單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告--蜂鳴器演奏歌曲

1、<p><b>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　課 程 單片機(jī)原理及接口技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目 蜂鳴器演奏歌曲 </p><p>　　年級(jí)專(zhuān)業(yè) 2011級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　學(xué) 號(hào)

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2014年 6 月 15 日</p><p>　　蜂鳴器演奏歌曲實(shí)驗(yàn)報(bào)告</p><p><b>　　一、要求</b>

3、;</p><p>　　完成驅(qū)動(dòng)蜂鳴器歌曲演奏的實(shí)驗(yàn)</p><p><b>　　二、目的</b></p><p>　　1、學(xué)習(xí)KEIL軟件的使用方法；</p><p>　　2、掌握BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板設(shè)計(jì)蜂鳴器音樂(lè)的發(fā)生；</p><p>　　3、掌握設(shè)計(jì)中各模塊的功能，能夠填入并演奏曲子

4、；</p><p>　　4、學(xué)習(xí)樂(lè)譜的基本知識(shí)，掌握其演奏的原理。</p><p><b>　　三、分析</b></p><p><b>　　1、基本原理簡(jiǎn)述</b></p><p>　　聲音是通過(guò)振動(dòng)產(chǎn)生的。單片機(jī)對(duì)某一引腳以一定的頻率循環(huán)置</p><p>　　1置0，該

5、引腳便產(chǎn)生一定頻率的方波，方波通過(guò)放大，作用于一定的物理實(shí)件（蜂鳴器），就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。若改變輸出方波的頻率，產(chǎn)生的聲音隨之改變。通過(guò)控 制 輸 出 方 波 的 時(shí) 間 長(zhǎng) 短，聲 音 的長(zhǎng) 短 也 可 以 得 到 控 制 ，因 此 ，根 據(jù) 樂(lè) 譜 ，以 類(lèi) 似的音及同樣的節(jié)拍，單片機(jī)就可以產(chǎn)生電子音樂(lè)。音樂(lè)的播放選擇可以通過(guò)按鍵的輸入得以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，以一定的頻率方波產(chǎn)生的音

6、在其每個(gè)周期內(nèi)高低幅值得時(shí)間各占 一 半 。因 此 ，輸 出 引 腳 在 每 個(gè) 方 波 周 期 內(nèi) 要 動(dòng) 作 兩 次 ：一 次 升 高 ，一 次 降 低 。即 輸出引腳的頻率是原音頻率的兩倍。</p><p>　　2、單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率脈沖信號(hào)的原理</p><p>　　（1）要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的脈沖（1/頻率），然后將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間，利用定時(shí)器計(jì)時(shí)這個(gè)半

7、周期的時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)到后就將輸出脈沖的I/O反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)此半周期的時(shí)間再對(duì)I/O反相，就可以在I/O腳上得到此頻率的脈沖。</p><p>　　（2）利用8051的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式MODE1下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法如下： 例如，頻率為523Hz，其周期天/523 S=1912uS，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956uS/1us=956，在每計(jì)數(shù)956次時(shí)就將I/O反接，

8、就可得到中音DO（532Hz）。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系公式如下： N=Fi/2/Fr（N：計(jì)數(shù)值，F(xiàn)i：內(nèi)部計(jì)時(shí)一次為1uS，故其頻率為1MHz，F(xiàn)r：要產(chǎn)生的頻率 ） （3）其計(jì)數(shù)值的求法如下：T=65536-N=65536-Fi/2/Fr計(jì)算舉例： 設(shè)K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的計(jì)數(shù)值。T=6

9、5536-N=65536-Fi/2/Fr=65536-1000000/2/Fr=65536-500000/Fr低音DO的T=65536-500000/262=63627中音DO的T=65536-500000/523=64580高音DO的T=65536-500000/1047=65059</p><p>　　每個(gè)音符使用1個(gè)字節(jié)，字節(jié)的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的節(jié)拍，下表為節(jié)拍碼的對(duì)照。但如果1

10、拍為0.4秒，1/4拍是0.1秒，只要設(shè)定延遲時(shí)間就可求得節(jié)拍的時(shí)間。假設(shè)1/4節(jié)拍為1DELAY，則1拍應(yīng)為4DELAY，以此類(lèi)推。所以只要求得1/4拍的DELAY時(shí)間，其余的節(jié)拍就是它的倍數(shù)，如下表為1/4和1/8節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定。 節(jié)拍與節(jié)拍碼對(duì)照如下：</p><p>　　1/4節(jié)拍與1/8節(jié)拍的時(shí)間設(shè)定如下：</p><p>　?。?）建立音樂(lè)的步驟： 1）

11、先把吧樂(lè)譜的音符找出，然后由上表建立T值表的順序。 2）把T值表建立在TABLE1，構(gòu)成發(fā)音符的計(jì)數(shù)值放在“TABLE”。 3）簡(jiǎn)譜碼（音符）為高位，節(jié)拍為（節(jié)拍數(shù)）為低4位，音符節(jié)拍碼放在程序的“TABLE”處。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、硬件設(shè)計(jì)</b></p>

12、<p><b>　　1.1總體設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　1.2硬件設(shè)計(jì)及原理</p><p>　　1.2.1 BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板簡(jiǎn)介：</p><p>　　實(shí)驗(yàn)板資源配置如下：</p><p>　　BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板包括STC89C52單片機(jī)，其支持USB口或者是串口兩種下載程序方

13、式不用另買(mǎi)燒寫(xiě)器編程器等產(chǎn)品可以方便的燒寫(xiě)程序到單片機(jī)里。USB供電系統(tǒng)，直接插接到電腦USB口即可提供電源，不需另接直電源。以及包括8位LED發(fā)光二極管（做跑馬燈實(shí)驗(yàn)交通燈實(shí)驗(yàn)）、8位數(shù)碼管、4*4矩陣鍵盤(pán)、蜂鳴器（做單片機(jī)發(fā)聲實(shí)驗(yàn)播放音樂(lè)實(shí)驗(yàn)報(bào)警實(shí)驗(yàn)等聲響實(shí)驗(yàn)）、DS18B20溫度傳感器、AT24C08外部EEPROM存儲(chǔ)芯片、SPI串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS1302、MAX232芯片RS232通訊接口、字符液晶1602LCD接口、圖形點(diǎn)陣液

14、晶12864接口和ISP下載接口。 BST-V51單片機(jī)學(xué)習(xí)板如下圖：</p><p>　　1.2.2 AT89C52 簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89C52是美國(guó)Atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可反復(fù)檫寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器和12B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)

15、配置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的AT89C52單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C52單片機(jī)屬于A(yíng)T89C51單片機(jī)的增強(qiáng)型，與Intel公司的80C52在引腳排列、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方面兼容。其主要工作特性是： 片內(nèi)程序存儲(chǔ)器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，可擦寫(xiě)壽命為1000次；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；具有32根可編程I/O口線(xiàn)；具有3個(gè)可編程定時(shí)器；

16、中斷系統(tǒng)是具有8個(gè)中斷源、6個(gè)中斷矢量、2個(gè)級(jí)優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；串行口是具有一個(gè)全雙工的可編程串行通信口；具有一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；具有可編程的3級(jí)程序鎖定位；AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；AT89C52最高工作頻率為24MHz，在這里我</p><p>　　AT89C52圖如下：</p><p>　　1.2

17、.3蜂鳴器簡(jiǎn)介：</p><p>　?。ㄒ唬┓澍Q器的介紹 1．蜂鳴器的作用 </p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車(chē)電子設(shè)備、電話(huà)機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 2．蜂鳴器的分類(lèi) </p><p>　　蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類(lèi)型。 3．蜂鳴器的

18、電路圖形符號(hào) </p><p>　　蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。（二）蜂鳴器的結(jié)構(gòu)原理 1．壓電式蜂鳴器 </p><p>　　壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。 多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（1.5~15V直流工作電壓）,多

19、諧振蕩器起振,輸出1.5~2.5kHZ的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。 壓電蜂鳴片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。在陶瓷片的兩面鍍上銀電極，經(jīng)極化和老化處理后，再與黃銅片或不銹鋼片粘在一起。 2．電磁式蜂鳴器 </p><p>　　電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線(xiàn)圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼等組成。 接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號(hào)電流通過(guò)電磁線(xiàn)圈，使電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng)。振動(dòng)膜片在電磁線(xiàn)圈

20、和磁鐵的相互作用下，周期性地振動(dòng)發(fā)聲。蜂鳴器電路圖：</p><p>　　2、軟件編程（包括軟件介紹、流程圖、完整的匯編源程序及其注釋?zhuān)?lt;/p><p>　　2.1 Keil Software簡(jiǎn)介及開(kāi)發(fā)流程：</p><p>　　Keil Software 的8051開(kāi)發(fā)工具提供以下程序，你可以用它們來(lái)編譯你的C源碼，匯編你的匯編源程序，連接和重定位你的目標(biāo)文件和

21、庫(kù)文件，創(chuàng)建HEX文件，調(diào)試你的目標(biāo)程序。Windows應(yīng)用程序uVision3是一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，它把項(xiàng)目管理，源代碼編輯，程序調(diào)試等集成到一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中。</p><p>　　C51美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化C交叉編譯器從你的C源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。</p><p>　　A51宏匯編器從你的8051匯編源代碼產(chǎn)生可重定位的目標(biāo)文件。</p><p>　　BL51

22、連接/重定位器組合你的由C51和A51產(chǎn)生的可重定位的目標(biāo)文件，生成絕對(duì)目標(biāo)文件。</p><p>　　LIB51庫(kù)管理器組合你的目標(biāo)文件，生成可以被連接器使用的庫(kù)文件。</p><p>　　OH51目標(biāo)文件到HEX格式的轉(zhuǎn)換器從絕對(duì)目標(biāo)文件創(chuàng)建Intel HEX 格式的文件。</p><p>　　RTX-51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)化了復(fù)雜和對(duì)時(shí)間要求敏感的軟件項(xiàng)目。<

23、;/p><p><b>　　軟件開(kāi)發(fā)流程 ：</b></p><p>　　1、創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目，從器件庫(kù)中選擇目標(biāo)器件，配置工具設(shè)置。</p><p>　　2、用C語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言創(chuàng)建源程序。</p><p>　　3、用項(xiàng)目管理器生成你的應(yīng)用。</p><p>　　4、修改源程序中的錯(cuò)誤。</p>

24、;<p>　　5、測(cè)試，連接應(yīng)用。</p><p>　　圖為：軟件開(kāi)發(fā)流程圖</p><p><b>　　2.2 流程圖：</b></p><p>　　2.3匯編源程序及其注釋?zhuān)?lt;/p><p>　　OUT BIT P2.3 //該引腳接蜂鳴器 ORG 0000H ;

25、主程序起始地址 LJMP START ;長(zhǎng)跳轉(zhuǎn)到主程序</p><p>　　ORG 000BH ;TIMERO中斷起始地址 INC 20H ;中斷服務(wù),中斷計(jì)數(shù)器加1 MOV TH0,#0D8H ;T0賦初值 MOV TL0,#0EFH ;12M晶振，形成10毫秒中斷 RETI ;

26、中斷返回START: MOV SP,#50H ;堆棧從五十開(kāi)始 MOV TH0,#0D8H ;T0賦初值 MOV TL0,#0EFH ;12M晶振，形成10毫秒中斷 MOV TMOD,#01H ;設(shè)置定時(shí)器0工作方式為1即16位定時(shí)器 MOV IE,#82H ;中斷使能MUSIC0:NOP ;延時(shí) MOV D

27、PTR,#DAT ;表頭地址送DPTR MOV 20H,#00H ;中斷計(jì)數(shù)器清0 MOV B,#00H ;表序號(hào)清0MUSIC1:NOP ;延時(shí) CLR A </p><p>　　DB 32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,48,16,64 </p><p>　　DB

28、 32,32,32,32,32,16,16,32,32,32,16,16,32,32,32,32,</p><p><b>　　32,64 </b></p><p>　　DB 32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,32,16,16,64 </p><p>　　END ;結(jié)束</p><

29、p><b>　　3、調(diào)試說(shuō)明</b></p><p>　　在熟悉掌握KELL軟件操作后，先截取一小段代碼試運(yùn)行，運(yùn)行成功后正式開(kāi)始蜂鳴器《歡樂(lè)頌》音樂(lè)演奏實(shí)驗(yàn)。如圖所示，該段代碼在電腦上運(yùn)行成功</p><p>　　緊接著用數(shù)據(jù)線(xiàn)連接AT89C52單片機(jī)學(xué)習(xí)板和電腦，下載端口壓縮包，P2.3端口控制蜂鳴器，打開(kāi)STC_ISP_V488后，調(diào)試端口，打開(kāi)所創(chuàng)建的文

30、件夾，點(diǎn)擊開(kāi)始下載，打開(kāi)AT89C52單片機(jī)學(xué)習(xí)板上的開(kāi)關(guān)，便可聽(tīng)見(jiàn)悅耳的音樂(lè)。 </p><p><b>　　五、總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)本次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我感慨頗多，的確，從選題到定稿，從理論到實(shí)踐。在這兩個(gè)星期里，雖然遇到了很多困難，經(jīng)常熬到深夜，但也學(xué)到了很多東西，同時(shí)不僅可以鞏固以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上所沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)。&l

31、t;/p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，這畢竟是第一次做，難免會(huì)遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說(shuō)原先不知道蜂