可编程音乐演奏器.docx
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可编程音乐演奏器
单片机原理与接口技术
——课程设计报告
名称：
可编程音乐演奏器
姓名：
*******
学号：
*******
班级：
********
指导教师：
********
完成时间：
2013年6月22日
一、设计原因3
二、设计思路3
1、总体方案3
2、硬件部分3
（1）、硬件电路图4
（2）、电路分析4
（3）、所需器件5
3、软件部分5
（1）程序及分析5
（2）音符频率表8
三、程序流程图9
四、心得体会10
五、参考文献10
一、设计原因：
随着科技的进步，各种高科技玩具应运而生，各种智能玩具层出不穷。
如果给玩具添加更多功能，那么，此种玩具就具有更强的竞争力。
故此，给玩具添加音乐演奏功能不失为良策。
此外，音乐演奏器还可以应用于多种领域，比如可应用于门铃、闹铃等各种系统。
总之，音乐演奏器有广泛的用途，且具有很强的生命力。
用单片机来实现音乐演奏的功能，既简单轻便，又易于实现，并且成本比古典乐器低廉许多。
最重要的是，基于单片机控制的音乐演奏器能发出一般乐器难以实现的音效。
在网上搜各种曲谱均可以用单片机来实现其音效。
二、设计思路
1、总体方案
音乐演奏器的主体由单片机构成，通过控制定时器时间的不同可以产生不同频率的方波，用于驱动喇叭发出不同的音符，再利用延时来控制发音时间的长短，即可控制节拍，把乐谱中的音符和相应的节拍变换成时常数和延迟常数，做成数据表格存放在存储器中。
由程序查表得到定时常数和延迟常数，分别用以控制定时器产生方波的频率和发出该方波的持续时间。
当延迟时间到时，再查下一个音符的定时常数好延迟常数，依次进行下去。
利用定时器T0以方式1工作，产生各音符对应频率的方波，由P3.0输出驱动喇叭发音。
节拍控制通过改变调用延时子程序D200（延时200ms）的次
数来实现，以每拍800ms为例，一拍需循环调用D200延时子程序4次，同理，半拍就需要调用两次，设晶振频率为12Mhz，乐曲中的音符、频率、定时常数的关系可以参照有关表格。
2、硬件部分
（1）、电路图：
（2）电路分析：
此电路主要包括了单片机最小系统、按键电路及发声电路三部分，单片机采用的是ATMEL公司生产的AT89C51型号芯片，最小系统采用12MHZ的晶振，运行速度快，EA接高电平，P1口接八个按键并分别接上拉电阻，每当按键按下的时候，所对应的I/O口就接地；P3.3口接蜂鸣器，用以输出音频信号，三极管的作用是对单片机的输出信号进行放大，一边人耳能听到清晰的声音，准确分辨出声音的频率高低、节奏变化。
（3）、所需器件：
AT89C51单片机一片
12MHZ晶振一个
22pF电容2个
微动按键9个
蜂鸣器1个
电阻若干
3、软件部分
（1）程序及分析
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
sbittone=P3^3;定义P3.3口为音频的输出口
unsignedchartimer0h,timer0l,time;
ucharcodekey[]={
0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf定义P1口，分别表示八个按键
};
ucharcodetab[]={
0xfc,0x43,
0xfc,0xab,
0xfd,0x08,
0xfd,0x32,
0xfd,0x81,
0xfd,0xc7,
0xfe,0x05,
};以上为7个音符的初值
codeunsignedcharyf[]=
{
3,2,2,6,2,2,7,2,2,5,2,2,3,2,2,6,2,2,7,2,2,5,2,2,7,2,2,1,3,2,2,3,4,
7,2,2,1,3,2,2,3,4,2,3,1,3,3,1,2,3,1,1,3,1,7,2,2,5,2,2,
2,3,1,3,3,1,2,3,1,1,3,1,7,2,2,5,2,2,6,2,2,2,2,2,5,2,4,6,2,2,2,2,2,5,2,4,
0,0,0};为要播放的音乐曲谱
codeunsignedcharFREQH[]={
0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8,
0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC,
0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,
0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF,};
频率-半周期数据表高八位
本软件共保存了四个八度的28个频率数据
codeunsignedcharFREQL[]={
0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6,
0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F,
0xEE,0x44,0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,
0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16,
频率-半周期数据表低八位
};
ucharj;
voiddelay0（）延时程序
{
uchara,b,c;
for（a=5;a>0;a--）
for（b=100;b>0;b--）
for（c=100;c>0;c--）;
}
voiddelay（unsignedchart）
{unsignedchart1;
unsignedlongt2;
for（t1=0;t1{
for（t2=0;t2<2000;t2++）
}
TR0=0;}
voidsong（）
{
TH0=timer0h;
TL0=timer0l;
TR0=1;
delay（time）;
}
voidmain（）
{
unsignedchark,i;
P1=0xff;
P3=0x00;
TR0=0;
if（P1==0x7f）
{
TR0=1;
TMOD=0x01;
EA=1;
ET0=1;
while
（1）
{
i=0;
while（i<55）{
k=yf[i]+7*yf[i+1]-1;
timer0h=FREQH[k];
timer0l=FREQL[k];
time=yf[i+2];
i=i+3;
song（）;}}}
else
{
TMOD=0x10;
EA=1;
ET1=1;
P1=0xff;
while（P1!
=0xff）
{
delay0（）;
for（j=0;j<7;j++）
if（P1==key[j]）
{
break;
}
TH1=tab[2*j];
TL1=tab[2*j+1];
TR1=1;
while（P1!
=0xff）;
TR1=0;}}}
voidt0int（）interrupt1中断响应
{
TR0=0;
tone=!
tone;
TH0=timer0h;
TL0=timer0l;
TR0=1;
}
voidt1int（）interrupt3中断响应
{
TH1=tab[2*j];
TL1=tab[2*j+1];
tone=!
tone;}
（2）音符频率表
音符频率表
音符
频率（HZ）
简谱码（T值）
音符
频率（HZ）
简谱码（T值）
低1 DO
262
63628
#4FA#
740
64860
#1 DO#
277
63731
中5SO
784
64898
低2 RE
294
63835
#5SO#
831
64934
#2RE#
311
63928
中6LA
880
64968
低3M
330
64021
#6
932
64994
低4FA
349
64103
中7SI
988
65030
#4FA#
370
64185
高1DO
1046
65058
低5SO
392
64260
#1DO#
1109
65085
#5SO#
415
64331
高2RE
1175
65110
低6LA
440
64400
#2RE#
1245
65134
#6
466
64463
高3M
1318
65157
低7SI
494
64524
高4FA
1397
65178
中1DO
523
64580
#4FA#
1480
65198
#1DO#
554
64633
高5SO
1568
65217
中2RE
587
64684
#5SO#
1661
65235
#2RE#
622
64732
高6LA
1760
65252
中3M
659
64777
#6
1865
65268
中4FA
698
64820
高7SI
1967
65283
三、程序流程图
硬件自动TF1=0
四、心得体会
（1）学习单片机的课时不多，对单片机的硬件设计，软件设计掌握的深度不够，但通过此次课程设计，明显的改善了，首先对于硬件电路的工作原理有了进一步的学习，同时有了一个提升；软件方面，在程序的设计，程序的调试方面都有了很大的进步。
（2）在一个好的氛围里才能踏下心来做东西，在这一段时间里，寝室成员都认真对待这次课程设计，除了自己做好自己的课题外，在遇到不懂的地方互相讨论，查阅资料，互助解决问题。
另外在编程中出现问题时，一定要戒骄戒躁，脚踏实地，认真看书，仔细分析，仔细调试，就一定会发现错误。
我们也是这么做的，这一点在这次的课程设计中十分重要。
（3）通过这次课程设计，我体会到了成功的喜悦，听着自己设计的程序下载到单片机中播放出音乐,心理非常自豪。
这次的课程设计在一定程度上改变了我学习单片机这门课程的态度，从最初的认为学它没有什么实际意义，到如今爱上单片机学习，并希望能将理论运用到实践，设计出更好更完整的系统。
我明白了一个人要想做好一件事，就必须具备自信心，耐心，还要有毅力，要胆大心细，要勇于尝试，要手脑并用，最后才能交出一份令人满意的答卷。
五、参考文献
[1]许珉.单片机原理及应用[M].北京:
中国电力出版社,2007.08
[2]三恒星科技.MCS-51单片机原理与应用实例[M].北京：
电子工业出版社，2008.01
[3]王为青，程国钢.单片机KeilCx51应用开发技术[M].北京：
人民邮电出版社,2007.02
[4]JohnMarkus.电子电路大全[M].北京：
计量出版社，1995
[5]阎石.数字电子技术基础[M].北京：
高等教育出版社，1998.12，第4版[6]邓元庆.数字电路与逻辑设计[M].北京：
电子工业出版社，2001
[5]陈海宴51单片机原理及应用[M]北京航空航天大学出版社
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