【文章內(nèi)容簡介】 256=( T－tfosc／12)／256 （）TL＝THL％256= (T－tfosc／12)％256 （）將t=1136us代入上面兩式，即可求出標(biāo)準(zhǔn)音高A（f=440HZ）在單片機晶振頻率fosc=12MHZ，定時器工作在方式1下的定時器高低計數(shù)器的預(yù)置初值為： TH＝（65536113612／12）／256=FBH （）TL＝（65536113612／12）％256=90H （）根據(jù)上面的求解方法，就可以求出其他音調(diào)相應(yīng)的計數(shù)器的預(yù)置初值。如下表所示[6]。 各音符與相應(yīng)的頻率及T值音符頻率簡碼（T值）音符頻率簡碼（T值）低1Do262HZ636284FA740HZ648601Do277HZ63731中5So784HZ64898低2RE294HZ638355So831HZ649342RE311HZ63928中6LA880HZ64968低3MI330HZ640216LA932HZ64994低4FA349HZ64103中7SI88HZ650304FA370HZ64185高1Do1046HZ65058低5So392HZ642601Do1109HZ650855So415HZ64331高2RE1175HZ65110低6LA440HZ644002RE1245HZ651346LA466HZ64463高3MI1318HZ65157低7SI494HZ64524高4FA1397HZ65178中1Do523HZ645804FA1480HZ651981Do554HZ64633高5So1569HZ65217中2RE578HZ646845So1661HZ652352RE622HZ64732高6LA1760HZ65252中3MI659HZ647776LA1865HZ65268中4FA698HZ64820高7SI1976HZ65283(3）節(jié)拍音樂中的音符除了有高低之分外，當(dāng)然還要表示長短之分。用一個基礎(chǔ)的音樂術(shù)語表示即拍子，拍子是表示音符長短的重要概念。在一張樂譜中，如有表達(dá)式1=C44 、1=G34……等等，這里1=C,1=G表示樂譜的曲調(diào)，和音調(diào)有很大的關(guān)聯(lián)。434就是用來表示節(jié)拍的。節(jié)拍實際上就是音持續(xù)時間的長短，在單片機系統(tǒng)中，可以用延時來實現(xiàn)。如果1/4 秒。只要知道1/4 拍的延時時間，其余的延時時間就是它的倍數(shù)。所以用單片機具體實現(xiàn)的方法是：首先，確定一個基本時長的延時程序，比如說十六分音符的時長為基本延時時間，那么，對于一個音符，如果它為十六分音符，則只需要調(diào)用一次延時程序，如果它為八分音符，則需調(diào)要二次延時程序，如果它為四分音符，則需要調(diào)用四次延時程序，以此類推。 節(jié)拍延時1（十六分音符）1/4拍為1DELAY11/8拍2（八分音符）2/4拍21/4拍33/4拍33/8拍4(四分音符)1拍41/2拍51又1/4拍55/8拍61又1/2拍63/4拍8(二分音符)2拍81拍10 A2又1/2拍A1又1/4拍12 C3拍C1又1/2拍15 F3又3/4拍－－16(全音符)4拍－－ 電路設(shè)計電路以AT89C2051為主控制器，S1為復(fù)位鍵，SS3分別為上一曲、下一曲選擇鍵。晶振采用12MHz， 口輸出，經(jīng)9012 放大后推動喇叭發(fā)聲。作為單片機的重要硬件資源之一，利用定時器可以產(chǎn)生各種固定頻率的方波信號，也可以產(chǎn)生包括“Do”、“Re”、“Me”等音階在內(nèi)的各種頻率聲音，將各個音階連接在一起便可組成一支曲子或是一段旋律。本播放器具有電路簡單，功能強大等特點。本播放器可實現(xiàn)循環(huán)播放、上一曲、下一曲、復(fù)位等功能。為了體現(xiàn)樂曲播放過程中的動態(tài)效果，在P1口增加了8只LED，作隨機閃爍以顯示旋律的節(jié)奏。按鍵每按下一次，樂曲數(shù)目計數(shù)器Ri加“1”或減“1”，然后根據(jù)Ri的內(nèi)容轉(zhuǎn)向不同的樂曲。 基于AT89C2051的音樂發(fā)生器電路圖主控器件介紹（1）。 AT89C2051的結(jié)構(gòu)特點存儲器：片內(nèi)含有2K字節(jié)可重復(fù)編程閃爍存儲器編程次數(shù)，可擦、寫1000次，數(shù)據(jù)可保存十年；工作電壓：～6V；工作頻率：全靜態(tài)邏輯，工作頻率（9～24）MHZ: 圖 AT89C2051芯片管腳圖I/O口線：可直接驅(qū)動LED顯示器（穩(wěn)定狀態(tài)時每根I/O口線輸出低電平電流為20mA，所有I/O口線輸出低電平電流和最大為80mA）；節(jié)電模式：間歇模式和掉電模式； 功耗：活動狀態(tài)電源電流典型值為25mA/（時鐘12MHZ ，Vcc=6V/3V）。(2)引腳性能介紹AT89C2051是一個有20個引腳的芯片，引腳配置如上圖所示。與8051相比，AT89C2051減少了兩個對外端口（即P0、P2口），使它最大可能地減少了對外引腳下，因而芯片尺寸有所減小。AT89C2051芯片的20個引腳功能為：VCC： 電源電壓。GND ：接地。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)RST變?yōu)楦唠娖讲⒈３?個機器周期時，所有I/O引腳復(fù)位至“1”。XTAL1 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。XTAL2 ：來自反向振蕩放大器的輸出。P1口8位雙向I/O口。～，當(dāng)作為輸入并被外部下拉為低電平時，它們將輸出電流，這是因內(nèi)部上拉的緣故。，可用作片內(nèi)精確模擬比較器的正向輸入（AIN0）和反向輸入（AIN1），P1口輸出緩沖器能接收20mA電流，并能直接驅(qū)動LED顯示器；P1口引腳寫入“1” 后，可用作輸入。在閃速編程與編程校驗期間，P1口也可接收編碼數(shù)據(jù)?！?。，不能作為通用I/O引腳訪問。P3口的輸出緩沖器能接收20mA的灌電流；P3口寫入“1”后，內(nèi)部上拉，可用輸入。P3口也可用作特殊功能口，其功能見下表。P3口同時也可為閃速存儲器編程和編程校驗接收控制信號[7]。 P3口地特殊功能P3口引腳功能RXD（串行輸入端口）TXD（串行輸出端口）INT0（外中斷0）INT1（外中斷1）T0（定時器0外部輸入）T1（定時器1外部輸入）（3）AT89C2051有三種工作方式：標(biāo)準(zhǔn)方式、休閑方式、掉電方式。它們的能耗等級分為10mA,1mA,，不同的場合交替使用這三種方式可獲得十分理想的效果，如下圖所示。 三種方式的配合標(biāo)準(zhǔn)方式：就是一般工作方式，上電復(fù)位后進(jìn)入這種方式，此時該芯片最活躍耗能也最高。休閑方式：就是CPU進(jìn)入了休眠狀態(tài)，片內(nèi)RAM和特殊功能寄存器都保持不變，種方式進(jìn)入很簡單，“1”，而喚醒（即退出）這種中斷或者硬件復(fù)位。一般在程序運行過程中不斷需要間隔、停頓，也就是延時子程序或等待程序，此時用休閑方式最大限度的降低能耗是十分必要的。比如將T0或T1設(shè)置成定時器方式，時間是25ms，時間到就自動從內(nèi)部觸發(fā)中斷，芯片自動從休眠狀態(tài)退出（喚醒）。若需要不同的延時時間，常?？梢匀?5ms的整數(shù)倍反復(fù)中斷，從而得到所需時間。比如下面是一個在休閑方式中運行的500ms的延時程序。START： MOV TCON，01H ；初始化 MOV TOMD，01H MOV TH0，30H ；置時間常數(shù) MOV TL0，0D4H MOV IE，82H ；開中斷 MOV R0，14H ；25ms整數(shù)倍WAIT： JNB LOOP SETB TRO ；啟動定時 MOV ，01H ；進(jìn)入休閑時間 DJNZ R0， WAITLOOP： ……中斷服務(wù)程序 ORG 000BH CLR TR0 MOV TH0，0D4H ；重新置時間常數(shù) MOV TL0，30H RETI掉電方式：“1”。唯一退出的方法就是硬件復(fù)位。此種方法多用于不運行程序，而維持一定的電流將使信息不丟失如密碼鎖。(4) 定時器工作方式選擇時鐘設(shè)計的關(guān)鍵問題是秒信號的產(chǎn)生, 在使用MCS51的定時器/ 計數(shù)器生成秒信號時, 若選用12MHz晶振, 選擇工作方式0時, ms，選擇工作方式1時, ms，選擇工作方式2,3 時, 。因為進(jìn)入中斷要做很多判斷, 如果中斷時間太短則不能完成任務(wù), 導(dǎo)致時鐘誤差增大, 所以選擇中斷時間最長的工作方式1。,離1s還相差甚遠(yuǎn)。因此, 可采用硬件定時和軟件計數(shù)相結(jié)合的方式實現(xiàn)整數(shù)倍的計數(shù)。 音頻信號的放大器設(shè)計音樂信號產(chǎn)生單元的輸出信號是比較微小的，幅值一般在一500mV～500mV之間，電流一般在幾十毫安的范圍內(nèi)，功率一般在10mw20mw之間。如果對這樣小的交流信號直接通過變壓器來放大的話，那是不能實現(xiàn)放大目的的。所以必須先對音樂信號進(jìn)行功率放大，一般放大到2W。直接對音樂信號進(jìn)行功率放大，會有損音質(zhì)，先對音樂信號進(jìn)行前置放大后再進(jìn)行功率放大，這樣會保持一個較好的音質(zhì)，盡量達(dá)到治療端信號與喇叭端播放的信號節(jié)奏一致。 功率放大器的設(shè)計功率放大器根據(jù)所承擔(dān)的任務(wù)側(cè)重點不同分為前置放大器（俗稱“前級”）和功率放大器（俗稱”后級“）兩個部分。前置級放大的主要作用是將音頻信號進(jìn)行初步的電壓放大，以便用于其它電路的音頻信號處理。而后級放大是將經(jīng)過處理后的信號進(jìn)行功率放大，以提供足夠的功率去推動揚聲器工作。功率放大器的基本組成如下圖所示。 功率放大器的基本組成 電路設(shè)計功率放大部分的電路圖如下圖所示。 功率放大器電路圖 原理:音頻信號送入三極管的基極進(jìn)行功率放大，放大后信號由變壓器T升壓，經(jīng)電位器和電阻R1加到理療的電極A、B上，對患者的病理進(jìn)行音樂治療[8]。LED是工作時發(fā)光,用作輸出指示。電位器用作來調(diào)節(jié)理療電流的強弱，VSS與VDD分別接電源的正負(fù)極。V用9013型硅NPN三極管，接成復(fù)合管。LED選用高亮度紅色發(fā)光二極管。RR2均用RTX—1/8型碳膜電阻。其電阻值均以圖標(biāo)為準(zhǔn)。T可用市售220 V/6～12V、1～2W的超小型隔離電源變壓器，220V作為輸出端接電位器RP，原6～12V端接V的集電極。，電池可以為為3節(jié)7號AAA 級充電電池，用完電后可繼續(xù)進(jìn)行充電，這樣可節(jié)約電池的成本。 具體使用說明在使用時，旋動電位器RP開啟電源開關(guān)，LED發(fā)光指示，表明A、B接線柱有電脈沖輸出。將自制的電極接在A、B兩端，一手握一個電極，另一電極接觸肌肉酸痛處，將電位器RP由左向右慢慢調(diào)大，使肌肉有“麻”、“脹”的感覺即可，輸出強度開得不要過大。每次治療一般只需30min左右，效果比較適中疼痛和勞累、失眠有所好轉(zhuǎn)。電極可用單面環(huán)氧銅板制作，切成1元硬幣大小，接好軟電線（最好用優(yōu)質(zhì)舊耳機線）。使用之前，為了更舒適，可在電極與皮膚之間墊上幾層濕潤沙布，放在相關(guān)的穴位或肌肉上。療理電流波的強弱，應(yīng)該旋轉(zhuǎn)RP可調(diào)電阻，使用時一定要根據(jù)各人的病情需要進(jìn)行微調(diào)（強、中、弱）即可。變壓器輸出端可得到一個高電壓、小電流的刺激信號，此刺激信號隨音樂節(jié)奏的變化而變化。這樣便實現(xiàn)了隨著音樂的節(jié)奏變化而變化的音樂電流信號通過電針或電極作用于患者的靶器官的音樂治療。 治療信號的采集這里的治療信號即最后通過電極作用于人體的音樂電流信號，單片機對這些信號進(jìn)行采集處理，治療輸出端的治療信號幅值的大小與療效相關(guān)．因此，治療信號數(shù)值的保存對患者病情的康復(fù)有著重要的意義。采用單片機AT89C51作為控制器來控制數(shù)據(jù)的傳輸。采集電路的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。 采集電路結(jié)構(gòu)圖電流信號送入A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,A/D轉(zhuǎn)換器時序由主控單元的AT89C51微處理器控制。 數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計該系統(tǒng)采用AT89C51單片機作為控制系統(tǒng)的核心，利用ADC0809實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換。采樣數(shù)據(jù)可以存儲在PC機中以便數(shù)據(jù)的查詢和分析,電路包括了單片機控制部和模數(shù)轉(zhuǎn)換部分等。電路設(shè)計電路包括了單片機控制部分、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分等，這里主要介紹AT89C51控制的數(shù)據(jù)采集電路， 所示。圖 采集電路圖控制器件AT89C51（1）特點AT89C51與MCS51系列的單片機在指令系統(tǒng)和引腳上完全兼容。片內(nèi)有4k字節(jié)在線可重復(fù)編程快擦寫程序存儲器。全靜態(tài)工作,工作范圍: 0Hz～24MHz。三級程序存儲器加密。1288 位內(nèi)部RAM。32位雙向輸入輸出線。兩個十六位定時器/計數(shù)器。五個中斷源, 兩級中斷優(yōu)先級。一個全雙工的異步串行口。間歇和掉電工作方式。（2）功能描述AT89C51是一種低損耗、高性能、CMOS八位微處理器,