单片机课程设计-电子音调发生器(学长不坑版).docx

单片机课程设计报告

电子音调发生器

班级：
姓名:
学号:
指导老师：

实验目的
1． 了解计算机发声原理。
2． 熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。
设计任务及要求
利用实验平台上的开关k0-k7和蜂鸣器设计电子音调发生器，要求：
1．利用实验平台上开关k0-k7进行音调选择，即拨动不同的开关产生不同的音调，依次
拨动K0~K7，蜂鸣器发出1234567i八个音调。
2．编写2支歌曲，并可进行选择播放。
工作原理及设计思路
音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系如表1 所示。要产生音频方波，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，每当计时到后就将输出方波的I/0 反相，然后重复计时此半周期时间再对
I/O 反相，就可在I/O 脚得到此频率的方波。在ZKS-03 实验仪上，产生方波的I/O 脚选用
P1.7，通过跳线选择器JP1 将单片机的P1.7 与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P1.7 输出不同
频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。另外，音乐的节拍是由延时实现的，如果1 拍为
0.4 秒，1/4 拍是0.1 秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。延时作为基本延时时间，
节拍值只能是它的整数倍，
每个音节相应的定时器初值 X 可按下法计算：
（1/2）*(1/f)=(12/fose)*(216-x)
即 x=216-(fose/24f)
其中f:音调频率，当晶振fose=11.0592MHz 时，音节“1”相应的定时器初值为x,则可得
x=63777D=F921H 其它的可同样求得。

实验设计
1.实现功能：
（1）能奏出1~i这8个音
（2）分别由2个开关控制2首歌曲的播放
2.程序流程图：

开始

判断按键

N
发音 播放音乐
Y
Y

N
是否放完 是否有按键

3.源程序
ORG 0000H
;启动按键判断程序:
;按下7个键分别对应1-i这8个音符
;2个开关控制2首歌曲的播放
KEYPRO:JB P1.2,KEY2
LJMP SOUND01 ;P1.2为0发“1”音
KEY2:JB P1.4,KEY3
LJMP SOUND02 ;P1.4为0发“2”音
KEY3:JB P1.5,KEY4
LJMP SOUND03 ;p1.5为0 发“3”音
KEY4:JB P1.6,KEY5
LJMP SOUND04 ;p1.6为0 发“4”音
KEY5:JB P3.2,KEY6
LJMP SOUND05 ;p3.2为0 发“5”音
KEY6:JB P3.3,KEY7
LJMP SOUND06 ;p3.3为0 发“6”音
KEY7:JB P3.4,KEYi
LJMP SOUND07 ;p3.4为0 发“7”音
KEYi:JB P3.5,GOMUS1
LJMP SOUND08 ;P3.5为0发“i”音
GOMUS1:JB P1.0,GOMUS2
LJMP PLAYSONG1 ;P1.0为0播放第一首音乐
GOMUS2:JB P1.1,KEYPRO
LJMP PLAYSONG2 ;P1.1为0播放第二首音乐，都为1则重新扫描
SOUND01:SETB P1.7 ;音调1的方波发生
MOV R3,#100 ;设循环初值，使开关在0时播放一段时间
MAIN01
MOV TMOD,#01H ;设置定时器t0工作方式1
MOV TL0,#44H
MOV TH0,#0FCH ;音调1对应初值FC44h
SETB TR0 ;启动t0工作
WAIT01:JNB TF0,WAIT01 ;定时未到，循环等待
CLR TF0 ;定时到，清tf0
CPL P1.7 ;由p1.7输出，信号取反

DJNZ R3,MAIN01
LJMP KEYPRO
SOUND02:SETB P1.7 ;音调2的方波发生
MOV R3,#100
MAIN02:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#0AEH
MOV TH0,#0FCH
SETB TR0
WAIT02:JNB TF0,WAIT02
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN02
LJMP KEYPRO
SOUND03:SETB P1.7 ;音调3的方波发生
MOV R3,#100
MAIN03:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#0AH
MOV TH0,#0FDH
SETB TR0
WAIT03:JNB TF0,WAIT03
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN03
LJMP KEYPRO
SOUND04:SETB P1.7 ;音调4的方波发生

MOV R3,#100
SETB P1.6
MAIN04:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#034H
MOV TH0,#0FDH
SETB TR0
WAIT04:JNB TF0,WAIT04
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN04
LJMP KEYPRO
SOUND05:SETB P1.7 ;音调5的方波发生
MOV R3,#100
MAIN05:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#82H
MOV TH0,#0FDH
SETB TR0
WAIT05:JNB TF0,WAIT05
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN05
LJMP KEYPRO
SOUND06:SETB P1.7 ;音调6的方波发生
MOV R3,#100
MAIN06:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#0D2H
MOV TH0,#0FDH
SETB TR0
WAIT06:JNB TF0,WAIT06
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN06
LJMP KEYPRO
SOUND07:SETB P1.7 ;音调7的方波发生
MOV R3,#100
MAIN07:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#06H
MOV TH0,#0FEH
SETB TR0
WAIT07:JNB TF0,WAIT07
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN07
LJMP KEYPRO
SOUND08:SETB P1.7 ;音调i的方波发生
MOV R3,#100
MAIN08:
MOV TMOD,#01H
MOV TL0,#22H
MOV TH0,#0FEH
SETB TR0
WAIT08:JNB TF0,WAIT08
CLR TF0
CPL P1.7
DJNZ R3,MAIN08
LJMP KEYPRO
KEY:JMP KEYPRO
PLAYSONG1: ;歌曲1的播放程序
MOV R0,#00H ;节拍表指针置零
MOV R1,#00H ;音符表指针置零
RTAB:MOV A,R0
MOV DPTR,#RYTH
MOVC A,@A+DPTR
MOV R2,A ;查表法将一个节拍数据取出放R2计数器中
TTAB:MOV A,R1
MOV DPTR,#TONE
MOVC A,@A+DPTR
MOV R3,A ;取出音符表高8位
INC R1 ;指针加1
MOV A,R1
MOV DPTR,#TONE
MOVC A,@A+DPTR
MOV R4,A ;取出低8位
SETB P1.7 ;输出相应音调的方波
LOOP:MOV R5,#3BH
MAIN:MOV TMOD,#01H
MOV TL0,R4
MOV TH0,R3
SETB TR0
WAIT1:JNB TF0,WAIT1
CLR TF0
CPL P1.7
MAYA:JB P1.0,MAYB ;判断1.0是否有为1
LJMP RA
MAYB:JB P1.1,KEY ;判断1.1是否有为1
LJMP PLAYSONG2 ;1.1为0则放第二首歌
RA:
DJNZ R5,MAIN ;无打断则继续放第一首歌
DJNZ R2,LOOP
INC R0
INC R1 ;两个表的指针都加1
CJNE R1,#128,RTAB ;判断是否取完
LJMP KEYPRO

;《欢乐颂》音符表
TONE:
; 3 3 4 5 5 4 3 2 1 1 2 3 3 2 2
DB 0FDH,0AH,0FDH,0AH,0FDH,34H,0FDH,82H,0FDH,82H,0FDH,34H,0FDH,0AH,0FCH,0AEH,0FCH,44H,0FCH,44H,0FCH,0AEH,0FDH,0AH,0FDH,0AH,0FCH,0AEH,0FCH,0AEH
3 3 4 5 5 4 3 2 1 1 2 3 2 1 1
DB 0FDH,0AH,0FDH,0AH,0FDH,34H,0FDH,82H,0FDH,82H,0FDH,34H,0FDH,0AH,0FCH,0AEH,0FCH,44H,0FCH,44H,0FCH,0AEH,0FDH,0AH,0FCH,0AEH,0FCH,44H,0FCH,44H
; 2 2 3 1 2 3 4 3 1 2 3 4 3 1 1 2 5 3
DB 0FCH,0AEH,0FCH,0AEH,0FDH,0AH,0FCH,44H,0FCH,0AEH,0FDH,0AH,0FDH,34H,0FDH,0AH,0FCH,44H,0FCH,0AEH,0FDH,0AH,0FDH,34H,0FDH,0AH,0FCH,44H,0FCH,44H,0FCH,0AEH,0FBH,04H0FDH,0AH
; 3 3 4 5 5 4 3 2 1 1 2 3 2 1 1
DB 0FDH,0AH,0FDH,0AH,0FDH,34H,0FDH,82H,0FDH,82H,0FDH,34H,0FDH,0AH,0FCH,0AEH,0FCH,44H,0FCH,44H,0FCH,0AEH,0FDH,0AH,0FCH,0AEH,0FCH,44H,0FCH,44H,0FFH,0FFH
《欢乐颂》节拍表
RYTH:
DB 08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,12,04,16
DB 08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,12,04,16
DB 08,08,08,08,08,04,04,08,08,08,04,04,08,08,08,08,08,08
DB 08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,08,12,04,16,60

PLAYSONG2:
MOV R0,#00H ;歌曲2播放程序
MOV R1,#00H
RTAB2:MOV A,R0
MOV DPTR,#RYTH2
MOVC A,@A+DPTR
MOV R2,A
TTAB2:
MOV A,R1
MOV DPTR,#TONE2
MOVC A,@A+DPTR
MOV R3,A
INC R1
MOV A,R1
MOV DPTR,#TONE2
MOVC A,@A+DPTR
MOV R4,A
SETB P1.7
LOOP2:MOV R5,#3BH
MAIN2:MOV TMOD,#01H
MOV TL0,R4
MOV TH0,R3
SETB TR0
WAIT2:JNB TF0,WAIT2
CLR TF0
CPL P1.7
MAYA1:JB P1.1,MAYB1 ;判断1.1是否有为1
LJMP RB
MAYB1:JB P1.0,BACK
LJMP PLAYSONG1 ;1.0为0则放第一首歌
BACK:LJMP KEY
RB:
DJNZ R5,MAIN2 ;无打断则继续放第二首歌
DJNZ R2,LOOP2
INC R0
INC R1
CJNE R1,#168,RTAB2
LJMP KEYPRO

;《知足》音符表

TONE2:

; 1 7 1 5 5 1 7 1 3

DB 0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0FBH,68H,0FBH,68H,0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0FAH,8CH

; 1 7 1 5. 3 2 6 7 1 2

DB 0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0F6H,0D4H,0FAH,8CH,0F9H,0E1H,0F7H,0D1H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0F9H,0E1H

; 1 7 1 5 5 6 7 i 5

DB 0F9H,21H,0F8H,0B6H,0F9H,21H,0FBH,68H,0FBH,68H,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FBH,68H

; 6 7 i 5 3 3 4 3 6 2 1

DB 0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FBH,68H,0FAH,8CH,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FAH,8CH,0F7H,0D1H,0F9H,0E1H,0F9H,21H

; 1 i 7 6 4 2 5 7 6 5 2 1

DB 0F9H,21H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FAH,0D8H,0F9H,0E1H,0FDH,6EH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0F9H,0E1H,0F9H,21H

; 2 3 4 4 6 5 3 2 3 3 4 5

DB 0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FAH,0D8H,0FBH,0E9H,0FBH,68H,0FAH,8CH,0F9H,0E1H,0FAH,8CH,0FAH,8CH,0FAH,0D8H,0FBH,68H

; 1 i 7 6 4 7 i 2 5 2 7 i

DB 0F9H,21H,0FCH,8FH,0FCH,5BH,0FBH,0E9H,0FAH,0D8H,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FBH,68H,0FCH,0EFH,0FCH,5BH,0FCH,8FH

; 6 7 i 6 7 i 2 5
DB 0FBH,0E9H,0FCH,0EFH,0FCH,8FH,0FBH,0E9H,0FCH,5BH,0FCH,8FH,0FCH,0EFH,0FBH,68H,0FFH,0FFH

;《知足》节拍表

RYTH2:

DB 08,04,04,08,12,08,04,04,20

DB 08,04,04,06,09,04,04,04,04,20

DB 08,04,04,08,12,10,07,07,20

DB 10,08,08,08,04,06,06,04,03,04,05

DB 04,06,06,08,08,05,04,05,05,06,08,08

DB 04,05,08,04,05,08,04,05,08,04,05,06

DB 04,05,06,10,08,06,06,12,09,07,06,15

DB 04,04,14,04,04,14,05,22,60

END
4.电路仿真

5.调试
我第一次调试板子时，发现按键后不出声音，歌曲也播放不了，于是我仔细的检查了电路的焊接，单片机引脚和其他元器件的连接，最后用示波器检查后发现P1.7口无方波输出，请教助教学长后，认为很可能是电晶振路的问题，经检查后发现我把12M晶振的2个负载电容用成了22nF的电容（应该为22pF），更换了电容后板子便能实现应有的功能。
总结
这次课程设计，我觉得十分有意义，在完成过程中，我不仅加强了对51单片机汇编语言编程的学习，而且还学习了使用proteus仿真工具对单片机电路进行仿真，同时，还对实际的硬件电路的设计、实现以及故障的检查和排除有了深刻的认识。这次的课程设计对我来说，是一次学习理论知识，锻炼思维能力，提高动手能力的很好的经历。

参考文献：
1.《单片机原理与应用》 戴胜华等著，北京：清华大学出版社、北京交通大学出版社，2005