基于AT89S52单片机演奏音乐系统的设计（终稿）.docVIP

PAGE  PAGE 31 目 录 第1节 引 言………………………………………………………………………3 1.1 单片机发音概述…………………………………………………………3 1.1.1 音调………………………………………………………………… 3 1.1.2 节拍……………………………………………………………………5 1.1.3单片机演奏音乐的方法………………………………………………6 1.2本次设计的任务和主要内容………………………………………………6 第2节 系统的主要硬件电路的设计………………………………………………7 单片机控制系统原理……………………………………………………7 芯片的选用 ………………………………………………………10 AT89S52演奏音乐系统组成框图…………………………………11 AT89S52演奏系统PROTEI仿真图 ………………………………11 AT89S52演奏系统PCB图…………………………………………11 单片机主机系统电路 ……………………………………………………12 时钟频率 …………………………………………………………12 晶振电路 …………………………………………………………12 音调显示电路……………………………………………………13 发音电路 …………………………………………………………13 供电及复位电路 …………………………………………………13 系统的软件设计 ………………………………………………………14 主程序 ………………………………………………………………14 主程序流程图 ……………………………………………………14 主程序 ……………………………………………………………15 结 束 语 ……………………………………………………………………20 参 考 文 献20 附 表………………………………………………………………………21 第1节 引 言 单片机发音概述 由于单片机的强大功能，除了在测试控制领域中有着广泛的应用外，还有一些而有趣的应用。比如，使用单片机可以驱动蜂鸣器或者扬声器发??声音，还可以控制其发出不同的声调，从而连接起来构成一个曲子。 目前，市场上有很多种音乐模块或者音乐芯片，可以直接产生各种曲子。但是，这种模块价格比较昂贵，电路结构比较复杂。如果系统中仅需要产生简单的音符或者简短的曲子，可以使用单片机配合简单的扬声器而产生需要的音乐效果。 一般说来，单片机不像其他专业乐器那样能奏出多种音色的声音，即不包含相应幅度的谐波频率。单片机演奏的音乐基本都是单音频率。因此单片机演奏音乐比较简单，只需要清楚“音调”和“节拍”。 音调表示一个音符唱多高的频率 节拍表示一个音符唱多长的时间 1.1.1音调 音调是音乐学中的名词，与平时所说的音高十分相似。在音乐中常把中音C上方的A音定为标准音高，其频率为 f = 440Hz，其余音均与其进行比较。  SKIPIF 1 0 和 SKIPIF 1 0 为两个音符，如果两个音符的频率相差一倍时，即 SKIPIF 1 0 时，则称 SKIPIF 1 0 比  SKIPIF 1 0 高一个倍频程。 在音乐中音符1（do）与音符ⅰ之间正好相差一个倍频程，在音乐学中称它相差一个八度音。在一个八度音里，有12个半音。以1--ⅰ八音区为例。12个半音是：1--#1， #1--2，2--#2，#2—3，3—4,4--#4,#4—5,5--#5,#5—6,6--#6,#6—7,7--ⅰ。由于人耳的听觉效果，这12个音节的分度基本上是以对数关系来划分的。只要知道了这12个音符的音高，也就是其基本的音乐的频率，就可以根据音符之间的倍频程关系得到其他音符基本的音调频率。 知道了一个音符的频率后，便可以让单片机发出相应的频率的振荡信号，从而产生相应的音符声音。常采用的方法是通过单片机的定时器进行定时中断，在中断服务子程序中 将单片机上外界扬声器的I/O口来回置高电平或置低电平，从而让扬声器发出声音。为了让单片机发出不同频率音符的声音，只需将定时器预置不同的定时值来实现。 以标准音高A为例： 标准音高A的频率 f=440Hz,其对应的周期为：  SKIPIF 1 0  （1-1） 因此需要在单片机I/O口输出周期为 T=2272us的方波脉冲，如图1-1所示 图1-1单片机控制音调示意图 由上图可知： 单片机输出高电平和低电平信号均为：