍵按下與否不會(huì)引起行線電平的變化。 圖 晶振電路原理圖 圖 復(fù)位電路原理圖 13 鍵盤接口電路 （ 1）矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)及原理 單片機(jī)系統(tǒng)中 ,若使用按鍵較多時(shí) ,通常采用矩陣式鍵盤。復(fù)位引腳 RST 通過一個(gè)施密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后 才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。電容 C1和 C2對(duì)頻率有微調(diào)作用，電容一般取 20pF左右。 AT89C52具有快速 8051 內(nèi)核、 8 KB FIash Memory、 256B RAM，完全符合該發(fā)生器的硬件要求。 （ 4） EA 訪問程序存儲(chǔ)器控制信號(hào) 當(dāng) EA 信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng) EA 信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì) ROM 的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開始，并可延續(xù)至外部程序存儲(chǔ)器。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí) 鐘或用于定時(shí)目的。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 通過方案對(duì)比，最終選擇方案二。 程序中根 據(jù) 每個(gè)音符對(duì)應(yīng)頻率由定時(shí)器 T0 產(chǎn)生。 （ 2）硬件設(shè)計(jì)。為了編碼簡(jiǎn)單，一般節(jié)拍碼高半字節(jié)表示整拍，低半字節(jié)表示分?jǐn)?shù)，只 要基 本延時(shí)設(shè)定恰當(dāng)即可 并且在按開始按鈕后，可以播放歌曲。在程序中以查表的方式加載計(jì)數(shù)初值。晶振采用 12MHz，音樂信號(hào)由 ，經(jīng)喇叭發(fā)聲而播放歌曲如圖 框架圖。 :除了以上方面的應(yīng)用外，單 片機(jī)還廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化領(lǐng)域、汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、航空航天器電子系統(tǒng)等。例如：微機(jī)多功能點(diǎn)位分析儀、微機(jī)溫度測(cè)控儀、智能電度表、智能流速儀等。 7 表 1 MCS51系列單片機(jī)的主要產(chǎn)品 型號(hào) 制造技術(shù) 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 片內(nèi)數(shù)據(jù)庫 8051AH HMOS ROM(4K) 128字節(jié) 8031AH AHMOS 無 128字節(jié) 8751H HMOS EPROM(4K) 128字節(jié) AT89C51∕ AT89S51 CHMOS FLASHROM 128字節(jié) 80C31 CHMOS 無 128字節(jié) 8051 HMOS ROM(8K) 128字節(jié) 8031 HMOS 無 128字節(jié) 其中 AT89S51 單片機(jī)是一種新型的在線可編程的單片機(jī)，內(nèi)部有： 4K 字節(jié)、 Flash 存儲(chǔ)器，它使得 單片機(jī)產(chǎn)品的軟件可在線升級(jí)，也使得單片機(jī)的學(xué)習(xí)開發(fā)、程序的下載比 過去方便許多。 MCS51 系列單片機(jī)的主要產(chǎn)品 自單片機(jī)誕生以來，其產(chǎn)品得到了迅猛的發(fā)展，形成了多公司、多系列、多型號(hào)的局面 。 (5) 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4個(gè) 8位的并行 I/O 口 (P0、 P P P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 MCS51 單片機(jī)的片內(nèi)資源有： 圖 MCS51單片機(jī)的內(nèi)部組成 6 (1) 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。 MCS51 系列 單片機(jī) 簡(jiǎn)介 作為主流的單片機(jī)品種， MCS51 系列單片機(jī)市場(chǎng)份額占有量巨大， PHILIPS 公司、 ATMEL公司等紛紛開發(fā)了以 8051 為內(nèi) 核的單片機(jī)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都?xì)w屬于 MCS51單片機(jī)系列。單片機(jī)屬于工業(yè)品，能在常溫下工作，不需要在溫度恒定的機(jī)房 內(nèi)工作。另一方面， MCS51 系列單片機(jī)具有 64KB 的外部程序存儲(chǔ)器尋址能力和 64KB 的外部 RAM 和 I/O 口尋址能力。 16 位單片機(jī)除 了 CPU 位 16位外，片內(nèi) RAM 和 ROM 的容量進(jìn)一步增大，片內(nèi) RAM為 232 位， ROM 為 8KB，片內(nèi)帶有高速輸入 /輸出部件，多通道 10 位 A/D轉(zhuǎn)換部件， 8 級(jí)中斷處理系統(tǒng)?？傮w來說，單片機(jī)的發(fā)展可分為三個(gè)階段： 第一階段（ 1976—— 1978 年）：以 Intel 公司的 MCS48系列單片機(jī)為代表，該系列單片機(jī)在片內(nèi)集成了 8位 CPU、并行 I/O 接口、 8位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 RAM 和 ROM等，片內(nèi) RAM和 ROM容量較小，尋址范圍不大于 4KB。要利用某型號(hào)單片機(jī)開發(fā)自己的應(yīng)用系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征是必須的。 不同的單片機(jī)有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術(shù)特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，用戶要使用某種單片機(jī)，必須了解該型產(chǎn)品是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標(biāo)。所以說，一片單片機(jī)芯片就具有了組成計(jì)算機(jī)的全部功 能。 本次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是，設(shè)計(jì)一種由單片機(jī)控制的簡(jiǎn)單音樂發(fā)生器，要 求鍵盤有 16個(gè)鍵，能過用 51 單片機(jī) C 語言編寫程序來實(shí)現(xiàn)音樂發(fā)生器的發(fā)音。 中國作為一個(gè)教育大國，相關(guān)教育資源相當(dāng)豐富，目前在國內(nèi)音樂發(fā)生器的產(chǎn)品也很多，如電子狗 、門鈴、音樂賀卡等等。 六十年代，美國物理學(xué)家 Robert Moog 研制出了小型實(shí)用 的電子合成器。 電腦音樂也許不會(huì)成為今后音樂的主流，但它在整個(gè)人類音樂史 上的地位已經(jīng)不容置疑地確立了，相信它會(huì)越來越深入地浸透到音樂創(chuàng)作和欣賞的領(lǐng)域中，并且將在一定程度上影響人們對(duì)音樂的理解和詮釋。 目前，由于電子音樂的普及，電子合成器（合成器實(shí)際上是一臺(tái)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。經(jīng)過軟硬件的調(diào)試， 該音樂發(fā)生器能通過鍵盤彈奏出來的樂曲效果良好，音調(diào)和節(jié)拍都由單片機(jī)控制得相當(dāng)準(zhǔn)確。它有功能多﹑ 價(jià)格優(yōu)﹑外圍電路簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的青睞 。 第 19周：設(shè)計(jì)任 務(wù)答辯。 第 1012周：系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)。 2．?dāng)M訂設(shè)計(jì)方案，硬件部分設(shè)計(jì)。及時(shí)詢問老師和同學(xué)或網(wǎng)上搜尋畢業(yè)論文撰寫格式以及相關(guān)寫作技巧等。 第 18周：檢查定稿，準(zhǔn)備答辯。 第 79周：擬訂設(shè)計(jì)方案，軟、硬件功能劃分。 （ 3）撰寫論文初稿，在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下反復(fù)對(duì)論文進(jìn)行修改，提交論文定稿。 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 Hunan Industry Polytechnic 項(xiàng)目承接與技術(shù)服務(wù) （畢 業(yè) 實(shí) 踐） 類 別 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 題 目 基于 MCS51 單片機(jī)技術(shù) 的 簡(jiǎn)易音樂發(fā)生器設(shè)計(jì) 系 名 稱 電氣工程系 專業(yè)及班級(jí) 電信 S083 班 學(xué)生姓名 X X X 學(xué) 號(hào) 2020030248 指導(dǎo)教師 X X X X X 完成日期 2020 年 12 月 28 日 2 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 項(xiàng)目承接與技術(shù)服務(wù)（畢業(yè)實(shí)踐）任務(wù)書 系 名 稱 電 氣 工程系 專 業(yè)及班級(jí) 電信 S083 班 學(xué) 生 姓 名 X X X 學(xué) 號(hào) 2020030248 技術(shù)服務(wù)項(xiàng)目： 基于 MCS51 單片機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)易音樂 發(fā)生器設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師： X X X X X 教研室主任： X X 系 主 任： X X X 2020 年 7 月 4 日 I 項(xiàng)目承接與技術(shù)服務(wù)（畢業(yè)實(shí)踐）課題及任務(wù) 課題簡(jiǎn)介 基于 MCS51單片機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)單音樂發(fā)生器是以單片機(jī)為核心，結(jié)合音頻功放，用戶通過鍵盤輸入樂譜進(jìn)行演奏，利用揚(yáng)聲器播放音樂的綜合系統(tǒng)。 （ 2）構(gòu)思論文框架，提出研究設(shè)想與計(jì)劃，提交開題報(bào)告。 進(jìn)程安排 暑假 79 月：根據(jù)論文題目查閱書籍和上網(wǎng)收集資料，加深對(duì)課題的理解，完成開題報(bào)告。 第 1617周：編制程序代碼，整理資料，擬訂初稿。審定設(shè)計(jì)課題，通過閱讀相關(guān)專業(yè)書籍及網(wǎng)上查尋資料，加深課題的理解。 擬重點(diǎn)解決的問題 1．理清設(shè)計(jì)思路，完成開題報(bào)告。 第 79周：擬訂設(shè)計(jì)方案，軟、硬件功能劃分。 第 18周：檢查定稿，準(zhǔn)備答辯。 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià) 評(píng)語 評(píng)級(jí)