C51音乐播放器.doc

课 程 设 计 姓名： 学号： 班级： 组员： 目 录 1 设计题目．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．３ 2 概述 ３ ２.1单片机数字音乐盒有关介绍 ３ ２.2 本设计任务 ５ 3总体方案论证与设计 ７ 3.1 单片机的选取 ７ 3.2 LED显示方式 ８ 3.3 系统总体结构框图 ８ 4 系统硬件设计 ９ 4.1 AT89C51 芯片功能和硬件连接 ９ 4.2 LED显示器 １１ 4.3 键盘 １２ 4.4 音频输出部分 １２ 4.5 整体硬件电路 １４ 4.6原理说明．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１４ 5 系统软件设计 １５ 5.1 主模块的设计 １５ 5.2 外部中断源系统设计 １６ 5.3 基本显示模块设计 １９ 5.4 系统初始化程序 １９ 5.5音调、节拍以及编码的确定方法 １９ 6 调试结果 ２１ 6.1 系统总电路图 ２１ 总 结 ２２ 参考文献 ２３ 附件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．２４ 1.设计题目 基于C51的音乐发生器设计 概述 2.1单片机数字音乐盒有关介绍 电子音乐已广泛地应用于社会生活的各个领域。其类型从音乐卡片到CD、MP3 等多种多样，制作原理也各不相同。声音是通过振动产生的。单片机对某一I/O引脚以一定的频率循环置1和清0，这一引脚便产生一定频率的方波，该方波通过放大后作用于扬声器便产生一定频率的声音。若改变输出方波的频率，产生的声音也就改变了。通过控制输出方波的时间长短,声音的长短也就得到控制。因此，根据乐谱，单片机就可产生电子音乐。音乐中最关键的两个要素是音符和节拍。单片机控制的音乐发生器系统由硬件电路和软件两部分构成。利用单片机控制的电子音乐发生器软硬件上具有独特的优点，系统的开发周期短，成本低，电路制作容易。更换歌曲时，硬件电路无需作任何修改，只需修改软件即可实现。软件编程时，可用51系列单片机的汇编语言或C51语言实现。同时还可根据个人的习好通过软件改变节拍的延时时间，增加电子音乐的趣味性。 2.1.1发音原理介绍 发音原理：播放一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。首先要了解对应的音调，音调主要由声音的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。） 定时器/计数器0的定时时间为：T/2=1912/2=956 定时器956的计数值=定时时间/机器周期=956/1=956(时钟频率=12MHZ) 装入T0计数器初值为65536-956=64580 将64580装入T0寄存器中，启动T0工作后，每计数956次时将产生溢出中断，进入中断服务时，每次对P0.3引脚的输出值进行取反，就可得到中音DO（523HZ）的音符音频。将51单片机内部定时器工作在计数器模式0下，改变计数初值TH0,TL0以产生不同的频率。 下表1.1是C调各音符频率与计数初值T的对照表： 表1.1 C调各音符频率与计数初值T的对照表 音符 频率（Hz) 音符 频率（Hz) 低1DO 1DO 523/64580 低2RE 2RE 589/64687 低3M3M 661/64780 低4FA4FA 700/64822 低5SO5SO 786/64900 低6LA 441/64402 中6LA 882/64969 低7SI 7SI 990/65031 高1DO5SO 1568/65217 高2RE 1245/65134 高6LA 1760/65252 高3M 1318/65157 高7SI 1967/65282 高4FA 1397/65178 2.1.3 节拍频率的产生 节拍的产生与编码： 音乐中的节拍用延时时间产生。例如，1拍=0.4s，1/4拍=0.1s，以此类推。假设1/4拍执行一次延时程序，则1/2拍就执行两次延时程序，所以只要求出1/4拍的延时时间，其余节拍就是它的倍数。为了方便，将节拍数也进行了编码，并且计算了乐谱节拍编程时的延时时间，如表1.3和表1.4所示。 表1.3 节拍数编码表 按1/4拍为一个延时时间的节拍编码与节拍对应的表 按1/8拍为一个延时时间的节拍编码与节拍对应的表 节拍编码 节拍 节拍编码 节拍 节拍编码 节拍 节拍编码 节拍 1 1/4 6 6/4 1 1/8 6 6/8 2 2/4 8 8/4 2 2/8