单片机电子琴设计
作者:89s51 来源:不详 点击数：5282 更新时间：20xx年05月16日 【字体：大 中 小】
1． 实验任务
（1． 由4X4组成16个按钮矩阵，设计成16个音。
（2． 可随意弹奏想要表达的音乐。
2．电路原理图
图4.22.1
3．系统板硬件连线
（1． 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN端口上；
（2． 把“单片机系统“区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4 R1－R4端口上；
4． 相关程序内容
（1． 4X4行列式键盘识别；
（2． 音乐产生的方法；
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。现在以单片机12MHZ晶振为例，例出高中低音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示
音符 低1 DO #1 DO# 低2 RE #2 RE# 低 3 M 低 4 FA # 4 FA# 低 5 SO # 5 SO# 低 6 LA # 6 低 7 SI 中 1 DO # 1 DO# 中 2 RE # 2 RE# 中 3 M 中 4 FA
频率（HZ） 简谱码（T值） 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 466 494 523 554 587 622 659 698
63628 63731 63835 63928 64021 64103 64185 64260 64331 64400 64463 64524 64580 64633 64684 64732 64777 64820
音符 # 4 FA# 中 5 SO # 5 SO# 中 6 LA # 6 中 7 SI 高 1 DO # 1 DO# 高 2 RE # 2 RE# 高 3 M 高 4 FA # 4 FA# 高 5 SO # 5 SO# 高 6 LA # 6 高 7 SI
频率（HZ） 简谱码（T值） 740 784 831 880 932 988 1046 1109 1175 1245 1318 1397 1480 1568 1661 1760 1865 1967
64860 64898 64934 64968 64994 65030 65058 65085 65110 65134 65157 65178 65198 65217 65235 65252 65268 65283
下面我们要为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据 低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间
TABLE: DW 0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0
DW 0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0
DW 0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0
DW 0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0
DW 0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0
DW 0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0
DW 0
2、音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）
曲调值
调4/4
调3/4
调2/4 DELAY 125ms 187ms 250ms 曲调值 调4/4 调3/4 调2/4 DELAY 62ms 94ms 125ms
对于不同的曲调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。
下面就用AT89S51单片机产生一首“生日快乐”歌曲来说明单片机如何产生的。
在这个程序中用到了两个定时/计数器来完成的。其中T0用来产生音符频率，T1用来产生音拍。
5．程序框图
图4.22.2
6．汇编源程序
KEYBUF EQU 30H STH0 EQU 31H STL0 EQU 32H TEMP EQU 33H ORG 00H
LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START: MOV TMOD,#01H SETB ET0 SETB EA WAIT:
MOV P3,#0FFH CLR P3.4 MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY1
LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY1
MOV A,P3 ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,NK1 MOV KEYBUF,#0 LJMP DK1
NK1: CJNE A,#0DH,NK2 MOV KEYBUF,#1 LJMP DK1
NK2: CJNE A,#0BH,NK3 MOV KEYBUF,#2 LJMP DK1
NK3: CJNE A,#07H,NK4 MOV KEYBUF,#3 LJMP DK1 NK4: NOP
DK1:
MOV A,KEYBUF MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,KEYBUF MOV B,#2 MUL AB MOV TEMP,A
MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV STH0,A MOV TH0,A INC TEMP MOV A,TEMP MOVC A,@A+DPTR MOV STL0,A MOV TL0,A SETB TR0
DK1A: MOV A,P3
ANL A,#0FH XRL A,#0FH JNZ DK1A CLR TR0 NOKEY1:
MOV P3,#0FFH CLR P3.5 MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY2
LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY2 MOV A,P3 ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,NK5 MOV KEYBUF,#4 LJMP DK2
NK5: CJNE A,#0DH,NK6 MOV KEYBUF,#5 LJMP DK2
NK6: CJNE A,#0BH,NK7 MOV KEYBUF,#6 LJMP DK2
NK7: CJNE A,#07H,NK8 MOV KEYBUF,#7 LJMP DK2 NK8: NOP
DK2:
MOV A,KEYBUF MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A
MOV A,KEYBUF MOV B,#2 MUL AB MOV TEMP,A
MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV STH0,A MOV TH0,A INC TEMP MOV A,TEMP MOVC A,@A+DPTR MOV STL0,A MOV TL0,A SETB TR0 DK2A: MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JNZ DK2A
CLR TR0 NOKEY2:
MOV P3,#0FFH CLR P3.6 MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY3
LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY3 MOV A,P3 ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,NK9 MOV KEYBUF,#8 LJMP DK3
NK9: CJNE A,#0DH,NK10 MOV KEYBUF,#9 LJMP DK3
NK10: CJNE A,#0BH,NK11 MOV KEYBUF,#10 LJMP DK3
NK11: CJNE A,#07H,NK12 MOV KEYBUF,#11 LJMP DK3 NK12: NOP
DK3:
MOV A,KEYBUF MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,KEYBUF MOV B,#2 MUL AB
MOV TEMP,A
MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,@A+DPTR MOV STH0,A MOV TH0,A INC TEMP MOV A,TEMP MOVC A,@A+DPTR MOV STL0,A MOV TL0,A SETB TR0
DK3A: MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JNZ DK3A CLR TR0 NOKEY3:
MOV P3,#0FFH CLR P3.7 MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY4
LCALL DELY10MS MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY4 MOV A,P3 ANL A,#0FH
CJNE A,#0EH,NK13 MOV KEYBUF,#12 LJMP DK4
NK13: CJNE A,#0DH,NK14 MOV KEYBUF,#13
LJMP DK4
NK14: CJNE A,#0BH,NK15 MOV KEYBUF,#14 LJMP DK4
NK15: CJNE A,#07H,NK16 MOV KEYBUF,#15 LJMP DK4 NK16: NOP
DK4:
MOV A,KEYBUF MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A MOV A,KEYBUF MOV B,#2 MUL AB MOV TEMP,A
MOV DPTR,#TABLE1
MOVC A,@A+DPTR MOV STH0,A MOV TH0,A INC TEMP MOV A,TEMP MOVC A,@A+DPTR MOV STL0,A MOV TL0,A SETB TR0 DK4A: MOV A,P3 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JNZ DK4A CLR TR0 NOKEY4:
LJMP WAIT DELY10MS:
MOV R6,#10
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET
INT_T0:
MOV TH0,STH0
MOV TL0,STL0
CPL P1.0
RETI
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H
TABLE1: DW 64021,64103,64260,64400 DW 64524,64580,64684,64777 DW 64820,64898,64968,65030 DW 65058,65110,65157,65178 END
7． C语言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}; unsigned char temp;
unsigned char key;
unsigned char i,j;
unsigned char STH0;
unsigned char STL0;
unsigned int code tab[]={64021,64103,64260,64400, 64524,64580,64684,64777, 64820,64898,64968,65030, 65058,65110,65157,65178}; void main(void)
{
TMOD=0x01;
ET0=1;
EA=1;
while(1)
{
P3=0xff;
P3_4=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; switch(temp)
{
case 0x0e: key=0; break; case 0x0d: key=1; break; case 0x0b: key=2; break; case 0x07: key=3; break; }
temp=P3; P1_0=~P1_0; P0=table[key]; STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%6;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; }
TR0=0;
}
}
P3=0xff;
P3_5=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; switch(temp)
{
case 0x0e:
key=4;
break;
case 0x0d:
key=5;
break;
case 0x0b:
key=6;
break;
case 0x07:
key=7;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%6;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; }
TR0=0;
}
}
P3=0xff;
P3_6=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; switch(temp)
{
case 0x0e: key=8; break; case 0x0d: key=9; break; case 0x0b: key=10; break; case 0x07: key=11; break; }
temp=P3; P1_0=~P1_0; P0=table[key]; STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%6;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; }
TR0=0;
}
}
P3=0xff;
P3_7=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; switch(temp)
{
case 0x0e:
key=12;
break;
case 0x0d:
key=13;
break;
case 0x0b:
key=14;
break;
case 0x07:
key=15;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%6;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f; }
TR0=0;
}
}
}
}
void t0(void) interrupt 1 using 0 {
TH0=STH0;
TL0=STL0;
P1_0=~P1_0;
}