【文章內容簡介】 的方法。 此外結束符和休止符 [7]可以分別用代碼 00H 和 FFH 來表示，若查表結果為 00H，則表示曲子終了；若查表結果為 FFH，則產(chǎn)生相應的停頓效果。 在簡譜中，數(shù)字上面帶一個點就是高 8 度，兩個點代表高 16 度。數(shù)字下面帶一個 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 12 頁 共 34 頁 點就是低 8 度，兩個點代表低 16 度。 若要構成音樂，光有音調是不夠的，還需要節(jié)拍，讓音樂具有旋律（固定的律動），而且可以調節(jié)各個音的快滿度。“節(jié)拍” ,即 Beat，簡單說就是打拍子，就像我們聽音樂不自主的隨之拍手或跺腳。若 1 拍實 ，則 1/4 拍為 。至于 1 拍多少 秒 ，并沒有嚴格規(guī)定，就像人的心跳一樣，大部分人的心跳是每分鐘 72 下，有些人快一點，有些人慢一點，只要聽的悅耳就好。音持續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示。休止符表示暫停發(fā)音。 一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個音符對應著不同頻率，這樣就可以利用不同的頻率的組合，加以與拍數(shù)對應的延時，構成音樂。了解音樂的一些基礎知識，我們可知產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂。對于單片機來說，產(chǎn)生不同頻 率的脈沖是非常方便的，利用單片機的定時 、 計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應的頻率， 以及單片機定時計數(shù)的關系 。 而節(jié)拍的定義如表所示： 表 51 節(jié)拍的定義 音符名稱 寫法 時值 全音符 5— — — 四拍 二分音符 5— 二拍 四分音符 5 一拍 八分音符 5 半拍 十六分音符 5 四分之一拍 三十二分音符 5 八分之一拍 每個音符使用 1 個字節(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，圖 為節(jié)拍碼的對照。如果 1 拍為 秒， 1/4 拍實 秒， 只要設定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間。假設 1/4 拍為 1DELAY，則 1 拍應為 4DELAY，以此類推。所以只要求得 1/4 拍的 DELAY 時間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如圖 為 1/4 和 1/8 節(jié)拍的時間設定。 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 13 頁 共 34 頁 表 52 1/4和 1/8節(jié)拍的時間設定 曲調值 DELAY 曲調值 DELAY 調 4/4 125毫秒 調 4/4 62毫秒 調 3/4 187毫秒 調 3/4 94毫秒 調 2/4 250毫秒 調 2/4 125毫秒 音調和節(jié)拍的編碼 do re mi fa so la si 分別編碼為 17，重音 do 編為 8,重音 re 編為 9，重音 mi 編為 A，重音 fa 編為 B，重音 so 編為 C，重音 la 編為 D，重音 si 編為 E，停頓編為 0。播放長度以十六分音符為單位（在本程序中為 165ms），一拍即四分音符等于 4 個十六分音符，編為 4,其它的播放時間以此類推。音調作為編碼的高 4 位，而播放時間作為低 4 位，如此音調和節(jié)拍就構成了一個編碼。以 0xff 作為曲譜的結束標志。 舉例 1：音調 do,發(fā)音長度為兩拍，即二分音符，將其編碼為 0x18。 舉例 2：音調 re,發(fā)音長度為半拍，即八分音符，將其編碼為 0x22。 歌曲播放的設計。先將歌曲的簡譜進 行編碼，儲存在一個數(shù)據(jù)類型為 unsigned char 的數(shù)組中。程序從數(shù)組中取出一個數(shù)，然后分離出高 4 位得到音調，接著找出相應的值賦給定時器 0，使之定時操作蜂鳴器，得出相應的音調；接著分離出該數(shù)的低 4 位，得到延時時間，接著調用軟件延時。 表 53 簡譜對應的簡譜碼、 T 值、節(jié)拍數(shù) 簡譜 發(fā)音 簡譜碼 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 1 中音 DO 1 1 1/4拍 2 中音 RE 2 2 2/4拍 3 中音 MI 3 3 3/4拍 4 中音 FA 4 4 1拍 5 中音 SO 5 5 1又 1/4拍 6 中音 LA 6 6 1又 1/2拍 7 中音 SI 7 8 2拍 1 高音 DO 8 A 2又 1/2拍 2 高音 RE 9 C 3拍 3 高音 MI A F 3又 3/4拍 4 高音 FA B 5 高音 SO C 6 高音 LA D 7 高音 SI E 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 14 頁 共 34 頁 6 C 源程序設計 音樂程序 音樂程序根據(jù)上面的音調節(jié)拍編碼方案，用第一首歌《勞動最光榮》為例 [8]，編碼如下： uchar code ldzgr[]={ //勞動最光榮 0x52,0x82,0x82,0x52,0x62,0x62,0x54,0x32,0x52,0x12,0x32,0x28, //太陽光，金亮亮，雄雞唱三唱； 0x52,0x84,0x52,0x62,0x62,0x54,0x52,0x81,0xA1,0x92,0x52,0x88, //花兒 醒來了，鳥兒忙梳妝 0x83,0x91,0x82,0x52,0x62,0x62,0x54,0x33,0x81,0x62,0x52,0x12,0x32,0x24, //小喜鵲 造新房，小蜜蜂 采蜜糖 0x12,0x11,0x21,0x32,0x51,0x51,0x62,0x52,0x84,0x82,0x51,0x61,0x84,0xA4,0x92, 0x52,0x86,0x02, //幸福的生活從哪里來？要靠勞動來創(chuàng)造 0x52,0x81,0x81,0x82,0x52,0x62,0x61,0x81,0x54,0x32,0x51,0x61,0x53,0x31,0x12, 0x32,0x24, //青青的葉兒 紅紅的花，小蝴蝶 貪玩耍 0x52,0x82,0x82,0x52,0x62,0x62,0x54,0x51,0x61,0x81,0xA1,0x92,0x52,0x88, //不愛勞動 不學習，我們大家不學它 0x83,0x91,0x82,0x52,0x62,0x62,0x54,0x33,0x81,0x62,0x52,0x12,0x32,0x24, //要學喜鵲 造新房，要學蜜蜂 采蜜糖 0x12,0x11,0x21,0x32,0x52,0x82,0x52,0x68,0x52,0x61,0x61,0x84,0xA4,0x92,0x52, 0x84,0xff //勞動的快樂 說不盡，勞動的創(chuàng)造 最光榮 }。 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 15 頁 共 34 頁 LED 花樣程序 LED 彩燈一共有三種花樣： （ 1） 第一種花樣：花燈先從左到右依次亮、熄，然后在從右 到左一次亮、熄。如圖： 圖 61 LED花樣一 程序如下： uchar code huayang1[]= {0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xfb,0xfd,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}； //花樣 一 （ 2） 第二種花樣：花燈從左右兩邊同時開始亮、熄，并向中間靠攏，然后再一次從中間同時向兩邊亮、熄。如圖： 圖 62 LED花樣二 程序如下： uchar code huayang2[]= {0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e}。//花樣二 （ 3） 第三種花樣：奇數(shù)燈依次亮且不熄滅，奇數(shù)燈亮完后全部熄滅，接著偶數(shù)燈亮且不熄滅，偶數(shù)燈亮完后全部熄滅，然后相鄰兩個燈同時亮，并從左向右依次亮燈齊亮、熄，最后全部都亮、熄。如圖： 圖 63 LED花樣三 程序如下： 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 16 頁 共 34 頁 uchar code huayang3[]= {0x7f,0x5f,0x57,0x55,0xbf,0xaf,0xab,0xaa,0x3f,0xcf,0xf3,0xfc,0x00}。//花樣三 數(shù)碼管程序 數(shù)碼管用以顯示序號，當播放第一首歌曲是顯示‘ 1’，第二首為‘ 2’，第三首為‘ 3’，依此類推，當不播放歌曲只顯示三種花燈花樣時始終顯示‘ 0’。如圖所示： 圖 64 數(shù)碼管仿真運行圖 程序如下 [9]： uchar code num[6]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d}。 switch(count2) { case 0:P0=num[0]。 break。 case 1:P0=num[1]。 break。 case 2:P0=num[2]。 break。 case 3:P0=num[3]。 break。 case 4:P0=num[4]。 break。 case 5:P0=num[5]。 break。 } 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 17 頁 共 34 頁 7 數(shù)字音樂盒總設計圖與總程序 仿真總設計圖 仿真總圖如圖： 圖 71 仿 真總設計圖 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 18 頁 共 34 頁 實物總設計圖 實物總圖如圖： 圖 72 實物總設計圖 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 19 頁 共 34 頁 8 結論 經(jīng)過一個多月的學習和研究，終于完成了凝聚了大學四年所學知識的畢業(yè)論文設計，自己也感到十分高興和欣慰。 通過本次設計，我更加清楚地了解單片機的功能與價值，而且在設計過程中所遇到的問題，最終都通過老師和同學的幫助再加上自己的努力一一解決，因此我從中不僅獲得了很多知識，而且還獲得了很多寶貴經(jīng)驗，這都是我終身難忘的。 在拿到設計題目之初，我還很擔心，這個題目怎么完成呢，但隨著設計的一步步成功 ，一下就讓我信心倍增，特別是當問題得到解決的時候，那種心情是無法言語的。雖然在設計過程中，我查閱了很多資料，遇到了一些很棘手的問題，而且在焊接實物器件的時候經(jīng)過了多次改裝、焊接、調試，但當單片機芯片在燒錄我編輯的音樂程序后，放出優(yōu)美的音樂時，那種美妙感永遠都不會忘記。 本次論文設計，除了知識的增長外，我從中找到了成功后的自信。這必將激勵我在以后的生活和工作中更加努力奮斗，更加斗志昂揚。 基于單片機的可控數(shù)字音樂盒設計 第 20 頁 共 34 頁 參考文獻 [1] 王玉鳳 /劉湘黔 /楊欣 . 51 單片機應用從零開始 . 北京 ： 清華大學出版社 ， 2020 [2] 陳衛(wèi)兵 .單片機技術與應用基礎 .北京：人民郵電出版社， 2020 [3] 張毅剛 /彭喜元 .單片機原理及接口技術 .北京：人民郵電出版社， 2020 [4] 杜樹春 .基于 Proteus 和 Keil C51 的單片機設計與仿真 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [5] 郭天祥 .51 單片機 C 語言教程 .北京：電子工業(yè)出版社， 2020： 56 [6] 東方 .卓越 .簡譜入門基礎教程 .北京：同心出版社出版， 2020 [7] 李重光 .音樂理論基礎 .北京：人民音樂出版社， 1962 [8] 辛笛 .簡譜鋼琴即興伴奏兒歌 68 首 .上海：上 海音樂學院出版社， 2020 [9] 譚浩強 . C 程序設計 .第三版，北京：清華大學出版社， 2020： 105 [10] 祁麟 .唯一 :王力宏歌曲精選 . 安徽：安微文藝出版社， 2020 [11] 金巍 .歌會與節(jié)慶必唱金曲 ：人民音樂出版社， 2020