【文章內(nèi)容簡介】 的為 節(jié)拍與節(jié)拍碼對照。 表 13 所示的為各調(diào) 1/4 節(jié)拍的時間設(shè)定 各調(diào) 1/4 節(jié)拍的時間設(shè)定 表 12 節(jié)拍與節(jié)拍碼對照 節(jié) 拍 碼 節(jié) 拍 數(shù) 節(jié) 拍 碼 節(jié) 拍 數(shù) 1 1/4拍 1 1/8拍 2 2/4拍 2 1/4拍 3 3/4拍 3 3/8拍 4 1拍 4 1/2拍 5 1又 1/4拍 5 5/8拍 6 1又 1/2拍 6 3/4拍 8 2拍 8 1 A 2又 1/2拍 A 1又 1/4拍 C 3拍 C 1又 1/2拍 F 3又 3/4拍 表 13 各調(diào) 1/4節(jié)拍的時間設(shè)定 各調(diào) 1/4節(jié)拍的時間設(shè)定 曲 調(diào) 值 DELAY 曲 調(diào) 值 DELAY 調(diào) 4/4 125毫秒 調(diào) 4/4 62毫秒 調(diào) 3/4 187毫秒 調(diào) 3/4 94毫秒 調(diào) 2/4 250毫秒 調(diào) 2/4 125毫秒 1/4 拍的延遲時間 =187 毫秒 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 /電氣工程系 /畢業(yè)設(shè)計 6 DELAY: MOV R7,02 D2: MOV R4,187 別的延遲值，只需修改這兒的值為相應(yīng)值，即可。 D3: MOV R3,248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 DJNZ R5,DELAY 節(jié)拍值放在 R5，決定節(jié)拍 RET 建立音樂的步驟 1）先把樂譜的音符找出，然后建立 T 值表的順序。 2）把 T 值表建立在 TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符是計數(shù)值放在“ TABLE”。 3）簡譜碼（音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數(shù)）為低 4 位，音符節(jié)拍碼放在程序的“ TABLE”處。 音頻功放 在一定頻率范圍內(nèi)，具有固定頻率的振動就能產(chǎn)生樂音，但是單片機產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動揚聲器并不能產(chǎn)生所要實現(xiàn)的音樂，因為它沒有足夠的驅(qū)動能力，這就需要音頻功率放大電路。 本次設(shè)計使用國家半導(dǎo)體公司的低壓高頻功率放大器 LM386 實現(xiàn)音頻功放電路。LM386 具有以下功能特性： ● 適合于電池工作； ● 使用外部元件少； ● 供電范圍寬： 4~12V 或者 5~18V； ● 低靜態(tài)電流消耗： 4mA； ● 電壓增益 范圍： 20~200V； LM386 的增益可調(diào)，它廣泛應(yīng)用與各種音頻電路中。 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 /電氣工程系 /畢業(yè)設(shè)計 7 第三章 硬件電路的設(shè)計 這次設(shè)計的硬件電路較為簡單，主要由鍵盤、單片機、音頻功放及揚聲器組成。 結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)硬件的結(jié)構(gòu)框圖如圖 11 所示： 圖 31 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 主要器件 本次設(shè)計的核心器件是單片機芯片和音頻功放芯片。單片機采用的是 Atmel 公司的51 單片機芯片 AT89C51,它完全可以滿足本次設(shè)計的需求，而且使用方便，價格便宜，易于獲取。音頻功放芯片使用的是國家半導(dǎo)體公司的 LM386。 LM386 LM386 的引腳分布圖如圖 23 所示： 圖 32 LM386 引腳分布圖 其引腳功能說明如下： GAIN（一腳、 8 腳）：增益控制引腳，如果兩腳懸空，則增益為 20V；如果兩腳之間接一個大的極性電容，則增益可達到 200V；如果再和電容串一個電阻；增益可設(shè)置為20~200V 之間。 IN（ 2 腳）：負極性輸入腳。在單極性輸入時，此引腳接地。 +IN（ 3 腳）：正極性輸入腳。在單極性輸入時，此引腳接輸入信號。 GND（ 4 腳）：接地端。 Vout（ 5 腳）：電壓輸出腳，此引腳為音頻功放電路的輸出。 Vs（ 6 腳）：電源腳。供電范圍： 4~15V 或者 5~18V。 湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 /電氣工程系 /畢業(yè)設(shè)計 8 BYPASS（ 7 腳）：旁路腳，此引腳可懸空或者旁邊接一個大電容接地。 AT89C51 如圖 26 所示。 圖 33 引腳圖 電源引腳 Vcc 40 電源端 GND 20 接地端 工作電壓為 5V，另有 AT89LV51 工作電壓則是 , 引腳功能一樣。 .外接晶振引腳 如圖 27 所示。 XTAL1 是片內(nèi)振蕩器的反相放大器輸入端， XTAL2 則是輸出端，使用外部振蕩器時，外部振蕩信號應(yīng)直接加到 XTAL1，而XTAL2 懸空。 內(nèi)部方式時，時鐘發(fā)生器對振蕩脈沖二分頻，如晶振為 12MHz，時鐘頻率就為6MHz。晶振的頻率可以在 1MHz24MHz 內(nèi)選擇。電容取 30PF 左右。＊型號同樣為 AT89C51 圖 34 外接晶振引腳 的芯片，在其后面還有頻率編號，有 12,16,20,24MHz 可選。大家在購買和選用時要注意湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 /電氣工程系 /畢業(yè)設(shè)計 9 了。如 AT89C51 24PC 就是最高振蕩頻率為 24MHz,40P6 封裝的普通商用芯片。 復(fù)位 RST 9 在振蕩器運行時，有兩個機器周期（ 24 個振蕩周期）以上的高電平出現(xiàn)在此引腿時， 將使單片機復(fù)位，只要這個腳保持高電平， 51 芯片便循環(huán)復(fù)位。復(fù)位后 P0－ P3 口均置 1 引腳表現(xiàn)為高電平，程序計數(shù)器和特殊功能寄存器 SFR 全部清零。當(dāng)復(fù)位腳由高電平變?yōu)榈? 圖 35 常用復(fù)位電路圖 電平時，芯片為 ROM 的 00H 處開始運行程序。常用的復(fù)位電路如圖 28 所示。 輸入輸出引腳 (1) P0 端口 [] P0 是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 端口，端口置 1（對端口寫 1）時作高阻抗輸入端。作為輸出口時能驅(qū)動 8 個TTL。對內(nèi)部 Flash 程序 存儲器編程時，接收指令字節(jié) 。校驗程序時輸出指令字節(jié)，要求外接上拉電阻。在訪問外部程序和外部數(shù)據(jù)存儲器時， P0 口是分時轉(zhuǎn)換的地址 (低 8 位 )/數(shù)據(jù)總線，訪問期間內(nèi)部的上拉電阻起作用。如圖 29 所示。 圖 36 P0 口一位結(jié)構(gòu)圖 (2) P1 端口 [－ ] P1 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收低 8 位地址信息。如圖 210 所示。 圖 37 P1 口一位 (3) P2 端口 [－ ] P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可驅(qū)動 4 個 TTL。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。對內(nèi)部 Flash 程序存儲器編程時，接收高 8 位地址和控制信息。在訪問外部程序和 16 位外部數(shù)據(jù)存儲器湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 /電氣工程系 /畢業(yè)設(shè)計 10 時， P2 口送出高 8 位地址。而在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時其引腳上的內(nèi)容在此期間不會改變。 (4) P3 端口 [－ ] P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 端口。輸出時可 驅(qū)動 4 個 TTL。端口置 1 時，內(nèi)部上拉電阻將端口拉到高電平，作輸入用。除此之外 P3 端口還用于一些專門功能。如圖211 所示。 圖 38 P3 口一位結(jié)構(gòu)圖 P1－ 3 端口在做輸入使用時，因內(nèi)部有上接電阻，被外部拉低的引腳會輸出一定的電流。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： P3 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 8051 單片機的內(nèi)部高 128 個字節(jié)為專用寄存器區(qū)，其中 51 子系列有 21 個（ 52 子系列有 26 個）特殊功能寄存器（ SFR），它們離散的分布在這個區(qū)中，分別用于 CPU 并行口、串行口、中斷系統(tǒng)、定時 /計數(shù)器等功能單元及控制和狀態(tài)寄存器。 8051 系列單片機在物理上有四個存儲空間：片內(nèi)程序 存儲器空間和片外程序存儲器空間，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器空間和片外數(shù)據(jù)存儲器空間。 8051 單片機內(nèi)部有 256 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間 RAM 和 4KB的程序存儲器 ROM。除此外還可以在片外擴展 RAM 和 ROM，并且各自有 64KB 的尋址空間。 64KB 的程序存儲器 ROM 中，有 4KB 地址區(qū)對于片內(nèi) ROM 和片外 ROM 是公用的。這 4KB 的地址為 0000HFFFH 而 1000HFFFFH 地址為外部 ROM 專用。 CPU 的控制器專門提供一個控制信 號 EA，用來區(qū)分內(nèi)部 ROM 和外部 ROM 的公用地址區(qū)：當(dāng) EA 接高電平時，單片機從片內(nèi)的 4KB 存儲區(qū)取出 指令，當(dāng)指令地址超過 0FFFH 后，就自動地轉(zhuǎn)向片外 ROM 取指令；當(dāng) EA 接低電平時 CPU 只從片外 ROM 取指令。 程序存儲器的某些單元是保留給系統(tǒng)使用的： 0000H0002H 單元是所有執(zhí)行程序的湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 /電氣工程系 /畢業(yè)設(shè)計 11 入口地址，復(fù)位后， CPU 總是從 0000H 單元開始執(zhí)行程序； 0003H002A 單元均勻地分為五段，用來做五個中斷服務(wù)程序的入口。 數(shù)據(jù)存儲器 RAM 也有 64KB 的尋址空間，在地址上與 ROM 重疊。 8051 通過不同的信號來選擇 ROM 或 RAM；當(dāng)從外部 ROM 取指令時用選通信號 PSEN ；當(dāng)從外部 RAM讀寫數(shù)據(jù)時采用讀寫信號線 RD 或 WR來選通。因此不會因地址重疊而出現(xiàn)混亂。對于片內(nèi) RAM 的低 128 字節(jié)（ 00H7FH），還可以分為三個區(qū)。第一個區(qū)從 00H1FH 安排了四組工作寄存器，每組占 8 個 RAM 字節(jié)，記為 R0R7。在某一時刻 CPU 只能用其中一組寄存器，工作寄存器的選擇是有 PSW 中的兩位來決定。第二個區(qū)域是可位尋址的區(qū)，占用 20H2FH 共 16 個字節(jié)（ 128 位），這個區(qū)域除了作一般的 RAM 區(qū)還可以進行位操作。第三個區(qū)域就是一般的 RAM 區(qū)，地址為 30H7FH 共 80 個字節(jié)。 電路原理圖及說明 單片機音樂電路原理圖如圖 24 所示； 圖中單片機工作時鐘為 20Hz，其中 P1 口為鍵盤接口， 為音頻脈沖的輸出腳。 VS6G N D4G A IN85B Y P7G A IN11L M 3 8 6R4470R310KC310UC20 .1 U347UC92Spea k e rC40 .0 0 47 UV C CC63 0 p FC53 0 p FR S TC11 0 u F /1 6 VR28 .2 KV C CR X DT X DR S TX T 2X T 1P 3 . 2V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 3 . 4P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7P 2 . 0P 2 . 1P 2 . 2P 2 . 3P 2 . 4P 2 . 5P 2 . 6P 2 . 7P 3 . 3P 1 . 3P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7L2L3L1L4L8L7L5L612345678161514131211109R1680V C C1 24X T A LG N DG N D1 2 3J1123456789P R 11 0 3 J123J2V C CR S TG N DX T 1X T 2G N DV C CKG N DP 3 . 2P 1 . 0P 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7單片機音樂原理圖P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T / V P D9R X D /P 3 . 010T X D /P 3 . 111I N T 0 /P 3 . 212I N T 1 P 3 .313T 0 / P