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单片机电子琴
Electronic organ

时间：2014-4-13 20:00:52 来源：互联网作者：不详编辑：【关闭】

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

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	频率（HZ）	简谱码（T值）	音符	频率（HZ）	简谱码（T值）
低1 DO	262	63628	# 4 FA#	740	64860
#1 DO#	277	63731	中5 SO	784	64898
低2 RE	294	63835	# 5 SO#	831	64934
#2 RE#	311	63928	中6 LA	880	64968
低3 M	330	64021	# 6	932	64994
低4 FA	349	64103	中7 SI	988	65030
# 4 FA#	370	64185	高1 DO	1046	65058
低5 SO	392	64260	# 1 DO#	1109	65085
# 5 SO#	415	64331	高2 RE	1175	65110
低6 LA	440	64400	# 2 RE#	1245	65134
# 6	466	64463	高3 M	1318	65157
低7 SI	494	64524	高4 FA	1397	65178
中1 DO	523	64580	# 4 FA#	1480	65198
# 1 DO#	554	64633	高5 SO	1568	65217
中2 RE	587	64684	# 5 SO#	1661	65235
# 2 RE#	622	64732	高6 LA	1760	65252
中3 M	659	64777	# 6	1865	65268
中4 FA	698	64820	高7 SI	1967	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	DELAY	曲调值	DELAY
调4/4	125ms	调4/4	62ms
调3/4	187ms	调3/4	94ms
调2/4	250ms	调2/4	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

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

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]%256;

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]%256;

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]%256;

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:

&nbs, , , p; 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]%256;

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;

}

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