基于atmega16單片機(jī)的音樂(lè)播放器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-11-28 08:21 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用 30PF? 10PF，而 如果使用陶瓷振蕩器建議選擇 40PF? 10PF。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到 XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過(guò)一個(gè) 2 分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒(méi)有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。振蕩器電路圖如下： 圖 單片機(jī)內(nèi)部、外部振蕩電路 硬件電路圖及功能 總體硬件電路實(shí)現(xiàn)功能如下 ，如圖 所示 1） 電路中用 PB0、 PB PB2 控制 按鍵。 2） PA0~PA7 控制 LED。 3） PD5 控制蜂鳴器。 4） 電路為 12MHZ 晶振頻率工作，起振電路中 C C2 均為 30PF。 圖 硬件電路圖 4 軟件設(shè)計(jì) 在本 程序 中 設(shè)置了兩個(gè)標(biāo)志 —— count1 和 count2，分別初始化為 1 和 0。按鍵 1 使得count1 在 1和 2之間切換，按鍵 2使得 count2 在 1~4之間切換。程序檢測(cè) count1 的值， count1等于 1 時(shí)播放第一首歌曲，等于 2 時(shí)播放第二首。另一方面根據(jù) count2 的值來(lái)切換 LED 的花樣。 count1 和 count2 的值是互斥的，設(shè)置 count1 等于 2 時(shí)， count2 同時(shí)設(shè)置為 0；設(shè)置 count2 等于 1~4 時(shí)， count1 也同時(shí)設(shè)置為 0。 音調(diào)、節(jié)拍以及編碼的確定方法 一般說(shuō)來(lái)，單片機(jī)演奏音樂(lè)基本都是單音頻率，它不包含相應(yīng)幅度的諧波頻率，也就是說(shuō)不能像電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機(jī)奏樂(lè)只需弄清楚兩個(gè)概念即可，也就是“音調(diào)”和節(jié)拍表示一個(gè)音符唱多長(zhǎng)的時(shí)間。 音調(diào)的確定 高音 DO 的頻率（ 1046Hz）剛好是中音 DO 的頻率（ 523Hz）的一倍，中音 DO 的頻率（ 523Hz）剛好是低音 DO 頻率（ 266 Hz）的一倍；同樣的，高 音 RE 的頻率（ 1175Hz）剛好是中音 RE 的頻率（ 587Hz）的一倍，中音 RE 的頻率（ 587Hz）剛好是低音 RE 頻率（ 294 Hz）的一倍。 1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），然后將此周期除以 2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這半個(gè)周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的 I/O 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期時(shí)間再對(duì) I/O 反相，就可在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。 2）利用 ATmega16 的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(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。 此外結(jié)束 符和休止符可以分別用代碼 00H 和 FFH 來(lái)表示，若查表結(jié)果為 00H，則表示曲子終了；若查表結(jié)果為 FFH，則產(chǎn)生相應(yīng)的停頓效果。 3）例如頻率為 523Hz，其周期 T=1/523=1912us，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí) 956us/1us=956，在每次技術(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)系公式如下： N=Fi? 2? Fr N：計(jì)算值； Fi：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為 1us，故其頻率為 1MHz； 4） 其計(jì)數(shù)值的求法如下： T=65536N=65536Fi? 2? Fr 5） C 調(diào) 各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對(duì)照表如表 所示。 表 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對(duì)照表 低音 頻率 T 參數(shù) 中音 頻率 T 參數(shù) 高音 頻率 T 參數(shù) Do 262 1908 229 Do 523 956 115 Do 1046 57 57 Do﹟ 277 1805 217 Do﹟ 554 903 108 Do﹟ 1109 54 54 Re 294 1701 204 Re 587 852 102 Re 1175 51 51 Re﹟ 311 1608 193 Re﹟ 622 804 97 Re﹟ 1245 48 48 Mi 330 1515 182 Mi 659 759 91 Mi 1318 45 45 Fa 349 1433 172 Fa 698 716 86 Fa 1397 43 43 Fa﹟ 370 1351 162 Fa﹟ 740 676 81 Fa﹟ 1480 41 41 So 392 1276 153 So 784 638 77 So 1568 38 38 So﹟ 415 1205 145 So﹟ 831 602 72 So﹟ 1661 36 36 La 440 1136 136 La 880 568 68 La 1760 34 34 La﹟ 464 1078 129 La﹟ 932 536 64 La﹟ 1865 32 32 Si 494 1012 121 Si 988 506 61 Si 1976 30 30 節(jié)拍的確定 一首音樂(lè)是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對(duì)應(yīng)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(duì)應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂(lè)。了解音樂(lè)的一些基礎(chǔ)知識(shí)，我們可知產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂(lè)。對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生不同頻率的脈沖是非常 方便的，利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器來(lái)產(chǎn)生這樣的方波頻率信號(hào)。因此，需要弄清楚音樂(lè)中的音符和對(duì)應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。 表 節(jié)拍與節(jié)拍碼對(duì)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 2/1 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 拍 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 每個(gè)音符使用 1 個(gè)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(duì)照。如果 1 拍為 秒， 1/4 拍實(shí) 秒，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。假設(shè) 1/4 拍為 1DELAY，則 1 拍應(yīng)為 4DELAY，以此類推。所以只要求得 1/4 拍的DELAY 時(shí)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(shí)間設(shè)定。 編碼 do re mi fa so la si 分別編碼為 1~7，重音 do 編為 8,重音 re 編為 9，停頓編為 0。播放長(zhǎng)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(gè)十六分音符，編為 4,其它的播放時(shí)間以此類推。音調(diào)作為編碼的高 4 位，而播放時(shí)間作為低 4 位，如此音調(diào)和節(jié)拍就構(gòu)成了一個(gè)編碼。以 0xff 作為曲譜的結(jié)束標(biāo)志。 舉例 1：音調(diào) do,發(fā)音長(zhǎng)度為兩拍，即二分音符，將其編碼為 0x18。 舉例 2：音調(diào) re
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