【文章內容簡介】 =2個時鐘周期 =12 個振蕩周期 指令周期 每行一條指令所占用的全部時間。一個指令周期通常由 1~4 個機器周期組成。 AT89S52 系統(tǒng)中，有單周期指令、雙周器指令等。 如：外接晶振頻率為 f=12MHz，則四個基本周期的具體數(shù)值為： 振蕩周期 =1/12181。s 時鐘周期 =1/6181。s 機器周期 =1181。s 指令周期 =1~4181。s 放大器 通常我們用的三極管，其放大倍數(shù)都是不相同的，我們選擇放大器時，可以用萬用表進行測出其放大系數(shù)： S9014A 的放大倍數(shù)在 60～ 150 之間， S9014B 放大倍數(shù)在 100～ 300 之間，S9014C 在 200～ 600 間， S9014D 在 400～ 1000 間。且 A、 B、 C 類放大器實際測量一般都是偏向大數(shù)的， D 類多為中間值。我在這次設計中，根據需要我選用了S9014C 型放大器。其結構示意圖如圖 34： 圖 34 三極管 S9014C 該三極管為 NPN 型結構，以上是 NPN 型三極管示意圖，它是由兩個 N 型半 16 導體和中間一塊 P 型 半導體構成。由圖可見發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間形成的 PN 結為發(fā) 射極，而集電區(qū)和基區(qū)構成的 PN 結為集電極，三個引腳分別為發(fā)射極 E、基極 B、集電極 C。 揚聲器 這次設計我選用了 8 歐姆 、 的揚聲器。其價格便宜、使用方便、易于 安裝等特點，在 很多行業(yè)都應用廣泛。（例如：電子門鈴、在學校的實驗器材室 也很多，收音機等也會用到這類器材） 電源部分 音樂門鈴所需要的電源很小，僅僅需要 5V 的電源足矣，還可以使用 5V的蓄電池提供。只要將電源的正極同單片機的 Vcc 接口直接連接，然后將電源的負極和單片機的 Vss 接口直接連接就可以了。 硬件電路圖 硬件電路圖見附表 A 17 軟件的編寫及分析 設計的原理 根據我們所學的有關單片機的知識，我們可以利用中斷系統(tǒng)來控制音樂門鈴，控制音樂的播放 程序。同時加內部晶振工作原理，就可以使其它信號轉換為電信號輸出，這樣來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的工作。當有人按下門鈴時，音樂程序開始運行，揚聲器就立馬響起音樂，在音樂響起時，當再有鍵按下時，且不受影響。當一首音樂播放完，按下門鈴，且在播放第二首音樂。當主人來應答時，如果他不希望音樂繼續(xù)播放可以按下控制停止按鈕。信號傳給單片機時，無論門鈴是否在播放音樂，都要執(zhí)行該程序。 設計的設定參數(shù) 要實現(xiàn)一個設計的正常運行，必須給他設定必要的參數(shù)，就必須正確的選擇控制寄存器，我在設計中選擇了特殊功能寄存器 TMOD，其地址 為 89H，由他來決定 T0 和 T1 的工作方式，在使用定時器 /計數(shù)器之前，要根據需要，對他進行初始化。 TMOD 的各個位定義如表 41 所示： 表 41 TMOD 的各個位定義 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 T1 T0 其中高四位表示控制定時器 T1，低四位控制定時器 T0。 M M0：工作方式選擇位。定時器 /計數(shù)器具有 4 種工作方式，由 MM0 位來定義，如表 42 所示： C/T：選擇計數(shù)器或定時器的功能，決定哪一個脈沖源計數(shù)， C/T=1 為計數(shù)器的功能， C/T=0 是定時器的功能， GATE：選通控制， GATE=0，由軟件控制TR0 和 TR1 位啟動定時器，定時計數(shù)器啟停僅受 TR1 的控制； GATE=1，由外部中斷引腳 INT0()和 INT1()輸入電平分別控制 T0 和 T1 運行。 18 表 42 定時器 /計數(shù)器工作方式 本設計中選用 T0 方式 1 來控制音樂程序，設計中的主要參數(shù)有： C/T=0、 GATE=0、 M M0 等于 1 或 0。 由于執(zhí)行音樂程序和停止程序需要開關控制，所以中會用到中斷系統(tǒng)，在單片機中會用到三類五個中斷源，其中兩個為外部中斷請求 INT0 和 INT1，由（ 和 輸入），兩個為片內定時器 /計數(shù)器 T0 和 T1 的溢出中斷請求 YF0 和 TF1，另外一個為片內串行口中斷請求 TI 和 RI。 這次設計中我用到了外部中斷源 INT1()口控制停止程序的運行，用定時器 T0（ ） 口控制音樂程序的運行。 在上述過程中我已經闡述過，當音樂程序運行時若有停止信號輸入時，且運行程序，這就需要中斷優(yōu)先級的判斷，中斷優(yōu)先級越高的就會先運行。中斷優(yōu)先級寄存器（ IP）如表 43 所示。 表 43 中斷位地址分布 IP / / / PS PT1 PX1 PT0 PX0 位地址 BFH BEH BDH BCH BBH BAH B9H B8H 因為設計中外部中斷 1 為高優(yōu)先級，所以 PX1=1。 系統(tǒng)流程圖 流程圖如圖 41 所示： M1 M0 工作方式 功能說明 0 0 方式 0 13 位定時器 /計數(shù)器 0 1 方式 1 16 位定時器 /計數(shù)器 1 0 方式 2 可自動再裝入的 8 位定時器 /計數(shù)器 1 1 方式 3 把定時器 /計 數(shù)器 0 分成 2 個 8 位的計數(shù)器 ,關閉定時器 /計數(shù)器 19 圖 41 系統(tǒng)設計流程圖 音樂程序 對 TMOD 賦初始值 將第一首音樂的節(jié)拍碼賦予 (30H)中 將音符的簡譜碼賦予 DPTR 中 查表取值 =0? A=0？ 播放第 (30H)首 將后面的音樂節(jié)拍碼賦予 (30H ) Y Y NY NY 開始 20 音樂程序的設計原理 如果使用單片機控制音樂，那么它所控制的只能是單音頻率，所以用單片機演奏樂曲只需要弄清楚兩個概念即可。也就是“音調”和“節(jié)拍”這兩個概念。音調表示一個音符唱多高的頻率，節(jié)奏表示一個音唱多長的時間。 音樂中所說的音調就是說， 7這十二個音調，它的分度基本上是以對數(shù)關系來劃分的，所以，我們只要知道了十二個音符的音高，也就是基本音調的頻率，我們就可以根據倍頻程的關系得到其他 基本音調的頻率。通常采用的方法就是通過單片機的定時器定時中斷，將單片機上的對應交流喇叭的 I/O 來回取反，或者說來回取零、置位，從而讓交流喇叭發(fā)出聲音。為了讓單片機控制不同的聲音，不同頻率的音樂，我們要將定時器預置不同的定時值才可以實現(xiàn)。 關于音樂的節(jié)奏，我們還可以舉例來說明。在一張樂譜中，我們經常會看到一些表達式，用來表示節(jié)拍的。如 C=44 ，其中 44 就是表示接拍的。 “新年好”大家一定很熟悉的，其中有一段簡譜是這樣的： 1=C ︱ 3 3 3 1︱ 1 3 5 5︱ ，其中的 3 3 3 為一拍， 1 各為一拍， 1 3 5 為一拍， 5 為一拍，一共四拍。其中既有四分音符，又有八分音符。那么一般來說一拍應該唱多長呢？如果樂曲沒有說明，一拍時常大約為 400～ 500ms。我以一拍 400ms 為例，則當以四分音符為節(jié)拍，四分音符時長為 400ms，八分音符時長為 200ms，十六分音符時長為 100ms。 因此在單片機上控制一個音符唱多長，可采取循環(huán)延時的方式來控制實現(xiàn)，首先，我們應確定一個基本時長的延時程序。如果它是以十六分音符的時長為一個基本延時時間， 那么，對于一個音符，十六分音符只需調用一次延時程序，如果它為八分音符，則需要調用兩次延時程序，如果它為四分音符，就需要調用四次延時程序，其他的可以以此類推。按照這樣的方法，對音符音調和節(jié)拍的確定方法，我們就可以在單片機上進行音樂演奏了。 音樂程序的編寫原理 要在單片機上演奏音樂，我們還需要搞清楚它的原理。單片機演奏的原理是，通過控制定時器的定時來產生不同的方波，驅動交流喇叭發(fā)音后就發(fā)出不同音節(jié) 21 的聲音；再利用延時來控制發(fā)音時間的長短，即可控制音調中的節(jié)拍，把樂譜中的音符和相應的節(jié)拍變換為定時常數(shù)或 延時常數(shù)，做成數(shù)據表格存放在儲存器中，有程序查表得到定時常數(shù)或延時常數(shù)，分別用以控制定時器產生方波的頻率和發(fā)出該頻率方波持續(xù)的時間。當延遲時間到時，再查一下音符的定時長數(shù)和延時常數(shù)，依次進行下去的話，就可以自由演奏出悅耳動聽的音樂了。下面我就以12MHz 晶振為例，里列出高低音符與單片機計時器 T0 相關的計數(shù)值，如表 44所示： 表 44 音符、頻率、簡譜碼關系 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 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 我們還可以為這些音符建立一個表格，有助于單片機通過查表的方式獲得相 22 關音符的相應的數(shù)據： TABLE: DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 DW 63731,63928,0,64185,64331,64463 DW 64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030 DW 64633,64732,0,64860,64934,64994 DW 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 DW 65085,6 5134,0,65198,65235,65268 DW 0 用定時器 T0 方式 1 來產生歌譜中各音符對應頻率的方波，由 輸出驅動交流喇叭發(fā)聲。節(jié)拍的控制可以調用延時子程序 DELAY（延時 100ms）的次數(shù)來實現(xiàn)，現(xiàn)以每拍 40