【文章內(nèi)容簡介】 N：計(jì)數(shù)值，F(xiàn)i：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為 1uS，故其頻率為 1MHz，F(xiàn)r：要產(chǎn)生的頻率 ） ★.其計(jì)數(shù)值的求法如下： T=65536N=65536Fi/2/Fr 16 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 計(jì)算舉例： 設(shè) K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音 DO（261Hz） 、中音 DO（523Hz） 、高音 DO （1046Hz）的計(jì)數(shù)值。 T=65536N=65536Fi/2/Fr=655361000000/2/Fr=65536500000/Fr 低音 DO 的 T=65536500000/262=63627 中音 DO 的 T=65536500000/523=64580 高音 DO 的 T=65536500000/1047=65059 ★.C 調(diào)個(gè)音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對照表如下表所示： 音 符 低 1DO 1DO 低 2RE 2RE 低 3M 低 4FA 4FA 低 5SO 5SO 低 6LA 6 低 7SI 中 1DO 頻率（Hz） 簡譜碼（T 值） 音 符 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 466 494 523 63628 63731 63835 63928 64103 64103 64260 64260 64331 64400 64463 64524 64580 4FA 中 5SO 5SO 中 6LA 6 中 7SI 高 1DO 1DO 高 2RE 2RE 高 3M 高 4FA 4FA 頻率（Hz） 簡譜碼（T 值） 740 784 831 880 932 988 1046 1109 1175 1245 1318 1397 1480 64860 64898 64923 64968 64994 65030 65058 65085 65110 65124 65157 65178 65198 表 1 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 的對照表 17 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) ★.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，下表為節(jié)拍碼的對照。但如果 1 拍為 秒，1/4 拍是 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 節(jié)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)，如下表為 1/4 和 1/8 節(jié)拍的 時(shí)間設(shè)定。 1/4 節(jié)拍 1/8 節(jié)拍 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1/4 拍 2/4 拍 3/4 拍 1拍 1 2 3 4 1/8 拍 1/4 拍 3/8 拍 1/2 拍 5/8 拍 3/4 拍 7/8 拍 1拍 1 又 1/4 拍 5 1 又 1/2 拍 6 1 又 3/4 拍 7 2拍 8 2 又 1/4 拍 9 1 又 1/8 拍 2 又 1/2 拍 A 1 又 1/4 拍 2 又 3/4 拍 B 1 又 3/8 拍 3拍 C 1 又 1/2 拍 3 又 1/4 拍 D 1 又 5/8 拍 3 又 1/2 拍 E 1 又 3/4 拍 3 又 3/4 拍 F 1 又 7/8 拍 表 1 節(jié)拍碼對照表 18 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 1/4 節(jié)拍 曲調(diào)值 調(diào) 4/4 調(diào) 3/4 調(diào) 2/4 DELAY 125 毫秒 187 毫秒 250 毫秒 曲調(diào)值 調(diào) 4/4 調(diào) 3/4 調(diào) 2/4 1/8 節(jié)拍 DELAY 62 毫秒 94 毫秒 125 毫秒 表 1 各調(diào)節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定表 1/4 拍的延遲時(shí)間=187 毫秒 DELAY: D2: D3: DJNZ DJNZ DJNZ RET ★.移調(diào) 一般的歌曲，有 3/2/3/4/4 等節(jié)拍類型，但不管有幾拍，基本上是在 C 19 MOV MOV MOV R3,$ R4,D3 R7,D2 R7,2 R4,187 R3,248 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 調(diào)下演奏的。如果是 C 調(diào)，則音名 C 唱 Do，音名 D 唱 Re，音名 E 唱 Mi，音名 E 唱 Mi， 音名 F 唱 Fa，音名 G 唱 So，音名 A 唱 La，音名 B 唱 Ti 等。但是，并不是所有的歌曲都 是在 C 調(diào)下演奏的，還有 D 調(diào)、E 調(diào)、F 調(diào)、G 調(diào)等。D 調(diào)是將 C 調(diào)各音符上升一個(gè)頻率 實(shí)現(xiàn)的，即 C 調(diào)下的音名 D 在 D 調(diào)下唱 Do，C 調(diào)下的音名 E 在 D 調(diào)下唱 Re，C 大調(diào)的音 名 F 在 D 調(diào)下上升高半音符 F唱 Mi，C 調(diào)下的音名 G 在 D 調(diào)下唱 Fa，C 調(diào)下的音名 C 在 D 調(diào)下上升高伴音 C符唱 Ti。這種唱法稱為移調(diào)。 音名 Do 調(diào) C調(diào) D調(diào) E調(diào) F調(diào) G調(diào) A調(diào) B調(diào) C D E F G A B D E F G A B C E F G A B C D F G A B C D E G A B C D E F A B C D E F G B C D E F G A Re Mi Fa So La Ti 表 1 C 調(diào)在各調(diào)中的音名 二、音樂軟件的設(shè)計(jì) （一）音樂代碼庫的建立方法: ★.先找出樂曲的最低音和最高音范圍，然后確定音符表 T 的順序。 20 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) ★.把 T 值表建立在 TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符的計(jì)數(shù)值放在“TABLE” 。 ★.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。 ★.音符節(jié)拍碼 00H 為音樂結(jié)束標(biāo)記。 （二）選曲: 在一個(gè)程序中，需要演奏兩首或兩首以上的歌曲時(shí)，音樂代碼庫的建立有兩種方法： ★.將每首歌曲建立相互獨(dú)立的音符表 T 和發(fā)音符計(jì)數(shù)值 TABLE。 ★.在建立公用音符表 T 后，再寫每首歌的發(fā)音計(jì)數(shù)值 TABLE 中的代碼不管采用那 種方法，每首歌曲結(jié)束時(shí)，在 TABLE 中均需加上音樂結(jié)束符 00H。 （三）歌曲的設(shè)計(jì): 下面以歌曲《送別》和《三個(gè)和尚》的設(shè)計(jì)為例，講述歌曲在單片機(jī)中的實(shí)現(xiàn)。曲譜如 下圖所示: 21 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 圖1 圖2 22 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) 從兩首歌中可看出，最低音為低 7Si，最高音為高 1Do。根據(jù)音樂軟件的設(shè)計(jì)方法，簡 譜對應(yīng)的簡譜碼、T 值、節(jié)拍數(shù)如表所示。 簡譜 發(fā)音 簡譜碼 T 值 節(jié)拍碼 節(jié)拍數(shù) 64524 64580 64684 64777 64820 64898 64968 65030 65058 64400 64260 1 2 3 4 5 6 8 A C F 1/4 2/4 3/4 1 1+1/4 1+1/2 2 2+1/2 3 3+3/4 低 7 低音 Si 1 1 2 3 4 5 6 7 中音 Do 2 中音 Re 3 中音 Mi 4 中音 Fa 5 中音 So 6 中音 La 7 中音 Ti 8 高 1 高音 Do 9 低 6 低音 La A 低 5 低音 So B 表 1 簡譜對應(yīng)的簡譜碼、T 值、節(jié)拍數(shù) 程序源代碼如下： ORG 0000H LJMP ORG LJMP START:MOV MOV START 001BH TIME1 TMOD,10H IE,88H 。T1 工作在方式 1 。中斷使能 23 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計(jì) MAIN: MOV NEXT: MOV MOV MOVC CJNE LJMP PLAY: MOV ANL MOV MOV ANL CJNE CLR LJMP MUSIC:SWAP DEC MOV ADD MOV MOV MOVC MOV 40H,00H A,40H DPTR,TABLE A,@A+DPTR A,00H,PLAY STOP R1,A A,0FH R2,A A,R1 A,0F0H A,00H,MUSIC TR1 DEL A A 22H,A A,22H R3,A DPTR,TABLE1 A,@A+DPTR TH1,A 。設(shè)簡譜碼指針初始值 。簡譜碼指針暫存累加器 A 。設(shè)簡譜碼 。取到的簡譜碼不是結(jié)束碼，傳 PLAY 取節(jié)拍碼 。是結(jié)束碼，退出 。R1 暫存簡譜碼 。取節(jié)拍碼 節(jié)拍碼暫存 R2 。取音符碼 。音符碼不為 0，調(diào)發(fā)音子程序 。音符碼為 0，不發(fā)音 。取相應(yīng)計(jì)數(shù)值 。暫存高位字節(jié) 24 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) MOV MOV INC MOVC MOV MOV SETB DEL: 21H,A A,R3 A A,@A+DPTR TL1,A 20H,A TR1 。啟動定時(shí)器 。取相應(yīng)計(jì)數(shù)值的低位字節(jié) 。暫存低位字節(jié) LCALL DELAY INC LJMP 40H NEXT TR1 MAIN ACC PSW TL1,20H TH1,21H PSW ACC 。 反相輸出，演奏音樂 。重設(shè)計(jì)數(shù)值 ?，F(xiàn)場保護(hù) 。停止計(jì)時(shí)器 。指向下一個(gè)簡譜碼 STOP: CLR LJMP TIME1:PUSH PUSH CPL MOV MOV POP POP RETI DELAY:MOV DELA1:MOV R7,02H R6,125 。4/4 曲調(diào)，演示 125ms 子程序 25 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) DELA2:MOV DJNZ DJNZ DJNZ DJNZ RET R5,248 R5,$ R6,DELA2 R7,DELA1 R2,DELAY TABLE1:DW 64524,64580,64684,64777 DW 64820,64898,64968,65030,65058 DW 64400,64260 TABLE:DB 14H,42H,62H,98H DB 74H,92H,72H,68H DB 64H,22H,32H,44H,32H,22H DB 3CH DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H DB 74H,94H,68H DB 64H,32H,42H,54H,04H,12H DB 2CH DB 74H,94H,98H DB 84H,72H,82H,98H 。簡碼值 。歌曲《送別》 DB 72H,82H,92H,72H,72H,62H,42H,22H DB 3CH DB 64H,42H,62H,94H,04H,82H 26 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) DB 74H,94H,68H DB 64H,32H,42H,54H,04H,12H DB 2CH DB 42H,62H,72H,41H,61H,41H,31H,22H,0B2H DB 62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H DB 0B2H,0B2H,62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H DB 0B2H,0B2H,62H,61H,61H,71H,61H,41H,64H DB 42H,62H,72H,41H,61H,41H,31H,22H,0B2H DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H DB 22H,31H,41H,31H,21H,0A2H,0B4H DB 0A2H,21H,32H,42H,62H,61H,41H,62H,71H DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 42H,41H,61H,42H,32H,22H,31H,21H,0A2H DB 62H,61H,42H,62H,71H,61H,72H,62H,71H DB 62H,61H,71H,32H,42H,64H DB 00H END 。歌曲《三個(gè)和尚》 27 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 4 章 調(diào)試與仿真 下面用 KEIL uVision 與 porteus 仿真軟件介紹數(shù)字計(jì)算器的仿真與調(diào)試。 一、Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng) （一）系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu): C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)中，其中 uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和 for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開 發(fā)人員可用 IDE 本身或其它編輯器編輯 C 或匯編源文件。然后分別由 C51 及 A51 編譯器 編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起 經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。 ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件， 以 供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo) 板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 （二）采用 KEIL 開發(fā)的 89c51 單片機(jī)應(yīng)用程序步驟： ★.在 uVision 集成開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建新項(xiàng)目（Project） ，,并為 該項(xiàng)目選定合適的單片機(jī) CPU 器件（本設(shè)計(jì)采用 ATMEL 公司下的 AT89C51） ★.用 uVision 的文本編輯器編寫源文件，可以是匯編文件（.ASM）,也可以使 C 語言文件（） ，并將該文件添加到項(xiàng)目中