單片機(jī)音樂彩燈課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-14 14:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 輸出函數(shù)，如發(fā)送1l000O000(其十進(jìn)制為192)，表示為Output(0x378，192)，則在8腳、9腳(DD7)輸出高電平，而其它數(shù)據(jù)端則輸出低電平。， 程序在Windows下運(yùn)行時(shí)，按菜單鍵，可同時(shí)運(yùn)行其他程序。 相比之下，基于AT89C51單片機(jī)的彩燈控制方案更具有實(shí)用性，它體積小，性能好，價(jià)格低廉，亮燈模式多，可以隨時(shí)修改設(shè)置?；?4LS195的控制方案最簡單,但是花樣單一,VHDL編程彩燈控制電路和電腦彩燈的控制方案成本高,在充分考慮到制作成本,易于實(shí)現(xiàn)及功能多等方面的前提下，我確定使用第一個(gè)方案。該系統(tǒng)主要由單片機(jī)、LED彩燈顯示模塊、音樂發(fā)聲模塊三部分組成，總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖11所示。圖11 系統(tǒng)原理框圖限流電阻音頻放大電路LED彩燈蜂鳴器單片機(jī)AT89C51該硬件電路主要解決單片機(jī)AT89C51對(duì)LED彩燈的控制，使其按一定規(guī)律亮滅，從而實(shí)現(xiàn)一定的彩燈花樣。另外單片機(jī)AT89C51還通過三極管的放大電路來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生需要的音樂效果。這樣在彩燈變換的同時(shí)能伴隨背景音樂，達(dá)到音樂彩燈的目的。單片機(jī)對(duì)LED彩燈和音樂的控制，都要通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)。下面就硬件以及軟件實(shí)現(xiàn)的單元電路分別進(jìn)行具體分析。 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本章節(jié)主要是硬件部分的設(shè)計(jì)，根據(jù)電路不同的功能模塊設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件電路來完成，該系統(tǒng)的總體電路見附錄一。下面就每個(gè)模塊的電路結(jié)構(gòu)和原理進(jìn)行具體的說明和分析。 單片機(jī)控制模塊本系統(tǒng)采用AT89C51 單片機(jī)，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起總體控制作用，它采用的是CMOS工藝 ，功耗低。其外圍電路圖如下圖21所示圖21 單片機(jī)控制模塊外圍電路圖原理圖說明：單片機(jī)AT89C51作為主控模塊，彩燈的變換花樣通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)。，它是通過一個(gè)音頻放大電路接到蜂鳴器上，通過單片機(jī)軟件編程來驅(qū)動(dòng)蜂鳴器產(chǎn)生需要的音樂效果。XX2（119引腳）連接晶振，用來產(chǎn)生中斷，為單片機(jī)提供時(shí)鐘(12MHZ)控制信號(hào)。RESET（9引腳）連接一個(gè)復(fù)位電路，用來產(chǎn)生上電自動(dòng)復(fù)位。 音樂發(fā)聲模塊 單片機(jī)發(fā)聲概述 一般來說，單片機(jī)不像其他專業(yè)樂器那樣能奏出多種音樂的聲音，即不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率。單片機(jī)演奏的音樂基本都是單音頻率。因此單片機(jī)演奏音樂比較簡單，只需要弄清楚“音調(diào)”和“節(jié)拍”兩個(gè)概念即可。 ◆ 音調(diào)表示一個(gè)音符唱多高的頻率?！?節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長的時(shí)間。 音調(diào)所謂“音調(diào)”是音樂學(xué)中的名詞，與平時(shí)所說的“音高”十分類似。在音樂中常把中音C上方的A音定為標(biāo)準(zhǔn)音高，其頻率f=440Hz，其余音均與其進(jìn)行比較。f1和f2為兩個(gè)音符，如果這兩個(gè)音符的頻率相差一倍時(shí)，也即f2=2f1時(shí)，則成f2比f1高一個(gè)倍頻程。在音樂音符1（Do）與音符，音符2（Re）與音符，……之間正好相差一個(gè)倍頻程，在音樂學(xué)中稱它相差一個(gè)八度音。在一個(gè)八度音內(nèi)，有12個(gè)半音。以1─八音區(qū)為例，12個(gè)半音是：1─1─2─2─3─4─4─5─5─6─6─7─。由于人耳的聽覺效果，這12個(gè)音階的分度基本上是以對(duì)數(shù)關(guān)系來劃分的。只要知道了這12個(gè)音符的音高，也就是其基本音調(diào)的頻率，就可根據(jù)音符之間的倍頻程關(guān)系得到其他音符基本音調(diào)的頻率。知道了一個(gè)音符的頻率后，便可以讓單片機(jī)發(fā)出相應(yīng)頻率的振蕩信號(hào)，從而產(chǎn)生相應(yīng)的音符聲音。一般來說，常采用的方法就是通過單片機(jī)的定時(shí)器進(jìn)行定時(shí)中斷，在中斷服務(wù)程序中將單片機(jī)上外接揚(yáng)聲器的I/O口來回置高電平或低電平，從而讓蜂鳴器發(fā)出聲音。為了讓單片機(jī)發(fā)出不同頻率音符的聲音，只需將定時(shí)器預(yù)置不同的定時(shí)值就可實(shí)現(xiàn)。例如，中音DO頻率為523Hz，其周期T=1/523=1912μs,因此，只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956μs /1μs =956，在每計(jì)數(shù)956次時(shí)將I/O反相，就可以得到中音DO（523Hz）。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系如下： 式中 N— —計(jì)數(shù)值 Fi— —內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為1μs,故其頻率為1MHz。 Fr— —要產(chǎn)生的頻率 其計(jì)數(shù)值的求法如下：因此，低音DO（
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