沈阳工程学院单片机课程设计

沈阳工程学院

课程设计

课程设计题目：电子音乐设计

系别自动控制工程系班级电自专111 学生姓名崔永恒学号 2011338120 指导教师王德君、曲乐声职称工程师、讲师

起止日期： 2013年6月24日起—至 2013年 6月28日止

沈阳工程学院

课程设计任务书

课程设计题目：电子音乐设计

系别自动控制工程系班级电自专111 学生姓名崔永恒学号 2011338120 指导教师王德君、曲乐声职称工程师、讲师

课程设计进行地点：单片机实验室(F207)

任务下达时间：2013 年6月7日

起止日期： 2013年6月24日起—至2013年6月28日止

教研室主任王健 2013 年6月7日批准

沈阳工程学院

单片机应用技术课程设计成绩评定表

系（部）：自动控制工程系班级：电自专111 学生姓名：崔永恒

一、设计目的

通过课程设计使学生更进一步掌握单片机原理及应用课程的有关知识，提高应用单片机解决问题的能力，加深对单片机应用的理解。通过查阅资料，结合所学知识进行软、硬件的设计，使学生初步掌握应用单片机解决问题的步骤及方法。为以后学生结合专业从事单片机应用奠定基础。

二、设计的原始资料及依据

利用单片机实验系统的定时/计数器、发声单元及扬声器进行电子音乐设计。

三、设计的主要内容及要求

内容：利用单片机实验系统的发声单元及扬声器来实现电子音乐的自动播放。

要求:能实现几首乐谱的自动播放，音调、节拍基本准确、流畅。

四、对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求

1.课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。

2.学生应撰写的内容为：目录、正文、参考文献等。课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。

3.说明书（论文）手写或打印均可。手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。

4. 课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评定表、目录、正文、参考文献。

五、设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求；

提交课程设计说明书一份。在说明书中要有设计原理、硬件电路接线图、设计的程序及必要注释、程序流程图等。

六、时间进度安排；

七、主要参考资料（文献）。

目录

1、设计任务和要求 (2)

2、程序流程图 (2)

3、总体设计 (3)

3.1 单片机产生不同频率脉冲信号的原理 (3)

3.2 音乐软件的设计 (6)

3.2.1音乐代码库的建立方法 (6)

3.2.2选曲 (6)

3.2.3歌曲的设计 (6)

3.3硬件设计 (9)

3.3.1硬件电路 (9)

3.3.2硬件电路原理图 (9)

4、安装和调试 (10)

4.1硬件设计 (10)

4.2程序运行结果 (10)

5、心得与体会 (12)

参考文献 (14)

致谢 (14)

1、设计任务和要求

(1)利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而

演乐曲(内存两首乐曲)。

(2)采用七段数码管显示当前播放的歌曲序号。

(3)可通过功能键选择乐曲，暂停，播放，上一曲，下一曲。

2、程序流程图

3、总体设计

3.1 单片机产生不同频率脉冲信号的原理

(1)要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/音频),然后将此周期除以2,即为半周期的时间,利用定时器计时这个半周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O口反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。

（2)利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变记数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。例如频率为523HZ,其周期T=1/523=1912微秒,因此只要令计数器定时956/1=956在每记数9次时将I/O口反相,就可得到中音D0(523HZ)。

记数脉冲值与频率的关系公式如下：

N=Fi/2/Fr N：记数值

Fi：内部计时一次为1微秒．故其频率为1MHZ

Fr；要产生的频率

(3)起记数值的求法如下：

T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr

例如：设K＝65536，F＝1000000＝Fi＝1MHZ，求低音D0（523HZ），高音的D0（1046HZ）的记数值。

T＝65536－N＝65536－Fi／2／Fr＝65536－1000000／2／Fr＝65536－500000／Fr

低音D0的T＝65536－500000／262＝63627

中音D0的T＝65536－500000／523＝64580

低音D0的T＝65536－500000／1047＝65059

（4）C调个音符频率与计数值T的对照表如下表所示

音符频率（Hz）简谱码（T值）音符频率（Hz）简谱码（T值）低1DO 262 63628 #4FA# 740 64860

#1DO# 277 63731 中5SO 784 64898

低2RE 294 63835 #5SO# 831 64923

#2RE# 311 63928 中6LA 880 64968

低3M 330 64103 #6 932 64994

低4FA 349 64103 中7SI 988 65030

#4FA# 370 64260 高1DO 1046 65058

低5SO 392 64260 #1DO# 1109 65085

#5SO# 415 64331 高2RE 1175 65110

低6LA 440 64400 #2RE# 1245 65124

#6 466 64463 高3M 1318 65157

低7SI 494 64524 高4FA 1397 65178

中1DO 523 64580 #4FA# 1480 65198 （5）每个音符使用1个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍，下表为节拍码的对照。但如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4节拍为1DELAY，则1拍应为4DELAY，以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间，其余的节拍就是它的倍数，如下表为1/4和1/8节拍的时间设定。

1/4节拍1/8节拍

节拍码节拍数节拍码节拍数

1 1/4拍 1 1/8拍

2 2/4拍 2 1/4拍

3 3/4拍 3 3/8拍

4 1拍 4 1/2拍

5 1又1/4拍 5 5/8拍

6 1又1/2拍 6 3/4拍

7 1又3/4拍7 7/8拍

8 2拍8 1拍

9 2又1/4拍9 1又1/8拍

A 2又1/2拍 A 1又1/4拍

B 2又3/4拍 B 1又3/8拍

C 3拍 C 1又1/2拍

D 3又1/4拍 D 1又5/8拍

E 3又1/2拍 E 1又3/4拍

F 3又3/4拍 F 1又7/8拍