1、九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系情境四情境四 AT89S51单片机中断定时器设计单片机中断定时器设计 任务任务4.3 音乐播放器的设计与制作音乐播放器的设计与制作 九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系教学目标教学目标知识目标：知识目标：1.了解单片机如何控制声音？了解单片机如何控制声音？2.了解音乐播放器的工作原理了解音乐播放器的工作原理技能目标：技能目标：1.掌握中断系统的编程调试方法。掌握中断系统的编程调试方法。2.掌握定时掌握定时/计数器的编程调试方法。计数器的编程调试方法。3.掌握音乐播放器的制作与调试掌握音乐播放器的制作与调试九江职业技术学院电气工
2、程系九江职业技术学院电气工程系工作任务工作任务 本项目的工作任务是利用单片机、电阻、三极管及本项目的工作任务是利用单片机、电阻、三极管及蜂鸣器等器件制作可以播放单音的音乐播放器。蜂鸣器等器件制作可以播放单音的音乐播放器。九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系音乐的基本组成 音乐主要是由音乐主要是由音符音符和和节拍节拍决定的，决定的，n音符对应于不同频率的声波。n节拍表达的是声音持续的时间。如何控制单片机发出音乐？如何控制单片机发出音乐？n通过控制单片机内部定时器产生不同频率的脉冲信号，经放大电路，由喇叭发出不同的音符，就可以产生美妙的乐曲。九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学
3、院电气工程系硬件电路图绘制硬件电路图绘制九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系焊接电路焊接电路 序号序号 元元 件件 名名 称称 规规 格格 数量数量151单片机单片机 AT89C51/AT89S51 1个个2晶振晶振 12MHz立式立式1个个3起振电容起振电容30pF瓷片电容瓷片电容 2个个4复位电容复位电容22F 16V电解电容电解电容 1个个5复位电阻复位电阻1k电阻电阻 1个个6放大电路电阻放大电路电阻4.7k、100电阻电阻 各各1个个7三极管三极管9012 1个个8DIP封装插座封装插座40脚集成插座脚集成插座 1个个9喇叭喇叭8W1个个10万能板万能板15090mm
4、 1块块焊接电路所需元件焊接电路所需元件九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系音乐播放器的设计思路音乐播放器的设计思路 音乐主要是由音乐主要是由音符音符和和节拍节拍决定的。决定的。要想产生音频脉冲，即要想产生音频脉冲，即音符音符。只要算出某一音频脉。只要算出某一音频脉冲高电平或低电平持续的时间，通常认为音频脉冲冲高电平或低电平持续的时间，通常认为音频脉冲信号为方波，则应算出音频脉冲半周期的时间，利信号为方波，则应算出音频脉冲半周期的时间，利用定时器对这个半周期计时，每当计时时间到时，用定时器对这个半周期计时，每当计时时间到时，就将输出就将输出I/O口线反相，不断重复，就可得到此音
5、口线反相，不断重复，就可得到此音频脉冲。频脉冲。利用延时来控制发音时间的长短，即可控制利用延时来控制发音时间的长短，即可控制节拍节拍。九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系把乐谱中的音符和相应的节拍变换成定时常数和延把乐谱中的音符和相应的节拍变换成定时常数和延迟常数，作为数据表格存放在存储器中。由程序查迟常数，作为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频率方波的持续时间。当产生方波的频率和发出该频率方波的持续时间。当延迟时间到时，再查下一个音符的定时常数和延迟延迟时间到时，再查
6、下一个音符的定时常数和延迟常数。常数。音乐播放器的设计思路音乐播放器的设计思路 九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系例：歌曲例：歌曲“新年好新年好”的一段简谱，的一段简谱，利用定时器利用定时器T1以方式以方式1工作，产生各音符对应频率的方波，工作，产生各音符对应频率的方波，由由P1.0输出驱动喇叭发音。节拍控制通过调用延时子程序输出驱动喇叭发音。节拍控制通过调用延时子程序D200（延时（延时200ms）次数来实现，以每拍）次数来实现，以每拍800ms为例，为例，一拍需循环调用一拍需循环调用D200延时子程序延时子程序4次，同理，半拍就需用次，同理，半拍就需用2次次.音乐播放器的
7、设计思路音乐播放器的设计思路 拍拍1拍拍1拍拍=800ms1/2拍拍=400ms1/4拍拍=200ms九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系C调各音符频率与计数初值对照表 设晶振频率为设晶振频率为12MHz，音符频率（Hz）半周期（us）计数初值音符频率（Hz）半周期（us）计数初值2621908F88CH3660758FD0AH2941701F95BH4698716FD34H3301515FA15H5784638FD82H3491433FA67H6880568FDC8H3921276FB04H7988506FE06H4401136FB90H1046478FE22H4941012
8、FC0CH1175426FE56H1523956FC44H1318379FE85H2588850FCAEH1397358FE9AH1234九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系码表TAB：DB 0FCH，44H，02H，0FCH，44H，02H，0FCH，44H，04H DB 0FBH，04H，04H，0FDH，0AH，02H，0FDH，0AH，02H DB 0FDH，0AH，04H，0FCH，44H，04H，0FCH，44H，02HDB 0FDH，0AH，02H，0FDH，82H，04H，0FDH，82H，04HDB 0FDH，34H，02H，0FDH，0AH，02H，0FCH
9、，0AEH，04HDB 00H，00H，04H，0FFH，0FFH1523956FC44H3921276FB04H3660758FD0AH4698716FD34H5784638FD82H2588850FCAEH音符频率（Hz）半周期（us）计数初值音符频率（Hz）半周期（us）计数初值九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系设计思路主程序主程序n乐谱的音符及节拍的查表控制 定时器定时器1中断程序中断程序n产生音频信号，驱动P1.0输出控制喇叭发音。九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系流程图九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系参考程序汇编语言 ORG0
10、000HLJMPSTARTORG001BH；定时器中断入口；定时器中断入口 MOV TH1，R1 ；重装定时初值；重装定时初值 MOV TL1，R0CPLP1.0；输出方波；输出方波 RETI ；中断返回；中断返回 ORG0050HSTART：MOVTMOD，#10H；T1方式方式1 MOVIE，#88H；允许；允许T1中断中断 MOVDPTR，#TAB；装入表首址；装入表首址LOOP：CLRA MOVCA，A+DPTRMOVR1，A；定时器高；定时器高8位存位存R1INCDPTRCLRAMOVCA，A+DPTRMOVR0，A；低；低8位存位存R0 ORLA，R1 JZ NEXT0；全；全0为
11、休止符为休止符 MOV A，R0 ANLA，R1 CJNEA，#0FFH，NEXT ；全；全1表示乐曲结束表示乐曲结束 SJMPSTART；从头开始，循环演奏；从头开始，循环演奏九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系 NEXT：MOVTH1，R1；装入定时值；装入定时值 MOVTL1，R0 SETBTR1 SJMP NEXT1NEXT0：CLRTR1；关定时器，停止发音；关定时器，停止发音NEXT1：CLRA INCDPTR MOVCA，A+DPTR ；查延迟常数；查延迟常数 MOVR2，ALOOP1：LCALLD200 ；调用延时；调用延时200ms子程序子程序 DJNZ R2
12、，LOOP1 ；控制延时次数；控制延时次数 INC DPTR AJMPLOOP；处理下一音符；处理下一音符D200：MOVR4，#81H；延时；延时200ms子程序子程序D200B：MOVA，#0FFHD200A：DECA JNZD200A DECR4 CJNER4，#00H，D200B RET TAB：DB 0FCH，44H，02H，0FCH，44H，02H，0FCH，44H，04H DB 0FBH，04H，04H，0FDH，0AH，02H，0FDH，0AH，02H DB 0FDH，0AH，04H，0FCH，44H，04H，0FCH，44H，02HDB 0FDH，0AH，02H，0FDH，8
13、2H，04H，0FDH，82H，04HDB 0FDH，34H，02H，0FDH，0AH，02H，0FCH，0AEH，04HDB 00H，00H，04H，0FFH，0FFHEND参考程序 九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系参考程序 C51源程序#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit P1_0=P10;uint i,H,L;uchar code musicTAB=0 xFC,0 x44,0 x02,0 xFC,0 x44,0 x02,0 xFC,0 x44,0 x04,0 xFB,0 x04
14、,0 x04,0 xFD,0 x0A,0 x02,0 xFD,0 x0A,0 x02,0 xFD,0 x0A,0 x04,0 xFC,0 x44,0 x04,0 xFC,0 x44,0 x02,0 xFD,0 x0A,0 x02,0 xFD,0 x82,0 x04,0 xFD,0 x82,0 x04,0 xFD,0 x34,0 x02,0 xFD,0 x0A,0 x02,0 xFc,0 xae,0 x04,0 x00,0 x00,0 x04;/200毫秒延时函数毫秒延时函数 void delay(uint ms)uint j=0;while(ms-)for(j=0;j12000;j+);九江职
15、业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系void timer0()interrupt 1/定时器中断函数定时器中断函数 TH0=H;TL0=L;P1_0=P1_0;main()/主程序主程序 TMOD=0 x01;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1)for(i=0;i=47;i=i+3)H=musicTABi;/查音符码查音符码L=musicTABi+1;if(H|L)=0)/是否为休止符是否为休止符TR0=0;delay(musicTABi+2);/查节拍码查节拍码TR0=1;参考程序 C51源程序 九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系模拟仿真与软件调试模拟仿真与软件调试九江职业技术学院电气工程系九江职业技术学院电气工程系
