【正文】 P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1R21 0 kR31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 kR71 0 kR81 0 kR91 0 k 圖 24 鍵盤電路圖 鍵盤掃描模塊的工作原理 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，閉合的鍵位于低 電 平線與 4根行線相交叉的 4個按鍵之中。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，可進入確定具體哪個鍵閉合的過程。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。 鍵盤接口必須具有的 4 個基本功能。抖動的持續(xù)時間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為 5— 20mm。去抖問題可通過軟件延時或硬件電路解決。被按鍵識別：如何識別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此需要設(shè)置入口、輸出口一個，該方法在微機系統(tǒng)中被廣泛使用。 4）鍵碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在內(nèi)存區(qū)中建立一個鍵盤編碼表，通過查表獲得被按鍵的鍵碼。 按鍵子程序流程圖如下： 9 K1鍵按下數(shù)碼管顯示0并播放DO的低音K2鍵按下數(shù)碼管顯示1并播放re的低音K3鍵按下數(shù)碼管顯示2并播放mi的低音K4鍵按下數(shù)碼管顯示3并播放fa的低音K5鍵按下數(shù)碼管顯示4并播放so的低音K6鍵按下 數(shù)碼管顯示5并播放la的低音K7鍵按下 數(shù)碼管顯示6并播放si的低音K8鍵按下 數(shù)碼管顯示7并播放do的中音 按 鍵 流 程 子 程 序 圖 （ a ） 10 K 9 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 8 并 播 放 f a 的中 音K 1 0 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 9 并 播 放 s o 的中 音K 1 1 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 A 并 播 放 l a 的 中音K 1 2 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 b 并 播 放 s i 的 中音K 1 3 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 c 并 播 放 d o 的 高音K 1 4 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 d 并 播 放 r e 的 高 音K 1 5 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 e 并 播 放 m i 的 高 音K 1 6 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 f 并 播 放 f a 的 高 音K 1 7 按 下單 片 機 處 于 彈 奏 模 式K 1 8 按 下單 片 機 處 于 演 唱 模 式 圖 25 按鍵流程子程序圖（ b） 數(shù)碼管工作原理及電路圖 共陽數(shù)碼管應(yīng)將公共極接到 +5V，共 7 個發(fā)光二極管組成。當某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。 驅(qū)動方式：要使數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，數(shù)碼管的驅(qū)動方式可分為以下兩種： ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個發(fā)光二極管都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或 者使用如 BCD碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。 ② 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示是在單片機驅(qū)動數(shù)碼管顯示方式中應(yīng)用廣泛的一種，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 7 個顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g的同名端連在一起，此外為每個數(shù)碼管的公共極增加位選通控制電路，位選通是由各自獨立的 I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數(shù)碼管中的 LED 都會接收到相同的字形碼，單片機對位選通端電路的控制決定到底數(shù)碼管會顯示出什么字形，因此要使得數(shù)碼 管就顯示出需要的字形只要將需要顯示的數(shù)碼管的相應(yīng)選通控制打開，而沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。依據(jù)不同的按鍵，數(shù)碼管會依次顯示從 1 到 F。 //顯示需要顯示的數(shù)值 } 在輸出時只需設(shè)置對應(yīng)的代碼即可。可以利用不同的頻率的組合，來構(gòu)成所想要的音樂，而對于單片機來說，產(chǎn)生不同的頻率則非常方便。 若要產(chǎn)生音頻脈沖 ，則需要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），半周期的時間為周期除以 2。就可在 P3^7 引腳上得到此頻率的脈沖。 計數(shù)脈沖值與頻率： N＝ fi247。 fr。 計數(shù)初值 T 的求法： T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。 fr 例如：設(shè) K＝ 65536， fi＝ 1MHz，求低音 DO（ 261Hz）、中音 DO（ 523Hz）、高音 DO（ 1046Hz）的計數(shù)值。 2247。 2247。 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，這是唱曲時樂音的發(fā)音，所以叫唱名。一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個音符對應(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，構(gòu)成音樂。因此可以設(shè)置低音 do到超高音 do的定時初值表程序段如下： unsigned int code tab[]= //音符初值表低音 1———— 超高音 1 { 63627,63835,64021,64103, //低音 1 2 3 4 64260,64400,64524,64580,//低音 5 6 7 中音 1 64684,64777,64820,64898,//中音 2 3 4 5 64968,65030,65058,65110,//中音 6 7 高音 1 2 65157,65178,65217,65252,//高音 3 4 5 6 65283,65297 //高音 7 超高音 1 }。 unsigned long t2。 t1 t。 t2 8000。 TR1 = 0。 讀出的每個音符由三個數(shù)字構(gòu)成，第一個數(shù)字代表音符；第二個數(shù)字代表音高，默認 1 代表低八度， 2 代表中八度， 3 代表高八度；第三個數(shù)代表節(jié)拍，此處用 1代表 16 分音符， 2代表 8 分音符， 3代表 4 分音符， 4代表 2分音符，而0用來表示停頓，以區(qū)分連音。 //控制音調(diào) TL1 = timerl。 //啟動 T1, 由 T1 輸出方波去發(fā)音 delay(time)。//第 i個是音符 , 第 i+1 個是第幾個八度 timerh = tab[k]/256。 //計數(shù)值低位 time = mid[i + 2]。 //每隔三個數(shù)讀一個音符 if(mid[i+2]== 0 ) //設(shè)置發(fā)音時長為 0時停頓 { delay10ms()。 //發(fā)出一個音符 15 } 在音樂播放完畢之后，自動跳出該程序段，進入按鍵掃描程序段。 二極管的工作原理：發(fā)光二極管通常稱為 LED，它們雖然名不見經(jīng)傳，卻是電子世界中真正的英雄。 它們用途廣泛，例如它們可以組成電子鐘表表盤上的數(shù)字，從遙控器傳輸信息，為手表表盤照明并在設(shè)備開啟時向您發(fā)出提示。 實質(zhì)上， LED 是一種容易裝配到電子電路中的微型燈泡。 二極管是最簡單的一種半導體設(shè)備。大多數(shù)半導體是由不良導體摻入雜質(zhì)（另一種材料的原子）而形成的，而摻入雜質(zhì)的過程稱為摻雜。 在純凈的砷化鋁鎵中，每個原子與相鄰的原子聯(lián)結(jié)完好，沒有多 余的自由電子（帶負電荷的粒子）來傳導電流。無論是自由電子數(shù)目的增多還是空穴數(shù)目的增多，都會增強材料的導電性。在N型材料中，自由電子能夠從帶負電荷的區(qū)域移往帶正電荷的區(qū)域。 一個二 極管由一段 P型材料同一段 N 型材料相連而成，且兩端連有電極。當二極管兩端不 16 加電壓時， N 型材料中的電子會沿著層間的 PN 結(jié) (junction)運動，去填充 P 型材料中的空穴，并形成一個耗盡層。 要使耗盡層消失，必須使電子從 N 型區(qū)域移往 P 型區(qū)域，同時空穴沿相反的方向移動。P型材料中的空穴被正極排斥，又被負極吸引；而 N型材料中的自由電子會沿反方向移動。隨著耗盡層消失，電荷就可以通過二極管。 P 型材料中帶正電的空穴則會被吸引到負極上， N 型材料中帶負電的電子會被吸引到正極上。 在這種情形下，空穴同電子之間的相互作用會產(chǎn)生一個副作用 —— 發(fā)光 !光是一種能量形式，可由原子釋出。這些粒子稱為光子，是光的最基本單位。在原子結(jié)構(gòu)中，電子在原子核周圍的軌道中運動。通常，能量更高的電子在離原子核更遠的軌道中運動。反過來，電子從高能軌道跌落至低能軌道時則會釋出能量。能量差約大，釋出的光子能量就越大，繼而表現(xiàn)為更高的頻率。這一過程涉及電子從傳導帶到低軌道的跌落，因而電子會以光子的形式釋放出能量。 17 D1L E D B L U ED2L E D B L U E 圖 210二極管顯示模塊電路原理圖 鍵盤控制單片機模式模塊 利用兩個鍵盤來控制單片機是彈奏還是演唱。 3 仿真模型構(gòu)建 本軟件設(shè)計關(guān)鍵是要實現(xiàn)一種由單片機控制的多功能音樂播放器，它由 16個音節(jié)組成的的鍵盤，用戶可以根據(jù) 樂譜在鍵盤上進行演奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)用戶的彈奏，通過揚聲器將音樂播放出來；而且也可以演唱預(yù)存的音樂。 節(jié)拍實際上就是音持續(xù)時間的長短，在單片機系統(tǒng)中可以用延時來實現(xiàn)，如果 1/4 拍的延時是 秒，則 1拍的延時是 秒，只要知道 1/4 拍的延時時間，其余的節(jié)拍延時時間就是它的陪數(shù)。 對于不 同的曲調(diào)我們也可以用單片機的另外一個定時 /計數(shù)器來完成。 在本實驗中，單片機工作于 12MHZ 時鐘頻率，使用其定時 /計數(shù)器 T0，工作模式為 1，改變計數(shù)值 TH0 和 TL0 可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號，在此情況下，C調(diào)的各音符頻率與計數(shù)值 T的對照如下表： 表 T的對照表 音符 頻率（ HZ） 計數(shù)值（ T值） 音符 頻率（ HZ） 計數(shù)值（ T值） 低 1DO 1DO 低 2RE 2RE 低 3MI 低 4FA 4FA 低 SO 5SO 低 6LA 6LA 低 7SI 中 1DO 1DO 中 2RE 2RE 中 3MI 中 4FA 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 466 494 523 554 587 622 659 698 63628 63737 63835 63928 64021 64103 64185 64260 64331 64400 64463 64524 64580 64633 64633 64884 64732 64820 4FA 中 5SO 5SO 中 6LA 6LA 中 7SI 低 1DO 1DO 高 2RE 2RE 高 3MI 高 4FA 4FA 高 5SO 5SO 高 6LA 6LA 高 7SI 740 784 831 880 932 968 1046 1109 1175 1245 1318 1397 1490 1568 1661 1760 1865 1967 64860 64898 94934 64968 64994 65030 65058 65085 65110 65134 65157 65178 65198 65217 65235 65252 65268 65