【正文】 2,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 5,1,6, 0,0,0 } 。 uint T=0。 sbit P3_7=P3^7。 附 錄 ： 湖南工學(xué)院 12 ： /*************************************************** *標(biāo)題：液晶顯示程序 *日期： *作者： *版本： ***************************************************/ include include include include include include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long sbit psb = P2^1。 軟件調(diào)試 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。 湖南工學(xué)院 11 在確保軟件仿真電路正常，無(wú)異常情況 (斷路或短路 )方可進(jìn)行軟件運(yùn)行，在本次設(shè)計(jì)中，軟件運(yùn)行主要是測(cè)試單片機(jī)鍵盤(pán)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻功放電路調(diào)試。 在軟件運(yùn)行前，先確保電路中連線正確，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。 湖南工學(xué)院 10 印制電路板圖 圖 主 控電路 PCB 板圖 第 7 章 系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過(guò)程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。音樂(lè)的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（ C調(diào)）具體如下表： 表 音樂(lè)節(jié)拍表 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 62ms 調(diào) 3/4 187ms 調(diào) 3/4 94ms 調(diào) 2/4 250ms 調(diào) 2/4 125ms 如何用單片機(jī)產(chǎn)生音頻脈沖 了解音樂(lè)的一些基本知識(shí)后可知，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂(lè)，對(duì)于單片機(jī)而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時(shí) /計(jì)數(shù)器來(lái)產(chǎn)生這樣的方波頻率信號(hào)，因此，需要弄清楚音樂(lè)中的音符和對(duì)應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。如果單片機(jī)要自己播放音樂(lè)，那么必須在程序設(shè)計(jì)中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂(lè)發(fā)生器是由用戶通過(guò)鍵盤(pán)輸入彈奏樂(lè)曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。 如何用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)的節(jié)拍 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂(lè)的關(guān)鍵組成部分。 音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。 圖 音頻處理模塊電路原理圖 掉電保護(hù)電路原理圖 圖 37 掉電保護(hù)電路原理圖 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本軟件設(shè)計(jì)關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的簡(jiǎn)單音樂(lè)發(fā)生器，它由 16 個(gè)音節(jié)組成的的鍵盤(pán)，用戶可以根據(jù)樂(lè)譜在鍵盤(pán)上進(jìn)行演奏，音樂(lè)發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過(guò)揚(yáng)聲器將音樂(lè)播放出來(lái)。在這一過(guò)程中，對(duì)液晶顯示通過(guò)對(duì)數(shù)組的操作，對(duì)聲音信號(hào)則是通過(guò)中斷程序進(jìn)行控制。通過(guò)單片機(jī)編程，讓 LCD 液晶顯示，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵與顯示程序的一致性。 本例使用國(guó)家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器 LM324 來(lái)實(shí)現(xiàn)音頻功放電路。由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂(lè)發(fā)生器是 由用戶通過(guò)鍵盤(pán)輸入彈奏樂(lè)曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。 該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于 12MHZ 時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1，工作模式為 1，改變計(jì)數(shù)值 TH1 和 TL1 可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。比 傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。 湖南工學(xué)院 2 鑒于上述對(duì)比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三 按鍵選擇方案 傳統(tǒng)電子琴可以用鍵盤(pán)上的“ 1”到“ A”鍵演奏從低 SO 到高 DO 等 11 音。 方案二： 采用 AT89C51單片機(jī)進(jìn)行控制，由于 AT89C51不具備 ISP功 能， 因此 Atmel 公司已經(jīng)停產(chǎn)在市面上已經(jīng)不常見(jiàn)，況且其 ROM 只有 4K 在系統(tǒng)將來(lái)升級(jí)方面沒(méi)有潛力。 將 單向可控硅 SCR 和 電阻、電容 組成馳張振蕩器電路。 第 2 章 方案論證 控制模塊選擇方案 方案一：用可控硅制作電子琴。通過(guò)分析各種軟件環(huán)境，硬件仿真環(huán)境等均已經(jīng)具備。通過(guò)分析后，無(wú)論是在器件價(jià)格或是常見(jiàn)度上均是可行的。 設(shè)計(jì)目標(biāo) 由于本設(shè)計(jì)主要用于人們娛樂(lè)方面，因此在設(shè)計(jì)上盡量使其安全以及簡(jiǎn)單易操作。 鑒于傳統(tǒng)電子琴可以用鍵盤(pán)上的“ k0”到“ k16”鍵演奏從低 So 到高 DO等 16 個(gè)音，從而可以用來(lái)彈奏喜歡的樂(lè)曲。單片機(jī)技術(shù)使 我們可以利用軟 硬 件實(shí)現(xiàn)電子琴的功能，從而 實(shí)現(xiàn)電子琴的微型化 ， 可以用作玩具琴、音樂(lè)轉(zhuǎn)盤(pán)以及音樂(lè)童車(chē)等等。湖南工學(xué)院 1 第 1 章 前言 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)背景 隨著電子科技的飛速發(fā)展，電子技術(shù)正在逐漸改善著人們的學(xué)習(xí)、生活、工作，因此開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來(lái)一點(diǎn)生活上的樂(lè)趣。 基于當(dāng)前市場(chǎng)上的 玩具市場(chǎng)需求量大 ， 其中電子琴就是一個(gè)很好的應(yīng)用方面。 并且可以進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)意義 該設(shè)計(jì)具 有 以下優(yōu)點(diǎn)： (1)可以隨意彈奏想要表達(dá)的音樂(lè) ； (2)制作簡(jiǎn)單，成本低。其次，在這次設(shè)計(jì)可行性上進(jìn)行分析如下： 經(jīng)濟(jì)可行性： 所謂經(jīng)濟(jì)可行性，即在這次設(shè)計(jì)上需要投入資金的多少，由于競(jìng)賽設(shè)計(jì)是沒(méi)有項(xiàng)目資金，沒(méi)有開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)，因此在經(jīng)濟(jì)上必須能夠承受，比較理想化的項(xiàng)目對(duì)于我們畢業(yè)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是不可行的。 技術(shù)可行性： 技術(shù)可行性主要是分析技術(shù)條件上是否能夠順利開(kāi)展并完 成開(kāi)發(fā)工作，硬件、軟件能否滿足設(shè)計(jì)者的需要等。 綜上所述，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)已經(jīng)明確，在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上均可行，因此本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是完全可行的。將 220V 交流電經(jīng)變壓器降壓， 再經(jīng)過(guò) 整流 、濾波，獲得 + 直流電壓。 但該設(shè)計(jì)方案制作成本高且復(fù)雜。 方案三：采用 AT89S52 單片機(jī)進(jìn)行控制，由于其性?xún)r(jià)比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間達(dá)到 8K，使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級(jí)，使用方便，抗干擾性能提高。該設(shè)計(jì)有 16 個(gè)按鈕矩陣，設(shè)計(jì)成 16 個(gè)音 ，可以實(shí)現(xiàn)音階在低音 4高音 5 之間。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明 系統(tǒng)組成及總體框圖 硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。該設(shè)計(jì)具有 11 個(gè)音節(jié)的鍵盤(pán)，用戶可以根據(jù)樂(lè)譜在鍵盤(pán)上進(jìn)行演奏，音樂(lè)發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過(guò)揚(yáng)聲器將音樂(lè)播放出來(lái)。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(lè)，因?yàn)樗鼪](méi)有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路。 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 顯示電路 本次設(shè)計(jì)的顯示電路采用 LCD液晶顯示。 鍵盤(pán)掃描 AT89S52 液晶顯示 蜂鳴器播放音樂(lè) 電源部分 湖南工學(xué)院 3 部分功能模塊原理圖 AT89S52 模塊電路原理圖 單片機(jī)主程序模塊通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)掃描程序信號(hào)的讀取，在通過(guò)調(diào)出對(duì)應(yīng)的子程序，取出液晶顯示的編碼和定時(shí)器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號(hào)。 圖 AT89S52 模塊電路原理圖 LCD 液晶顯示模塊電路原理圖 圖 LCD 液晶顯示模塊電路原理圖 湖南工學(xué)院 4 音頻處理模塊電路原理圖 由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力不夠，在處理音符信號(hào)時(shí)，需加功率放大裝置，因 LM324芯片具有低功耗、高增益的特點(diǎn)，這合適單片機(jī)低 功耗輸出，所以加裝 LM324音頻信號(hào)放大器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。 音樂(lè)相關(guān)知識(shí) 樂(lè)音聽(tīng)起來(lái)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(lè)音是用 C、 D、 E、F、 G、 A、 B表示的，這 7個(gè)字母就是樂(lè)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(lè)音的發(fā)音，所以叫唱名。 一首音樂(lè)是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對(duì)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(duì)應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂(lè)。 湖南工學(xué)院 5 節(jié)拍實(shí)際上就是音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，在單片機(jī)系統(tǒng)中可以用延時(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果 1/4拍的延時(shí)是 ，則 1拍的延時(shí)是 ，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)。 對(duì)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(lái)完成。 在本實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)工作于 12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T1，工作模式為 1，改變計(jì)數(shù)值 TH1和 TL1可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)，在此情況下，C調(diào)的各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T的對(duì)照如下表： 表 音符頻率與計(jì)數(shù) 值 T 的對(duì)照表 音符 頻率（ HZ） 計(jì)數(shù)值（ T 值） 音符 頻率（ HZ） 計(jì)數(shù)值（ T值） 低 1DO 262 63628 4FA 740 64860 1DO 277 63737 中 5SO 784 64898 低 2RE 294 63835 5SO 831 94934 2RE 311 63928 中 6LA 880 64968 低 3MI 330 64021 6LA 932 64994 低 4FA 349 64103 中 7SI 968 65030 4FA 370 64185 低 1DO 1046 65058 低