【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)一個(gè)基于AT89C51系列單片機(jī)的音樂(lè)盒，利用按鍵切換演奏出不同的樂(lè)曲。蜂鳴器發(fā)出某個(gè)音調(diào)。音樂(lè)盒的起源，可追溯至中世紀(jì)歐洲文藝復(fù)興時(shí)期。當(dāng)時(shí)為使教會(huì)的鐘塔報(bào)時(shí)，而將大小的鐘表裝上機(jī)械裝置，被稱為“可發(fā)出聲音的組鐘”。音樂(lè)盒有著300多年的發(fā)展歷史，是人類文明發(fā)展的歷史見(jiàn)證。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。外接石英晶體及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1，C2雖然沒(méi)有什么嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、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30PF10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇4

　　

【正文】 音高由三位數(shù)字組成： 個(gè)位是表示 1~7 這七個(gè)音符 十位是表示音符所在的音區(qū):1低音，2中音，3高音。 百位表示這個(gè)音符是否要升半音: 0不升，1升半音。 音長(zhǎng)最多由三位數(shù)字組成： 個(gè)位表示音符的時(shí)值，其對(duì)應(yīng)關(guān)系是： |數(shù)值(n): |0 |1 |2 |3 | 4 | 5 | 6 |幾分音符: |1 |2 |4 |8 |16 |32 |64 音符=2^n 十位表示音符的演奏效果(02): 0普通，1連音，2頓音 百位是符點(diǎn)位: 0無(wú)符點(diǎn)，1有符點(diǎn) 調(diào)用演奏子程序的格式 Play(樂(lè)曲名,調(diào)號(hào),升降八度,演奏速度)。 Play(unsigned char *Sound,unsigned char Signature,unsigned Octachord,unsigned int Speed)； |樂(lè)曲名 : 要播放的樂(lè)曲指針,結(jié)尾以(0,0)結(jié)束。 |調(diào)號(hào)(011) : 是指樂(lè)曲升多少個(gè)半音演奏。 |升降八度(13) : 1:降八度, 2:不升不降, 3:升八度。 |演奏速度(112000): 值越大速度越快。***************************************************************************/ifndef __SOUNDPLAY_H_REVISION_FIRST__define __SOUNDPLAY_H_REVISION_FIRST__//**************************************************************************define SYSTEM_OSC 6000000 //定義晶振頻率12000000HZdefine SOUND_SPACE 4/5 //定義普通音符演奏的長(zhǎng)度分率,//每4分音符間隔sbit BeepIO = P0^1。 //定義輸出管腳unsigned int code FreTab[12] = { 262,277,294,311,330,349,369,392,415,440,466,494 }。 //原始頻率表unsigned char code SignTab[7] = { 0,2,4,5,7,9,11 }。 //1~7在頻率表中的位置unsigned char code LengthTab[7]= { 1,2,4,8,16,32,64 }。 unsigned char Sound_Temp_TH0,Sound_Temp_TL0。 //音符定時(shí)器初值暫存 unsigned char Sound_Temp_TH1,Sound_Temp_TL1。 //音長(zhǎng)定時(shí)器初值暫存//**************************************************************************void InitialSound(void){ BeepIO = 0。 Sound_Temp_TH1 = (65535(1/1200)*SYSTEM_OSC)/256。 // 計(jì)算TL1應(yīng)裝入的初值 (10ms的初裝值) Sound_Temp_TL1 = (65535(1/1200)*SYSTEM_OSC)%256。 // 計(jì)算TH1應(yīng)裝入的初值 TH1 = Sound_Temp_TH1。 TL1 = Sound_Temp_TL1。 TMOD |= 0x11。 ET0 = 1。 ET1 = 0。 TR0 = 0。 TR1 = 0。 EA = 1。}void BeepTimer0(void) interrupt 1 //音符發(fā)生中斷{ BeepIO = !BeepIO。 TH0 = Sound_Temp_TH0。 TL0 = Sound_Temp_TL0。}//**************************************************************************void Play(unsigned char *Sound,unsigned char Signature,unsigned Octachord,unsigned int Speed){ //聲音數(shù)組名稱 調(diào)號(hào)(011) 升降八度(13) 演奏速度(112000) unsigned int NewFreTab[12]。 //新的頻率表 unsigned char i,j。 unsigned int Point,LDiv,LDiv0,LDiv1,LDiv2,LDiv4,CurrentFre,Temp_T,SoundLength。 unsigned char Tone,Length,SL,SH,SM,SLen,XG,FD。 for(i=0。i12。i++) // 根據(jù)調(diào)號(hào)及升降八度來(lái)生成新的頻率表 { j = i + Signature。 if(j 11) { j = j12。 NewFreTab[i] = FreTab[j]*2。 } else NewFreTab[i] = FreTab[j]。 if(Octachord == 1) NewFreTab[i]=2。 else if(Octachord == 3) NewFreTab[i]=2。 } SoundLength = 0。 while(Sound[SoundLength] != 0x00) //計(jì)算歌曲長(zhǎng)度 { SoundLength+=2。 } Point = 0。 Tone = Sound[Point]。 Length = Sound[Point+1]。 // 讀出第一個(gè)音符和它時(shí)時(shí)值 LDiv0 = 12000/Speed。 // 算出1分音符的長(zhǎng)度(幾個(gè)10ms) LDiv4 = LDiv0/4。 // 算出4分音符的長(zhǎng)度 LDiv4 = LDiv4LDiv4*SOUND_SPACE。 // 普通音最長(zhǎng)間隔標(biāo)準(zhǔn) TR0 = 0。 TR1 = 1。 while(Point SoundLength) { SL=Tone%10。 //計(jì)算出音符 SM=Tone/10%10。 //計(jì)算出高低音 SH=Tone/100。 //計(jì)算出是否升半 CurrentFre = NewFreTab[SignTab[SL1]+SH]。 //查出對(duì)應(yīng)音符的頻率 if(SL!=0) { if (SM==1) CurrentFre = 2。 //低音 if (SM==3) CurrentFre = 2。 //高音 Temp_T = 65536(50000/CurrentFre)*10/(12000000/SYSTEM_OSC)。//計(jì)算計(jì)數(shù)器初值 Sound_Temp_TH0 = Temp_T/256。 Sound_Temp_TL0 = Temp_T%256。 TH0 = Sound_Temp_TH0。 TL0 = Sound_Temp_TL0 + 12。 //加12是對(duì)中斷延時(shí)的補(bǔ)償 } SLen=LengthTab[Length%10]。 //算出是幾分音符 XG=Length/10%10。 //算出音符類型(0普通1連音2頓音) FD=Length/100。 LDiv=LDiv0/SLen。 //算出連音音符演奏的長(zhǎng)度(多少個(gè)10ms) if (FD==1) LDiv=LDiv+LDiv/2。 if(XG!=1) if(XG==0) //算出普通音符的演奏長(zhǎng)度 if (SLen=4) LDiv1=LDivLDiv4。 else LDiv1=LDiv*SOUND_SPACE。 else LDiv1=LDiv/2。 //算出頓音的演奏長(zhǎng)度 else LDiv1=LDiv。 if(SL==0) LDiv1=0。 LDiv2=LDivLDiv1。 //算出不發(fā)音的長(zhǎng)度 if (SL!=0) { TR0=1。 for(i=LDiv1。i0。i) //發(fā)規(guī)定長(zhǎng)度的音 { while(TF1==0)。 TH1 = Sound_Temp_TH1。 TL1 = Sound_Temp_TL1。 TF1=0。 } } if(LDiv2!=0) { TR0=0。 BeepIO=0。 for(i=LDiv2。i0。i) //音符間的間隔 { while(TF1==0)。 TH1 = Sound_Temp_TH1。 TL1 = Sound_Temp_TL1。 TF1=0。 } } Point+=2。 Tone=Sound[Point]。 Length=Sound[Point+1]。 } BeepIO = 0。}endif1 調(diào)試結(jié)果記錄及分析 在一個(gè)星期的實(shí)訓(xùn)中，在開(kāi)始看到題目都很茫然，也不知道怎么下手，歌曲的編碼，頻率和時(shí)間也不知道怎么設(shè)置，在程序中時(shí)間的把握很重要，時(shí)間不準(zhǔn)，直接導(dǎo)致了程序的運(yùn)行，在寫程序的時(shí)候，先用軟件實(shí)現(xiàn)了，在到板子上去調(diào)試，通過(guò)幾天的努力最終有些進(jìn)展，后來(lái)慢慢的調(diào)試，終于出來(lái)了，在軟件的調(diào)試效果很好，而在開(kāi)發(fā)板上的效果沒(méi)那么好，肯能是板子上的蜂鳴器的影響。 當(dāng)然在這次實(shí)訓(xùn)中，經(jīng)驗(yàn)才是對(duì)于我們最大的收獲，而且還增強(qiáng)了自身對(duì)未知問(wèn)題以及對(duì)知識(shí)的深化認(rèn)識(shí)的能力，用受益匪淺這個(gè)詞語(yǔ)來(lái)概括這次難忘的活動(dòng)我覺(jué)得再合適不過(guò)了。但是，光是完成了還是不可以自我滿足的，在從一開(kāi)始的時(shí)候就懷著將制作得更加人性化，更加令人滿意，更加地使功能完美又方便地被應(yīng)用領(lǐng)域這個(gè)最終目的下，隨著對(duì)單片機(jī)這門學(xué)科的認(rèn)識(shí)加深，到達(dá)了拓展的程度，我想這個(gè)目的將在不遠(yuǎn)的時(shí)期內(nèi)被實(shí)現(xiàn)。 總之，這次設(shè)計(jì)從軟件編寫、調(diào)試到軟硬件聯(lián)機(jī)調(diào)試，我傾注了大量的時(shí)間和心血。真是曾經(jīng)為程序的編寫而冥思查找過(guò)，曾經(jīng)為無(wú)法找出錯(cuò)誤而郁悶苦惱過(guò)，也曾經(jīng)為某一功能不能實(shí)現(xiàn)而猶豫彷徨過(guò)，但最終我成功了。參考文獻(xiàn)單片機(jī)原理與工程應(yīng)用書籍音樂(lè)盒設(shè)計(jì)STC系列增強(qiáng)型8051單片機(jī)書籍51單片機(jī)典型應(yīng)用開(kāi)發(fā)范列大全34