22。电子琴.doc

22.            电子琴
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”“音频放大模块”区域中的SPK IN端口上;
(2.       把“单片机系统“-“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

开始
行列式键盘按键按下成功否?
识别按键功能
根据按键功能,装入音符T值到T0中
启动T0工作
行列式键盘按键释放成功否?
停止T0工作
T