電子音調(diào)發(fā)生器一、實驗目的1. 了解計算機發(fā)聲原理. 2。 熟悉定時器和鍵盤掃描電路的工作原理及編程方法。二、實驗完成的功能1。 利用鍵盤17進行音調(diào)選擇，即按下音符產(chǎn)生對應音調(diào)。2。 事先存儲三首歌曲，并可進行選擇播放。3。 譜曲功能：通過按鍵對LCD菜單選項進行選擇，進入譜曲界面，通過按鍵17分別輸入音高與幾分音符類型，由按鍵輸入若干數(shù)據(jù)完成譜曲。4. 在播放存儲歌曲與譜曲播放時,對應音符及其節(jié)奏LCD顯示對應頻譜。5。 在播放音樂時按“返回”鍵出現(xiàn)返回界面,由鍵盤按“確認”鍵選擇返回主菜單或循環(huán)播放。三、實驗原理1。 音節(jié)由不同頻率的方波產(chǎn)生，音節(jié)與頻率的關系如表（1）所示。要產(chǎn)生音頻方波,只要計算出某一音頻的周期(1 / 頻率）,然后將此周期除以2，即為半周期的時間.利用計時器計時此半周期時間,每當計時到后就將輸出方波的I/O(P1。7）反相，然后重復計時此半周期時間再對I/O反相，就可在P1。7腳得到此頻率的方波。將P1.7經(jīng)過驅動電路與蜂鳴器相連，隨著P1。7口輸出不同頻率的方波，蜂鳴器便會發(fā)出不同的聲音。音樂的節(jié)拍是由延時實現(xiàn)的，如果1拍的時間為0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要設定延時時間，就可得到節(jié)拍的時間。延時實現(xiàn)基本延時時間，節(jié)拍值只能是它的整數(shù)倍。每個音節(jié)相應的定時器初值計算公式如下:（1/2）(1/f)=（12/fose）*(216x）即 x=216-(fose/24f)其中,f是音調(diào)頻率，當晶振fosc=11。0592MHz時,音節(jié)“1”相應的定時器初值為x，則可得到x=63777D=F921H，其它的可同樣得到。表（1) 音節(jié)與頻率的關系 音調(diào)頻率（Hz）X(HEX）1262F9212294F9E13330FA8C4349FAD85392FB686440FBE97494FC5Bi523FC8F在編寫歌曲代碼過程中，音高由三位數(shù)字組成:個位是表示17 這七個音符；十位是表示音符所在的音區(qū)：1低音，-中音，-高音；百位表示這個音符是否要升半音: 0不升，升半音。音長最多由三位數(shù)字組成:個位表示音符的時值，其對應關系是： |數(shù)值(n）: |0 1 2 |3 4 | 5 | 6 幾分音符： 1 |2 |4 |8 |16 32 |64 音符=2n十位表示音符的演奏效果（02）: 0-普通,連音，頓音，百位是符點位： 0-無符點，1有符點。2鍵盤掃描將單片機P1.0P1。7(引腳18)與鍵盤上對應引腳相連，其中P1.0P1。3控制鍵盤的行，P1。4P1。7控制鍵盤的列，這次使用的鍵盤是4行4列，鍵盤上的第一行到第四行由8位十六進制代碼的低四位控制，即第一行若有鍵按下,則8位十六進制代碼的后四位為0x8,第二行有按鍵按下,則后四位代碼為0x4，依此規(guī)律類推；鍵盤上的第一列到第四列由8位十六進制代碼的高四位控制，即第一列若有鍵按下，則8位十六進制代碼的前四位為0x8，第二列有按鍵按下，則前四位代碼為0x4,依此規(guī)律類推.綜上所述，可以根據(jù)8位十六進制的高四位和低四位數(shù)據(jù)，分別確定按下的鍵處于第幾行第幾列,從而確定按鍵的位置,實現(xiàn)鍵盤掃描的功能。 3LCD顯示根據(jù)寫命令函數(shù)wrcomd和寫數(shù)據(jù)函數(shù)wrdata分別控制LCD的命令寫入和數(shù)據(jù)寫入。具體操作方法是由寫命令函數(shù)wrcomd編程控制數(shù)據(jù)輸入的行列,再由寫數(shù)據(jù)函數(shù)wrdata編程寫入需要在LCD上顯示的數(shù)據(jù)或應執(zhí)行的操作，結合兩個命令一起控制LCD顯示.四產(chǎn)品展示五。實驗程序ifndef _DRIVEFUTION_H_#define _DRIVEFUTION_H_/*EEPROM函數(shù)*/*/* 關閉 ISP,IAP 功能 */ void ISP_IAP_disable（void) ISP_CONTR = 0X00; ISP_CMD = 0X00； ISP_TRIG = 0x00; /*字節(jié)讀*/ uchar Byte_read(uint byte_addr) EA = 0； /關中斷 ISP_CONTR = En_Wait_TIME; /開啟ISP/IAP;并送等待時間 ISP_CMD = Read_COM; /送字節(jié)讀命令字 ISP_ADDRH = （uchar）(byte_addr > 8）; /送地址高字節(jié) ISP_ADDRL = （uchar)（byte_addr & 0X00FF); /送地址低字節(jié) ISP_TRIG = 0X46； /送觸發(fā)命令字 0X46、0XB9 ISP_TRIG = 0XB9； _nop_（）; ISP_IAP_disable（）； /關閉ISP/IAP功能 EA = 1; /開中斷 return (ISP_DATA）； /*字節(jié)編程*/ void Byte_program(uint byte_addr, uchar isp_iap_data) EA = 0； /關中斷 ISP_CONTR = En_Wait_TIME; /開啟ISP/IAP；并送等待時間 ISP_CMD = Prog_COM; /送字節(jié)編程命令字 ISP_ADDRH = (uchar)(byte_addr > 8）; /送地址高字節(jié) ISP_ADDRL = （uchar)(byte_addr 0X00FF）; /送地址低字節(jié) ISP_DATA = isp_iap_data； /送數(shù)據(jù)進ISP_DATA ISP_TRIG = 0X46； /送觸發(fā)命令字 0X46、0XB9 ISP_TRIG = 0XB9； _nop_（)； ISP_IAP_disable(）； /關閉ISP/IAP功能 EA = 1; /開中斷 /* 扇區(qū)擦除*/ void Sector_erase（uint sector_addr) EA = 0; /關中斷 ISP_CONTR = En_Wait_TIME； /開啟ISP/IAP;并送等待時間 ISP_CMD = Dele_COM； /送扇區(qū)擦除命令字 ISP_ADDRH = （uchar）（sector_addr > 8)； /送地址高字節(jié) ISP_ADDRL = （uchar)(sector_addr 0X00FF)； /送地址低字節(jié) ISP_TRIG = 0X46； /送觸發(fā)命令字 0X46、0XB9 ISP_TRIG = 0XB9; _nop_()； ISP_IAP_disable(）; /關閉ISP/IAP功能 EA = 1； /*寫入函數(shù)*/void EEPROM_write(uint addr, uchar in_data) Sector_erase（addr)； Byte_program（addr,in_data); /*EEPROM函數(shù)*/*/*音樂播放相關子函數(shù)*/*/void InitialSound(void) /初始化定時器BeepIO = 0;Sound_Temp_TH1 = (65535-（1/1200）*SYSTEM_OSC）/256；/ 計算TL1應裝入的初值 （10ms的初裝值）Sound_Temp_TL1 = （65535(1/1200)SYSTEM_OSC)256；/ 計算TH1應裝入的初值 TH1 = Sound_Temp_TH1；TL1 = Sound_Temp_TL1；TMOD |= 0x11；ET0 = 1;ET1 = 0;TR0 = 0；TR1 = 0；EA = 1；void BeepTimer0（void) interrupt 1 /音符發(fā)生中斷函數(shù)BeepIO = ！BeepIO;TH0 = Sound_Temp_TH0； TL0 = Sound_Temp_TL0;/*END*/*/*LCD操作子函數(shù)*/*/void wrcomd（char comd） /寫入命令 cs = 0; _nop_（）； rs = 0; _nop_()； e = 1； _nop_（）; rw = 0; _nop_（）; P0 = comd; _nop_(）; rw = 0； _nop_（); _nop_（)； rw = 1; _nop_（）; _nop_（)； _nop_()； _nop_（);void wrdata(char data_wri) /往液晶中寫入數(shù)據(jù) cs = 0; _nop_()； rs = 1； _nop_（）； e = 1; _nop_(）； rw = 0; _nop_(); P0 = data_wri; _nop_(）; rw = 0; _nop_（）； _nop_（)； rw = 1; _nop_(); _nop_（)； _nop_（）; _nop_(）; void bmp(char data_write，int row_start，int row_end，uchar column_start，uchar column_end) /刷屏子函數(shù) /初始化設置，對屏幕清零，默認值，為0，0，8，2，132 unsigned char i，j； int num_3; char num_0=0xb0； /uchar column_h,column_l; num_0+=row_start; for(i=row_start；i<row_end;i+) num_3 = column_end; wrcomd（num_0）; / 寫入命令設置頁，從0頁開始，0xb0=10110000 ;delay（time_def）;/設置頁 wrcomd(0x10|（0xf0&column_start）>4); /設置列，先寫入高4位再寫入低四位 wrcomd（0x00|(0x0fcolumn_start)）； for(j=column_start;j<num_3；j+） wrdata（data_write）； num_0+; void delay（long int time_delay) /延時子程序,執(zhí)行time_delay個_nop_(）延時 long int i；for(i=0；i<time_delay；i+） _nop_（）；void write_word（char p_word,int num，int pos_x,int pos_y，int width，int height） /寫漢字/字符子函數(shù) /對應參數(shù) 數(shù)據(jù)數(shù)組名，數(shù)組中位置，行位置，列位置,寬，高 char page; / 頁號 unsigned int i，j,k,p； p = (unsigned int)num*2*width; /p確定漢字字模數(shù)據(jù)初始位置 i = height%8; k = (i)？（height/8+1）：（height/8); page = 0xb0 + pos_y; for(i=0；i<2；i+） wrcomd(page); wrcomd(0x10(0xf0&pos_x)>4); wrcomd（0x00（0x0f&pos_x)； for（j=0;jwidth；j+) wrdata(p_wordj+p）; p=p+width； page+； if（page-（unsigned char）0xb0>7|page-(unsigned char）0xb00) return; /*END*/*/* 鍵盤掃描函數(shù)*/*/*判斷是否有鍵盤輸入*/bit CheckState(void)/鍵盤狀態(tài)判斷子函數(shù)bit state=0；P1=0x0F; /鍵盤掃描if（P1！=0x0F）state=1; /檢測是否有按鍵輸入else state=0；return(state);/*獲取鍵盤輸入值*/uchar GetKeys（void)/鍵盤值獲取子函數(shù)uchar column,line；scan=0xFE；while(scan0x10)!=0) P1=scan;if（P1&0xF0）!=0xF0) /line 1 have key pressed column=(P10x0F); line=(scan0xF0); key=column+line; return(key）； else scan=（scan<<1)0x01； return(0)；/*應用子函數(shù)*/*/void csh（void) /初始化,清屏 int i; res = 0； delay（time_def）; delay(time_def）； res = 1； delay（time_def）； cs = 0； /片選一直有效 delay（time_def); delay(time_def）; for（i=0;i12；i+） /初始命令寫入 wrcomd(tab1i); delay(time_def)； bmp（0，0,8,0，132)；void start_print（void) /開機顯示畫面子函數(shù) int i，j; for（i=0；i<4；i+) write_word(star_welcome，i，36+i*16,2，16，16）； if（i+4）7） write_word（star_welcome，i+4，44+i*16,4，16，16）； if(i+7）10） write_word(star_welcome,i+7,36+i*16，6,16，16）； write_word（number,10，4+5*16，6,8，16); for(j=5；j>=0;j-） write_word(number，j，12+516，6,8,16); delay(5000）; void menu_first_symbol(int choose） /菜單選擇符刷新子函數(shù)，即“打鉤項” bmp(0,0，8,4，18); write_word(menu_one,20，4，choose*2，16，16）； /*音樂播放顯示函數(shù)*/*/void music_display_one(unsigned char s,unsigned int x） /顯示最底層子函數(shù)int i；bmp（0，2,8，18+x*16,34+x16）; for(i=3；i>0;i-) if(s!=0） write_word(display,1，20+16x,2*i，16,16）； s=s1； else write_word（display,0,20+16*x,2*i，16,16）； /delay(200）； void music_display_two(unsigned int p_x） /顯示次底層子函數(shù) int sign； sign=mc_sizep_x0； if（sign） if（！sizep_x) sign=0； mc_sizep_x0=sign;mc_sizep_x1=0； else music_display_one（sizep_x，p_x)； mc_sizep_x1+=1； if（mc_sizep_x1>3) sizep_x-=1； else sizep_x+=1; /*/ else bmp(0，2，8,18+p_x*16，34+p_x16); write_word（display，2，20+16p_x,6,16，16）； /delay（500）； /*/void music_display_three（unsigned int mc） /音符狀態(tài)置位函數(shù) mc_sizemc10=1; mc_sizemc11=1; sizemc1=1;void music_display_four（void） /顯示次頂層子函數(shù) int i; for(i=0；i<7;i+） music_display_two（i)； void music_display_five（） /顯示頂層子函數(shù) int i; allsize=0; for（i=0；i<7;i+） allsize+=mc_sizei0；music_display_four（);/*void music_display(void） /顯示主函數(shù) int i； for（i=0；i<10；i+） music_display_three（music_codei）; music_display_five(）; while（allsize） music_display_five（）；/void display_between_musicplay（unsigned int tone） /播放音樂同時顯示音符顯示界面 music_display_three（tone); music_display_five(）；/*/*播放子程序*/void music_play_one（uint *NewFreTab,uchar Tone,uchar Length，uint LDiv0,uint LDiv1) /頻率表，音符，音長，12000/Speed，(（12000/Speed)/4）-（12000/Speed）/4)*SOUND_SPACE unsigned char SL,SH,SM，SLen，XG，F(xiàn)D； uint i，Temp_T,CurrentFre,LDiv，LDiv2,LDiv3； SL=Tone10; /計算出音符 SM=Tone/10%10； /計算出高低音 SH=Tone/100; /計算出是否升半 CurrentFre = NewFreTabSignTabSL1+SH; /查出對應音符的頻率 if（SL!=0）if （SM=1) CurrentFre >= 2; /低音 if (SM=3) CurrentFre <= 2; /高音Temp_T = 65536-(50000/CurrentFre）*10/（12000000/SYSTEM_OSC)；/計算計數(shù)器初值Sound_Temp_TH0 = Temp_T/256; Sound_Temp_TL0 = Temp_T256； TH0 = Sound_Temp_TH0; TL0 = Sound_Temp_TL0 + 12； /加12是對中斷延時的補償 SLen=LengthTabLength%10; /算出是幾分音符XG=Length/1010; /算出音符類型（0普通1連音2頓音） FD=Length/100;LDiv=LDiv0/SLen; /算出連音音符演奏的長度(多少個10ms）if (FD=1） LDiv=LDiv+LDiv/2;if(XG!=1）if（XG=0） /算出普通音符的演奏長度 if （SLen=4)LDiv2=LDivLDiv1；elseLDiv2=LDiv*SOUND_SPACE;elseLDiv2=LDiv/2; /算出頓音的演奏長度 elseLDiv2=LDiv;if（SL=0） LDiv2=0；LDiv3=LDiv-LDiv2； /算出不發(fā)音的長度 if （SL!=0)TR0=1；for（i=LDiv2；i0;i-) /發(fā)規(guī)定長度的音 while（TF1=0）；TH1 = Sound_Temp_TH1；TL1 = Sound_Temp_TL1；TF1=0;display_between_musicplay（SL）; /？?？要結合音長來控制其顯示時間,弄清音長問題？?if(LDiv3!=0)TR0=0； BeepIO=0；for(i=LDiv3；i>0;i-） /音符間的間隔while(TF1=0）；TH1 = Sound_Temp_TH1;TL1 = Sound_Temp_TL1；TF1=0;/*/*/void music_play_two_1（uchar *Sound，uint NewFreTab,uint SoundLength,uint LDiv0,uint LDiv1) /播放原存儲的音樂 uint xdata Point；uchar xdata Tone,Length,i； Point = 0;TR0 = 0； TR1 = 1;for(i=0;i4;i+） write_word（menu_one，i+1，4+(i+2)*16，0,16，16); while（Point SoundLength) Tone = SoundPoint； Length = SoundPoint+1； / 讀出第一個音符和它時時值music_play_one（NewFreTab，Tone,Length,LDiv0,LDiv1）；Point+=2; BeepIO = 0;while(allsize) music_display_five（)；void music_play_two_2（uint *NewFreTab，uint SoundLength,uint LDiv0，uint LDiv1） /播放譜曲存儲的音樂 uint xdata Point；uchar xdata Tone,Length,i； Point = 0；TR0 = 0； TR1 = 1;for（i=0；i4；i+） write_word（menu_one，i+1，4+（i+2）*16，0,16，16);while(Point SoundLength) Tone = Byte_read(start_add+Point）; Length = Byte_read(start_add+Point+1)； / 讀出第一個音符和它時時值music_play_one（NewFreTab，Tone,Length，LDiv0,LDiv1）;Point+=2; BeepIO = 0；while（allsize） /顯示末尾結束的狀態(tài) music_display_five(); /*void Play_Two(unsigned char *Sound,unsigned char Signature,unsigned char Octachord） unsigned int xdata NewFreTab12；/新的頻率表unsigned char xdata i,j;unsigned int xdata LDiv0，LDiv1，SoundLength；menu_state=1；for（i=0;i<12;i+) / 根據(jù)調(diào)號及升降八度來生成新的頻率表 j = i + Signature；if(j > 11)j = j-12;NewFreTabi = FreTabj2;elseNewFreTabi = FreTabj；if(Octachord = 1)NewFreTabi>=2；else if(Octachord = 3）NewFreTabi<<=2;LDiv0=12000/Speed; / 算出1分音符的長度（幾個10ms）LDiv1= LDiv0/4； / LDiv為算出4分音符的長度 LDiv1= LDiv1LDiv1*SOUND_SPACE； / LDiv最后為普通音最長間隔標準 SoundLength = 0;if(Sound!=Music_Memory) / while（SoundSoundLength != 0x00）/計算歌曲長度SoundLength+=2;for（i=0;i4;i+）write_word(menu_one，i+1，4+（i+2）*16,0,16,16）; while（menu_state) / music_play_two_1(Sound，NewFreTab，SoundLength,LDiv0，LDiv1）；bmp(0，0，8,2,132）; for(i=0;i<5;i+) write_word(restar,i,4+(i+2)16,2,16，16)； while(!CheckState（）)；if(GetKeys(）=0x11) /確認鍵返回,F鍵 menu_state=0；delay（1000）;bmp(0，0,8，2，132）; else while（Byte_read（start_add+SoundLength)！=0x00）/計算歌曲長度 SoundLength+=2； for（i=0；i<4;i+) write_word(menu_one，i+1,4+(i+2)16,0,16，16）; while（menu_state） music_play_two_2(NewFreTab,SoundLength,LDiv0，LDiv1);bmp(0,0,8,2，132）； for（i=0；i5;i+) write_word(restar，i,4+(i+2）16,2,16，16）; while（!CheckState（）；if（GetKeys（）=0x11） /確認鍵返回，F(xiàn)鍵 menu_state=0；delay(1000）；bmp（0，0,8,2,132）； /*音符轉換函數(shù)*/void ChangeKey(uchar Gkey） /把輸入的音符轉換成相應的數(shù)據(jù)形式，存儲到EEPROM中 / int i; if(Gkey!=0） delay(5000）； if（(music_counter%48）=0) bmp(0，2，8,0,132); switch（Gkey） case 0x11： if(music_counter2） bmp（0,0,8,0,132）；music_state=1；break;case 0x42： Byte_program(（start_add+music_counter),0）; write_word(number,0,4+(（music_counter%48）16)*8,2+（(music_counter48)/16）2，8，16）; +music_counter;break； case 0x88： Byte_program(start_add+music_counter)，1）； write_word(number,1,4+(music_counter48）16)8,2+(music_counter48)/16）*2,8，16)； +music_counter；break; case 0x48： Byte_program(start_add+music_counter)，2）; write_word(number,2，4+(music_counter48）%16）*8，2+（(music_counter%48)/16)2,8,16）; +music_counter；break; case 0x28： Byte_program(start_add+music_counter），3)； write_word（number，3,4+(（music_counter48）%16)8，2+(（music_counter%48）/16)*2,8，16); +music_counter;break; case 0x18: Byte_program（start_add+music_counter)，4）; write_word（number,4,4+(music_counter48）%16)8,2+(music_counter64)/16）*2，8，16）; +music_counter;break; case 0x84: Byte_program（(start_add+music_counter),5）； write_word（number,5，4+（music_counter%48）%16)8，2+（music_counter%48）/16)*2,8,16）; +music_counter;break； case 0x44： Byte_program(start_add+music_counter)，6）; write_word（number，6,4+(（music_counter%48）%16)*8，2+(（music_counter%48)/16)*2,8，16)； +music_counter；break； case 0x24: Byte_program(start_add+music_counter)，7）; write_word(number，7，4+（music_counter%48)%16)*8，2+(（music_counter%48)/16)*2,8，16）； +music_counter；break； default：break; void Entry_Music(void） /輸入樂譜播放函數(shù) uchar gkey,i；bmp（0，0，8,2,132）; while（menu_state）for(i=0；i4；i+） write_word(Music_Mry,i,4+（i+2)16,0,16，16); while(!music_state） if(CheckState（） if（music_state=0） ChangeKey(GetKeys()）； bmp（0，2，8,2,132)； InitialSound（);Play_Two(Music_Memory,Signature,Octa);bmp（0,2，8，2,132)； for(i=0;i4；i+） write_word（restar,i+5，4+(i+2）*16，2,16,16）； for（i=0;i5；i+） write_word（restar,i，4+（i+2）*16，4，16，16); while（!CheckState（）); gkey=GetKeys()；delay(500)；if(gkey=0x11) /確認鍵返回，F(xiàn)鍵 menu_state=0； delay(1000)； bmp(0,0,8,2，132)； /*/*菜單函數(shù)*/void menu_first(int choose) /主菜單int i，j；bmp(0,0,8,2,132)； for（i=0;i<4;i+） write_word（menu_one，i10，20,i2,8,16); write_word（menu_one,1+i10，28,i2，8,16）; for(j=1;j<5;j+） write_word（menu_one，i5+j,20+j*16,i*2,16,16）； menu_first_symbol（choose)； void menu_three1（void） int i，gkey;while(！menu_state)bmp(0，0，8，2，132）;for(i=0；i<7;i+) write_word(menu_thr,i,4+16i,0,16，16); write_word（menu_thr,i+7,4+16*i,2，16,16); write_word（menu_thr,i+14，4+16*i,4,16,16)； delay（10000)； while(！CheckState(）)； gkey=GetKeys(）; bmp(0，0,8，2,132）； InitialSound（）； switch(gkey） case 0x88:Play_Two（Music_1,Signature，Octa）；break; case 0x48：Play_Two（Music_2,Signature,Octa);break; case 0x28:Play_Two（Music_3，Signature，Octa)；break; case 0x81:menu_state=1;break; /C鍵返回 default:break; void menu_three2(void） int i，gkey； bmp（0,0,8，2,132)； for(i=0;i<4；i+)write_word（menu_one，i+11，4+（i+2）16，0,16，16）; while（！menu_state) while（！CheckState(） ;gkey=GetKeys(）;InitialSound（)； /定時器初始化switch（gkey) case 0x88:Music_take0=1; music_play_two_1(Music_take,FreTab1,2，（12000/Speed)，（12000/Speed)/4）*（1-SOUND_SPACE）); delay(10）;break; case 0x48：Music_take0=2; music_play_two_1(Music_take,FreTab1，2，(12000/Speed),（(12000/Speed)/4)(1SOUND_SPACE）; delay（10）；break； case 0x28：Music_take0=3； music_play_