【文章內(nèi)容簡介】 4 功率放大電路。所以我們使用低壓音頻功率放大器 LM386 來實(shí)現(xiàn)音頻功放電路。 總體電路 圖 21總體電路框圖 電路原理圖 單片機(jī) 按 鍵 音符輸入 直流穩(wěn)壓電源 音頻放大輸出 ISD語音錄放 5 圖 22電路總原理圖 圖 23音頻功放模塊 圖 24直流穩(wěn)壓電源模塊 6 圖 2— 5 鍵盤輸入模塊 音頻產(chǎn)生電路 音樂相關(guān)知識(shí) 樂音聽起來有的高，有的低，這就叫音高，音高是由發(fā)音物體振動(dòng)頻率的高低決定的，頻率高聲音就高，頻率低，聲音就低，不同音調(diào)的樂音是用 C、 D、 E、 F、 G、 A、 B表示的，這 7個(gè)字母就是樂音的音名，它們一般依次唱成 DO、 RE、 MI、 FA、 SO、 LA、 SI，這是唱曲時(shí)樂音的發(fā)音，所以 叫唱名。 音持續(xù)時(shí)間的長短即時(shí)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(gè)音符對應(yīng)著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù)對應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂。 音頻產(chǎn)生原理 圖 32 音頻產(chǎn)生流程圖 7 AT89S52 芯片介紹 功能特性： AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。 片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié) ， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52。 主要性能： 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 、 1000次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32 個(gè)可編程 I/O 口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒、 看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí) 符。 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 8 圖 31 AT89S52引腳圖 AT89S52 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 32 個(gè)雙向 I/O 口 2個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 全雙工 UART 串行中斷口線 2個(gè)外部中斷源 中斷喚醒省電模式 看門狗（ WDT）電路 靈活的 ISP 字節(jié)和分頁編程 4k 可反復(fù)擦寫 ISP Flash ROM 工作電壓 時(shí)鐘頻率 033MHz 128x8bit 內(nèi)部 RAM 低功耗空閑和省電模式 3級(jí)加密位 軟件設(shè)置空閑和省電功能 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 9 引腳功能 VCC（ 40）：＋ 5V； VSS（ 20）：接地； P0 口（ 39－ 32）： P0 口為 8 位漏極開路雙向 I/O 口，每引腳可吸收 8個(gè) TTL 門電流； P1 口（ 1－ 8）： P1口是從內(nèi)部提供上拉電阻器的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收和輸出 4個(gè) TTL 門電流； P2 口（ 21－ 28）： P2 口為內(nèi)部上拉電阻器的 8位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收和輸出 4個(gè) TTL 門電流； P3 口（ 10－ 17）： P3 口是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻器的雙向 I/O 口，可接收和輸出 4個(gè) TTL門電流， P3 口也可作為 AT89C51 的特殊功能口； RST（ 9）：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持 RST 引腳 2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間； ALE/PROG（ 30）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)，在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6，它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的，要注意的是，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過 1 個(gè) ALE 脈沖 ； PSEN（ 29）：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期 2 次 PSEN 有效，但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這 2次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)； EA/VPP（ 31）：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，外部程序存儲(chǔ)器地址為（ 0000H－ FFFFH）不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）； XTAL1（ 19）：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入； XTAL2（ 18）：來自反向振蕩器的輸出。 音階的產(chǎn)生 一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)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(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。 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(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí) 10 再反相。就可在 引腳上得到此頻率的脈沖。 利用 AT89S52的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式 （ MODE1）下，改變計(jì)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(jì)數(shù)器計(jì)時(shí) 956μ s/1μ s＝ 956，每計(jì)數(shù) 956 次時(shí)將 I/O 反相，就可得到中音 DO（ 523Hz）。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式 (如式 31 所示 )是： N=fi247。2247。fr (31) 式中， N 是計(jì)數(shù)值； fi 是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHz 時(shí)，其頻率為 1MHz）； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。 例如：設(shè) K＝ 65536， fi＝ 1MHz，求低音 DO（ 261Hz）、中音 DO（ 523Hz）、高音 DO（ 1046Hz）的計(jì)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 其計(jì)數(shù)初值 T的求法如下： T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。 2247。 fr 單片機(jī) 12MHZ 晶振，高中低音符與計(jì)數(shù) T0相關(guān)的計(jì)數(shù)值如表 31所示 表 31 音符頻率表 音符 頻率（ HZ） 簡譜碼（ T 值） 音符 頻率（ HZ） 簡譜碼（ T 值） 低 1 DO 262 63628 4 FA 740 64860 1 DO 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63835 5 SO 831 64934 2 RE 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 6 932 64994 11 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 4 FA 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 1 DO 1109 65085 5 SO 415 64331 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 2 RE 1245 65134 6 466 64463 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中 1 DO 523 64580 4 FA 1480 65198 1 DO 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587 64684 5 SO 1661 65235 2 RE 622 64732 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 6 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283 如何用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂的節(jié)拍 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。節(jié)拍實(shí)際上就是音持續(xù)時(shí)間的長短，在單片機(jī)系統(tǒng)中可以用延時(shí)來實(shí)現(xiàn)，如果 1/4拍的延時(shí)是 ，則 1拍的延時(shí)是 ，只要知道 1/4 拍的延時(shí)時(shí)間，其余的節(jié)拍延時(shí)時(shí)間就是它的陪數(shù)。如果單片機(jī)要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計(jì)中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于這次的設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由我們臨時(shí)通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由我們臨時(shí)來掌握，不由程序控制。對 于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器來完成。音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（ C 調(diào)）具體如下表： 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 音域的變換 12 在本設(shè)計(jì)軟件編程中，采用將定時(shí)器的初值參數(shù)集合成