单片机课设电子音响.docx

1、单片机课设电子音响专业综合实验报告专业：电子信息工程班级：姓名：学号：指导教师：2014年7月18日电子音响实验一、 设计目的了解计算机发出不同音调声音的编程方法。二、 设计内容用定时器产生不同频率的方法，组成的乐谱由单片机进行信息处理，经过 放大后用8031的P1.0 口输出音乐。三、 预备知识1.单片机8031和8051是最常见的mcs51系列单片机，是inter公司早期的成熟的单 片机产品，应用范围涉及到各行各业，下面介绍一下它的引脚图等资料。00532 ONLYf T3 PhO C pm 匚 、 p;,l 匚 ptd匸P1.*C FUBCM.6 C RjqRET匚 HMD P|4 匚

2、TXD Pit 匚 丽 P.l C iSfl P3.3 匚 n MJ匚T1 P3J CWA MJ CRfl P37 匚XUU仁 XTAM 匚 Vh Clu14t5lflM 23 v(j(j M57妬H 拙1333 阳30抽312T划nrac ADOM l AO1ra 3 4D2 网,1TO.T FT FT- 1 h T L* * F f l fl河阿金灵网啓岡凤岡i5rzdtzl-A rzdws z-utoks SK* ffi uza mux frufiftPad(LCC, PLCC)MU (AD曲 P4l4(A(M) pafl (ADC)NT (AD7)GVVff4 wAU/PWO nNM糊

3、 HUH砂27W-3*EPROM onlyFigure MCS-61 Connections8031,8051引脚功能(1)主电源引脚Vss和Vcc1Vss接地2Vcc正常操作时为+5伏电源(2)外接晶振引脚XTAL1和XTAL21XTAL1引脚18，内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个 引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。2XTAL2引脚19，内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一 端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。(3)控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD, ALE/PROG, PSEN，EA/VPPRST/VPD:引脚9，复位输入信号。当振荡器运行时

4、，在此引脚上出现 两个机器周期的高电平(由低到高跳变)，将使单片机复位在 Vcc掉电期间， 此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数 据。ALE/PROG：引脚30,地址锁存有效信号，其主要作用是提供一个适当的 定时信号，在它的下降沿用于外部程序存储器或外部数据存贮器的低 8位地址锁存，使总线P0输出/输入口分时用作地址总线（低8位）和数据总线,此信号 每个机器出现2次只是在访问外部数据存储器期间才不输出 ALE。所以，在任何不使用外部数据存贮器的系统中，ALE以1/6振荡频率的固定速率 输出，因 而它能用作外部时钟或定时，8751内的EPROM编程时，此端输编

5、程脉冲信 号。3PSEN:引脚29,程序选通有效信号，当从外部程序存贮器读取指令时产 生，低电平时，指令寄存器的内容读到数据总线上。外部程序存储器读选通信 号输出端，在从外部程序存储取指令 （或数据）期间，在每个机器周期内两次 有效。同样可以驱动八LSTTL输入。4EA/VPP：引脚31，当保持TTL高电平时，如果指令计数器小于4096， 8051执行内部ROM的指令，8751执行内部EPROM的指令，当使TTL为低电 平时，从外部程序存贮器取出所有指令，在8751内的EPROM编程时，此端为 21V编程电源输入端。对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上 加21伏EPROM编程

6、电源（Vpp ）。（4）串行口1P0.0P0.7:通道0，它是8位漏极开路的双向I/O通道，当扩展外部存 贮器时，这也是低八位地址和数据总线，在编程校验期间，它输入和输出字节 代码，通道0吸收/发出二个TTL负载。2P1.0P1.7:通道1是8位拟双向I/O通道，在编程和校验时，它发出低 8位地址。通道1吸收/发出一个TTL负载。3P2.0P2.7:通道2是8位拟双向I/O通道，当访问外部存贮器时，用作高 8位地址总线。通道2能吸收/发出一个TTL负载。4P3.0P3.7通道3准双向I/O通道。通道3能吸收/发出一个TTL负载， P3通道的每一根线还有另一种功能：P3.0:RXD,串行输入口。

7、P3.1:TXD,串行输出口。P32INT0,外部中断0输入口。P33INT1,外部中断1输入口。P34T0,定时器/计数器0外部事件脉冲输入端。P3.5:T1,定时器/计数器1外部事件脉冲输入端由于8031其优越性:1.内部flash支持IAP编程,非常便于现场或远程软件修改，调试，升级，也可保护数据.简化了系统设计，省去了通常外部扩展的24XX系列 或93XX系列或小容量并行ETPROM,元件数减少，PC面积减小，系统可靠性增加, 总体成本下降2保密性好 3片内FLASH容量大，空间利用率高 4性能价格比 及高，所以对于本次电子音箱设计，采用8031单片机。2、蜂鸣器蜂鸣器是一种一体化结构

8、的电子讯响器 ，采用直流电压供电，广泛应用于 计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时 器等电子产品中作发声器件。单片机上面使用的蜂鸣器一般都是无源电磁式的蜂鸣器 。它由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号 电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互 作用下，周期性地振动发声。3、 要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期 （1/频率），然后将此周期 除以2，即为半周期的时间，利用计时器计时（此半周期时间），计时到后即 反向输出，重复此过程即得到此频率的脉冲。4、 让定时器工作在计数方式，改变计数值T

9、HO及TLO,以产生不同的频 率。5、 每个音符使用一个字节，字节的高四位代表音符的高低，低四位代表音 符的节拍。6、 低音1至高音1所对应的频率（Hz）依次是：131、147、165、175、 196、220、247、262、294、330、349、392、440、494、523。乘以二就提 升该声音一个八度音阶，减半则降一个八度。四、设计线路图五、实验步骤1、 把P1.0用插针连至SIN插孔上。要输出某一曲调,必须知道此曲调所包 括的音符以及每个音符所占的节拍。一般说来，单片机演奏音乐基本都是单音 频率，它不包含相应幅度的谐波频率，也就是说不能象电子琴那样能奏出多种 音色的声音。因此单片机

10、奏乐只需弄清楚两个概念即可，也就是音调”和节 拍”。音调表示一个音符唱多咼的频率，节拍表示一个音符唱多长的时间。一个 音符用一个字节的代码表示，字节高四位代表音符高低，低四位代表音符的节 拍数。要产生音频信号，只要算出该音频的周期。利用定时器定时半个周期时 间，每当定时时间到达就将输出音频的 P1.0反相，然后重复定时半个周期，再 将P1. 0反相，如此反复就可在P1. 0引脚上得到该音频信号。只要改变计数 初值THO、TLO就可以产生不同的音频信号。2、 电子音响驱动区的短路片连下边 LB，选喇叭。3、 调试、运行程序（见后面）。将播放兰花草”歌曲。六、程序代码SPK EQU P1.0 ;蜂

11、鸣器所在端口ORG 0000HJMP STARTSTART:MOV R3,#00HNEXT:MOV A,R3MOV DPTR,#TABLE MOVC A,A+DPTR JZ STARTMOV R7,AINC R3MOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV R2,AACALLSONGINC R3SJMP NEXT;= 歌曲播放子程序 =SONG:MOV A,R2 ;取出节拍RL AJNZ KEEPMOV A,#01HKEEP:MOV R2,AREPEAT:ACALL EIGHTHDJNZ R2,REPEATRET产生1/8拍延时子程序EIGHTH:MOV A,R7 ;查表取出廷时参数，保存

12、到R4MOV DPTR,#DELAY_TMOVC A,A+DPTRMOV R4,AMOV A,R7 ;查表取出1/8拍周期数保存到R5MOV DPTR,#S_PARAMOVC A,A+DPTRMOV R5,ANEXTCYC:ACALLSOUNDDJNZ R5,NEXTCYCRET;= 发声子程序 =SOUND:SETB SPKACALLSDELAYCLR SPKACALLSDELAYRETSDELAY:MOV A,R4 ;廷时值在R4内MOV R0,AXL2:MOV R1,#03HDL1:NOPDJNZ R1,DL1DJNZ R0,XL2RET；=1/8拍周期表 =S_PARA:DS 1DHD

13、B 15H,16H,00DB 19H,00H,1CH,00H,1FH,21H,00H,25HDB 00H,29H,2CH,00H,31H,34H,37H,00HDB 3EH,41H,00H,49H,00H,52H,57H,00HDB 62H;= 延时参数表 =DELAY：DS 1DHDB 7EH,77H,00HDB 6AH,00H,5EH,00H,54H,4FH,00H,46HDB 00H,3FH,3BH,00H,35H,32H,2FH,00HDB 2AH,27H,00H,23H,00H,1FH,1DH,0C0HDB 1AH;= 歌曲表兰花草=TABLE:DW 2202H,2902H,2902

14、H,2902H,2906H,2702H ; 我从山中来DW 2502H,2702H,2502H,2402H,2208H ;带着兰花草DW 2E02H,2E02H,2E02H,2E02H,2E06H,2C02H ;种在小园中DW 2902H,2C02H,2D02H,2A02H,2908H ;祈祷花开早DW 2902H,2E02H,2E02H,2C02H,2906H,2702H ; 一日看三回DW 2502H,2702H,2502H,2402H,2206H,1D02H ; 看得花时过DW 1D02H,2502H,2502H,2402H,2206H,2902H ; 兰花却依然DW 2702H,250

15、2H,2402H,2002H,2208H ;苞也无一个DW 0000H ;END七、设计总结本次设计，编写软件使用的是汇编语言。因为汇编语言是面向机器硬件的 语言，助记符指令和机器指令一一对应，用汇编语言编写的程序效率高，占用 存储空间小，运行速度快，用汇编语言能编写出最优化的程序。能直接管理和 控制硬件设备（功能部件），它能处理中断，也能直接访冋存储器及I/O接口 电路。本次设计报告主要介绍了用单片机实现的音乐发生器的设计方法 。系统介绍了该电路的硬件构成和软件工作过程，系统以单片机8031为核心，主要采用 中断控制系统，结合所学的单片机的知识，实现系统的功能要求。设计中很好 的使软、硬件相结合，基本上达到了设计的要求。这次实验对我来说是一次不小的挑战，因为我不懂乐谱，所以刚开始对这 个实验一点头绪也没有。我把乐谱给简单地学习了一下，并上网查阅了用单片 机演奏乐曲的相关资料，现在能看懂一般曲子的简谱。这次的课程设计，让我 学到了很多书本上学不到的东西，学到了实际应用时，是取用成本的最小化， 做设计不仅要考虑大的方面，小的方面也必须做到完美。