【正文】 unsigned char STL0。 unsigned char i,j。 unsigned char temp。不會(huì)忘記，大學(xué)兩年里我們一起 度過的歡樂時(shí)光，那些開心的日子，總是那么令人難以忘懷。 最后，感謝我的室友及其他好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭?，我的論文得以順利完成?本論文是在我們的指導(dǎo)老師張定祥老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，張老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。緊張的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，關(guān)于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，感受頗多。實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)是?？茖W(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提高了我運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)來解決面臨實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高了我查閱各種文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及軟件編程排版的水平。可以隨意演奏一首喜歡的曲子。整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，揚(yáng) 聲 器 26 各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。 （ 2）、鍵盤單片機(jī)控制部分調(diào)試：上電后，隨機(jī)按動(dòng)鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)按鍵對應(yīng)的音正確。 在確保硬件電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次設(shè)計(jì)中，上 電調(diào)試主要鍵盤單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻轉(zhuǎn)換電路硬件調(diào)試。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。 元 件安裝 安裝按鍵 安裝跳線 23 24 連接揚(yáng) 聲器導(dǎo)線 LM386 發(fā)光二極管 25 硬件調(diào)試 硬件調(diào)試主要是針對單片機(jī)部分進(jìn)行調(diào)試。 20 定時(shí)器 1中斷服務(wù)程序： （ 4）鍵盤掃描程序框圖如圖 4所示。 （ 1）初始化程序如下： 17 主程序框圖見圖 2。 圖 5— 1 電源電路 4. PCB 印制板制作 印制板制 作的要求 （ 1）電源線、地線應(yīng)各設(shè)置一條總線； （ 2）線寬盡可能的寬； （ 3）應(yīng)減少軟線跳線的使用； （ 4）元器件排版要均勻，按模塊排版，防止各模塊信號(hào)干擾； （ 5）銅箔線不可以產(chǎn)生銳角。 直流穩(wěn)壓電源 由于本次設(shè)計(jì)的芯片的工作電壓都為 5V，為了排除因?yàn)殡妷翰环€(wěn)定或者不準(zhǔn)確影響電路的工作和軟件的調(diào)試，本次設(shè)計(jì)單獨(dú)用蓄電池提供電源。如果系統(tǒng)中有多組電源，由于電壓不同、負(fù)載不同以及并聯(lián)的去耦電容不同，每組電源的上升、下降時(shí)間必有差異。分別測試，發(fā)現(xiàn) 10uF/ 最為合適。它與揚(yáng)聲器負(fù)載構(gòu)成了一階高通濾波器。此電容的作用有二：隔直 + 耦合。在器件上電、掉電時(shí)的噪聲就是由該偏置電壓的瞬間跳變所致，這個(gè)電容不能省。工作穩(wěn)定后，該管腳電壓值約等于電源電壓的一半。 7腳（ BYPASS）的旁路電容不可少。 /輸出。 。因此用不到大的增益，電容就不要接了，不光省了成本，還會(huì)帶來好處 噪音減少。 盡管 LM386的應(yīng)用非常簡單，但稍不注意，特別是器件上電、斷電瞬間，甚至工作穩(wěn)定后，一些操作（如插拔音頻插頭、旋音量調(diào)節(jié)鈕）都會(huì)帶來的瞬態(tài)沖擊，在輸出喇叭上會(huì)產(chǎn)生非常討厭的噪聲。引腳 2為反相輸入端， 3為同相輸入端；引腳 5為輸出端；引腳 6和 4分別為電源和地；引腳 1和 8為電壓增益 設(shè)定端；使用時(shí)在引腳 7和地之間接旁路電容，通常取 10μ F。 電阻 R7從輸出端連接到 T2的發(fā)射極，形成反饋通路，并與 R5和 R6構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，從而引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使整個(gè)電路具有穩(wěn)定的電壓增益。電路由單電源供電，故為 OTL電路。二極管D1 和 D2為輸出級(jí)提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。 第二級(jí)為共射放大電路， T7為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍數(shù)。 第一級(jí)為差分放大電路， T1 和 T T2 和 T4 分別構(gòu)成復(fù)合管，作為差分放大電路的放大管； T5和 T6組成鏡像電流源作為 T1和 T2的有源負(fù)載； T3和 T4信號(hào)從管的基極輸入，從 T2管的集電極輸出，為雙端輸入單端輸出差分電路。 15k15k 15k50k50k2 I NB Y P A S S 7G A I N 8 G A I N 13 + I N4 G N D5 V out6 V s 圖 41 LM386內(nèi)部電路原理圖 LM386內(nèi)部電路原理圖如圖 41所示。 （ 4）電壓增益可調(diào)， 20200。 （ 2）工作電壓范圍寬， 412V或 518V。 1. LM386內(nèi)部電路如圖 41所示。 許多音樂彩燈電路，其中的音頻信號(hào)放大多而且用三到四只晶體管，電路調(diào)整很不方便。 音頻功率放大器 LM386運(yùn)放的應(yīng)用設(shè)計(jì)： LM386是為低電壓應(yīng)用設(shè)計(jì)的音頻功率放大器、集成電路適用于調(diào)幅調(diào)頻、無線電放大器、便攜式磁帶重放設(shè)備、內(nèi)部通信電路、電視音頻系統(tǒng)、線性驅(qū)動(dòng)器、超聲波驅(qū)動(dòng)器和功率變換電路。輸入端以地位參考，同時(shí)輸出 端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半，在 6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為 24mW，使得 LM386 特別適用于電池供電的場合。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為 20。 音頻功放芯片 LM386 LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。 集成功率放大器廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、電視機(jī)、開關(guān)功率電路、伺服放大電路中，輸出功率由幾百毫瓦到幾十瓦。但是，由于其安全、高效、大功率和低失真的要求，使得它與集成運(yùn)放又有很大的不同。在中斷處理函數(shù)中寫入音域數(shù)組重新賦值的語句，從而輕松達(dá)到目的。本系統(tǒng)的音域變 換模塊正是采用了改變定時(shí)器初值數(shù)組的方式來實(shí)現(xiàn)的。對于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí) /計(jì)數(shù)器來完成。節(jié)拍實(shí)際上就是音持續(xù)時(shí)間的長短，在單片機(jī)系統(tǒng)中可以用延時(shí)來實(shí)現(xiàn)，如果 1/4 拍的延時(shí)是 秒，則 1 拍的延時(shí)是 秒，只要知道 1/4 拍的延時(shí)時(shí)間，其余的節(jié)拍延時(shí)時(shí)間就是它的陪數(shù)。 2247。 2247。 2247。 例如：設(shè) K＝ 65536， fi＝ 1MHz，求低音 DO（ 261Hz）、中音 DO（ 523Hz）、高音 DO（ 1046Hz）的計(jì)數(shù)值。2247。 利用 AT89S52 的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（ MODE1）下，改變計(jì)數(shù)值 TH0 及 TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為 523Hz，其周期 T＝ 1/523＝ 1912μ s，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí) 956μ s/1μ s＝ 956，每計(jì)數(shù) 956次時(shí)將 I/O反相，就可得到中音 DO（ 523Hz）。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將 ，然后重復(fù)計(jì)時(shí) 10 再反相。 音階的產(chǎn)生 一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對于單片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期 2次 PSEN有效，但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這 2次有效的 PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)； EA/VPP（ 31）：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，外部程序存儲(chǔ)器地址為（ 0000H－ FFFFH）不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。當(dāng)振蕩器復(fù)位時(shí)，要保持 RST引腳 2個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間； ALE/PROG（ 30）：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)，在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 軟件設(shè)置空閑和省電功能 低功耗空閑和省電模式 時(shí)鐘頻率 033MHz 4k可反復(fù)擦寫 ISP Flash ROM 看門狗（ WDT）電路 2個(gè)外部中斷源 2個(gè) 16位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器 兼容 MCS51指令系統(tǒng) 主要性能： 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 、 1000次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32 個(gè)可編程 I/O 口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器八 個(gè)中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí) 符。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié) ， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外，AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高 密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。 一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對應(yīng)著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù)對應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂。 總體電路 圖 21總體電路框圖 電路原理圖 單片機(jī) 按鍵音符輸入 直流穩(wěn) 壓電源 音 頻 放大輸出 ISD語音錄放 5 圖 22電路總原理圖 圖 23音頻功放模塊 圖 24直流穩(wěn)壓電源模塊 6 圖 2— 5 鍵盤輸入模塊 音頻產(chǎn)生電路 音樂相關(guān)知識(shí) 樂音聽起來有的高，有的低，這就叫音高，音高是由發(fā)音物體振動(dòng)頻率的高低決定的，頻率高聲音就高，頻率低，聲音就低，不同音調(diào)的樂音是用 C、 D、 E、 F、 G、 A、 B表示的，這 7個(gè)字母就是樂音的音名，它 們一般依次唱成 DO、 RE、 MI、 FA、 SO、 LA、 SI，這是唱曲時(shí)樂音的發(fā)音，所以叫唱名。用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻 4 功率放大電路。該設(shè)計(jì)具有 11 個(gè)音節(jié)的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過揚(yáng)聲器將音樂播放出來。比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。 鑒于上述對比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三 按鍵方案的優(yōu)化 傳統(tǒng)電子琴可以用鍵盤上的“ 1”到“ A”鍵演奏