【文章內(nèi)容簡介】 /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 表 1 P3口被選功能 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編 程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計 15 期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效 的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序 存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 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：來自反向振蕩器的輸出。 （三） 振蕩器特性 ： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩 和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 （四） 芯片擦除： 整個 PEROM 陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持 ALE 管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。 二、 硬件電路設(shè)計 電路主要由 AT89C51 芯片， LED 發(fā)光二極管，喇叭，晶振電路組成，由引腳輸出定時器產(chǎn)生的各種固定頻率的方波信號，然后由喇叭產(chǎn)生各種頻率的聲音。同理，方波信四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 16 號通過發(fā)光二極管可以使二極管閃爍發(fā)光，產(chǎn)生韻律燈的效果。由于該方案中使用內(nèi)部振蕩電路， XTAL XTAL2 引腳外界石英晶體和微調(diào)電容構(gòu)成的晶振電路。 第三章 系統(tǒng)軟件原理及設(shè) 計 總體原理： 樂曲中不同的音符，實質(zhì)就是不同頻率的聲音。通過單片機產(chǎn)生不同的頻率的脈沖信號，經(jīng)過放大電路，由蜂鳴器放出，就產(chǎn)生了美妙和諧的樂曲。 一、 單片機產(chǎn)生不同頻率脈沖信號的原理 ★ .要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的脈沖（ 1/頻率），然后將此周期除以 2，即為半周期的時間，利用定時器計時這個半周期的時間，每當計時到后就將輸出脈沖的I/O 反相，然后重復(fù)計時此半周期的時間再對 I/O 反相，就可以在 I/O 腳上得到此頻率的脈沖。 ★ .利用 8051 的內(nèi)部定時器使其工作在計數(shù)器模式 MODE1 下，改變計數(shù)值 TH0 及TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法如下： 例如，頻率為 523Hz，其周期天 /523 S=1912uS，因此只要令計數(shù)器計時 956uS/1us=956，在每計數(shù) 956 次時就將 I/O 反接，就可得到中音 DO（ 532Hz）。 計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=Fi/2/Fr （ N：計數(shù)值， Fi：內(nèi)部計時一次為 1uS，故其頻率為 1MHz， Fr：要產(chǎn)生的頻率 ） ★ .其計數(shù)值的求法如下： T=65536N=65536Fi/2/Fr 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 17 計算舉例： 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)個音符頻率與計數(shù)值 T 的對照表如下表所示： 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 音 符 頻率（ Hz） 簡譜碼（ T值） 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 63731 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 64923 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3M 330 64103 6 932 64994 低 4FA 349 64103 中 7SI 988 65030 4FA 370 64260 高 1DO 1046 65058 低 5SO 392 64260 1DO 1109 65085 5SO 415 64331 高 2RE 1175 65110 低 6LA 440 64400 2RE 1245 65124 6 466 64463 高 3M 1318 65157 低 7SI 494 64524 高 4FA 1397 65178 中 1DO 523 64580 4FA 1480 65198 表 1 C調(diào)各音符頻率與計數(shù)值 T的對照表 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 18 ★ .每個音符使用 1個字節(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)定延遲時間就可求得節(jié)拍的時間。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 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 1/2拍 5 1又 1/4拍 5 5/8拍 6 1又 1/2拍 6 3/4拍 7 1又 3/4拍 7 7/8拍 8 2拍 8 1拍 9 2又 1/4拍 9 1又 1/8拍 A 2又 1/2拍 A 1又 1/4拍 B 2又 3/4拍 B 1又 3/8拍 C 3拍 C 1又 1/2拍 D 3又 1/4拍 D 1又 5/8拍 E 3又 1/2拍 E 1又 3/4拍 F 3又 3/4拍 F 1又 7/8拍 表 1 節(jié)拍碼對照表 四川師范大學(xué)成都學(xué)院專科畢業(yè)設(shè)計 19 1/4 節(jié)拍 1/8 節(jié)拍 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125 毫秒 調(diào) 4/4 62 毫秒 調(diào) 3/4 187 毫秒 調(diào) 3/4 94 毫秒 調(diào) 2/4 250 毫秒 調(diào) 2/4 125 毫秒 表 1 各調(diào)節(jié)拍的時間設(shè)定表 1/4 拍的延遲時間 =187 毫秒 DELAY: MOV R7,2 D2: MOV R4,187 D3: MOV R3,248 DJNZ R3,$ DJNZ R4,D3 DJNZ R7,D2 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四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 20 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)各音符上升一個頻率實現(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 調(diào) Do Re Mi Fa So La Ti C 調(diào) C D E F G A B D 調(diào) D E F G A B C E 調(diào) E F G A B C D F 調(diào) F G A B C D E G 調(diào) G A B C D E F A 調(diào) A B C D E F G B 調(diào) B C D E F G A 表 1 C調(diào)在各調(diào)中的音名 二、 音樂軟件的設(shè)計 （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。 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 21 ★ .把 T值表建立在 TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符的計數(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)束標記。 （二） 選曲 : 在一個程序中，需要演奏兩首或兩首以上的歌曲時，音樂代碼庫的建立有兩種方法： ★ .將每首歌曲建立相互獨立的音符表 T 和發(fā)音符計數(shù)值 TABLE。 ★ .在建立公用音符表 T 后，再寫每首歌的發(fā)音計數(shù)值 TABLE 中的代碼不 管采用那種方法，每首歌曲結(jié)束時，在 TABLE 中均需加上音樂結(jié)束符 00H。 （三） 歌曲的設(shè)計 : 下面以歌曲《送別》和《三個和尚》的設(shè)計為例，講述歌曲在單片機中的實現(xiàn)。曲譜如下圖所示 : 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 22 圖 1 圖 2 四川師范大學(xué)成都學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計 23 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) 低 7 低音 Si 1 64524 1 1/4 1 中音 Do 2 64580 2 2/4 2 中音 Re 3 64684 3 3/4 3 中音 Mi 4 64777 4 1 4 中音 Fa 5 64820 5 1+1/4 5 中音 So 6 64898 6 1+1/2 6 中音 La 7 64968 8 2 7 中音 Ti 8 65030 A 2+1/2 高 1 高音 Do 9 65058 C 3 低 6 低音 La A 64400 F 3+3/4 低 5 低音 So B 64260 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 START ORG 001BH LJMP TIME1 START:MOV TMOD,10H