单片机演奏音乐实验
基于单片机音乐演奏曲
漳州师范学院设计报告题目：基于单片机音乐演奏曲Title: instrumental music based on single chip姓名：学号：系别：专业：年级：指导教师：题目：基于单片机音乐演奏曲摘要单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
本文的主要内容是用AT89C2051单片机为核心控制元件，设计一个奏乐器，以单片机作为主控核心与LM386、扬声器等模块组成。
本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。
关键词： AT89C2051；LM386Title: instrumental music based on single chipAbstractMCU control with powerful and flexible programming features, it has been integrated into modern people's lives and become an irreplaceable part. The main content of this article is AT89C2051 MCU as the core control elements, to design a musical instrument to master MCU as the core and LM386, speakers and other modules. The system is stable, the advantage of simple hardware circuit, software, functional, and reliable control system, high cost, etc., has certain practical and useful. Keywords：AT89C2051；LM386目录摘要 (1)引言 (2)一、系统整体结构 (4)1.1 AT89C2051简介 (4)1.1.1 电源和晶振 (4)1.2.1 I/O口 (4)1.2.2控制线 (4)1.3.1 LM386简介 (5)1.3.2 LM386内部电路及特性 (5)二、系统硬件设计 (6)1.1、设计原理 (6)1.2. 单片机最小系统 (6)三、软件设计 (7)四、总结 (8)五、参考文献 (9)六、附录 (9)附录一：原理图 (10)附录二；PCB图 (11)附录三：元器件清单 (12)附录四：程序框图 (14)附录五：程序 (15)附录六：歌谱 (16)致谢： (19)引言单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。
实验五单片机音乐中音调和节拍的确定方法
调号-音乐上指用以确定乐曲主音高度的符号。
很明显一个八度就有12个半音。
A、B、C、D、E、F、G。
经过声学家的研究，全世界都用这些字母来表示固定的音高。
比如，A这个音，标准的音高为每秒钟振动440周。
升C调：1＝#C，也就是降D调：1＝BD；277（频率）升D调：1＝#D，也就是降E调：1＝BE；311升F调：1＝#F，也就是降G调：1＝BG；369升G调：1＝#G，也就是降A调：1＝BA；415升A调：1＝#A，也就是降B调：1＝BB。
466,C 262 #C277D 294 #D(bE)311E 330F 349 #F369G 392 #G415A 440. #A466B 494所谓1＝A，就是说，这首歌曲的“导”要唱得同A一样高，人们也把这首歌曲叫做A调歌曲，或叫“唱A调”。
1＝C，就是说，这首歌曲的“导”要唱得同C一样高，或者说“这歌曲唱C调”。
同样是“导”，不同的调唱起来的高低是不一样的。
各调的对应的标准频率为：单片机演奏音乐时音调和节拍的确定方法经常看到一些刚学单片机的朋友对单片机演奏音乐比较有兴趣，本人也曾是这样。
在此，本人将就这方面的知识做一些简介，但愿能对单片机演奏音乐比较有兴趣而又不知其解的朋友能有所启迪。
一般说来，单片机演奏音乐基本都是单音频率，它不包含相应幅度的谐波频率，也就是说不能象电子琴那样能奏出多种音色的声音。
因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可，也就是“音调”和“节拍”。
音调表示一个音符唱多高的频率，节拍表示一个音符唱多长的时间。
在音乐中所谓“音调”，其实就是我们常说的“音高”。
在音乐中常把中央C 上方的A音定为标准音高，其频率f=440Hz。
当两个声音信号的频率相差一倍时，也即f2=2f1时，则称f2比f1高一个倍频程, 在音乐中1（do）与.1，2（来）与.2……正好相差一个倍频程，在音乐学中称它相差一个八度音。
用单片机播放音乐的程序实现
用单片机播放音乐的程序实现殷松瑜 江苏商贸职业学院 226011音、高音和超高音，四个八度共28个音符。
MUSIC_TAB 自定义乐曲数据表，演奏乐曲时根据不同音符的数值，从B_ZQ_TAB 中找到定时时间初始值，送入定时器即可控制发音的音调。
例如0xF8和0x89送到定时器，定时器产生中断输出的方波，人们就听到低音DO 的声音。
单片机发出不同频率的方波，人听起来就是不同音调的音乐。
把这个音调数据表放在程序中，需要播音的时候，就从表中取出一个数据送到定时器，当定时器溢出中断的时候，再对输出引脚取反，那么，在扬声器中，即可听到下表中频率的声音。
这个表中每三个数字，说明了一个音符，它们分别代表;第一个数字是音符的数值1234567之一，代表哆来咪发嗦拉西;第二个数字是0123之一，代表低音、1/4节拍与节拍码对照1/8节拍与节拍码对照3 编码以李叔同大师的《送别》的前二小节来说明转换的方法。
这部分的歌词是：“长亭外，古道边，芳草碧连天”；这部分的乐谱是：| 5 35 1 － | 6 1 5 － |512321|2---|。
根据乐谱可以写出《送别》前二小节的数据表。
本程序用这个数据表播放《送别》的前四小节。
（如图2）4 51单片机演奏乐曲的程序SPK BIT P1.7 ;指定扬声器接口ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP T0_INT ORG 001BH LJMP T1_INT;------------------------------------------------------------B_ZQ_TAB: ;定时半周期初始值数据表DW 63625， 63833， 64019， 64104， 64260， 64400， 64524 ;低音区:1 2 3 4 5 67DW 64580， 64685，64778， 64820， 64898， 64968， 65030 ;中音区:1 2 3 4 5 6 7DW 65058， 65110， 65157， 65178， 65218， 65252， 65283 ;高音区:1 2 3 4 5 6 7D W 65297 自定义 分别是音名、拍为单位）嗦，中音， 4个1/8拍咪，中音， 2个1/8拍嗦，中音， 2个1/8拍哆，高音， 8个1/8拍啦，中音， 4个1/8拍哆，高音， 4个1/8拍 嗦，中音， 8个1/8拍嗦，中音， 4个1/8拍哆，中音， 2个1/8拍来，中音， 2个1/8拍咪，中音， 4个1/8拍来，中音， 2个1/8拍哆，中音， 2个1/8拍来，中音， 16个1/8结束标记#11H ;T1， T0皆以200ms，为1/8拍MOV DPTR， #MUSIC_TAB;-------------------下面是从自定义乐曲数据表中读取三个字节M_LOOP:CLR A MOVC A， @A+DPTR MOV R2， A INC DPTR CLR A MOVC A， @A+DPTR MOV B， A INC DPTR CLR A MOVC A， @A+DPTR JZ START;-------------------下面是根据前两个字节，在半周期初值表中找网络出版时间：2014-01-10 22:38网络出版地址：/kcms/detail/11.3571.TN.20140110.2238.1074.htmlMOV R3， A INC DPTR MOV 44H， DPL MOV 45H， DPH MOV A， #7MUL AB ADD A， R2JZ JI_SHI DEC A ADD A， ACC MOV R2， A MOV DPTR， #B_ZQ_TAB MOVC A， @A+DPTR MOV TH0， A MOV 41H， A MOV A， R2INC A MOVC A，@A+DPTR MOV TL0， A MOV 40H， A SETB TR0JI_SHI:MOV 42H， #100MOV 43H， #0MOV A， R3;用第三个字节控制时长CJNE A， 43H， $CLR TR0SETB SPK MOV DPL， 44H MOV DPH， 45H SJMP M_LOOP;------------------------------------------------------------T0_INT:MOV TL0， 40H MOV TH0， 41H CPL SPK RETI;------------------------------------------------------------T1_INT:MOV TL1， #24 ;(65536-1000) MOD 256MOV TH1， #252 ;(65536-1000) / 256定时1ms@12MHzDJNZ 42H， T1_END MOV 42H， #200 ;此数值越大，节奏越慢INC 43H ;43H 单元每隔200ms，自动加一次一T1_END:RETI;============================================================END 图1图2。
单片机歌曲演奏的设计
摘要本文是应用STC89C52单片机来设计硬件电路，以此控制音乐的产生播放。
并利用C 语言进行程序设计。
通过控制单片机内部的定时器来产生不同频率的方波，驱动蜂鸣器发出不同音调，再利用延迟来控制发音时间的长短，以此来表示不同音阶的变化。
蜂鸣器借助这种变化来产生音乐。
本设计是8051芯片的电路为基础，外部加上功率放大器、放音设备，以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路，通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出设定的音乐。
利用琴键控制定时器的开中断和闭中断，即实现发音和闭音。
在此期间再通过对定时器的定时时间进行控制来产生不同频率的方波，驱动蜂鸣器发出不同音阶的声音。
该软、硬件系统具有很好的通用性，很高的实际使用价值，为广大单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。
关键词：单片机；音乐；C语言；蜂鸣器AbstractThis paper is the application of STC89C52 microcontroller to design the hardware circuit to control the generation of music playing by using C language program design. Through the control of the single chip microcomputer timer to produce different inside the frequency of square wave, drive speaker tones, and then delay to control the pronunciation of the length of time, so as to indicate different scales of change. This change through the buzzer to generate program of musicThis design is 8051 chips based circuit, external plus power amplifier and let the sound equipment, so as to realize the music playing hardware circuit, through the software program to control of the single chip microcomputer timer internal play a set of music. Using the keys of the timer control open interrupt and closed interrupt, pronunciation and closed sound is implemented. In this period again through the timing of timer control time to produce different frequency of square wave, drive out the sound of different scales buzzer.The software and hardware system has a good generality and high practical value for the single-chip microcomputer and music lovers to provide a good reference.Keywords:AT89S51 SCM; music；C language program; buzzer目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1概述 (1)1.1单片机的产生和发展 (2)1.1.1什么是单片机 (2)1.2单片机的发展史及发展趋势 (2)1.3单片机的特点及应用 (3)1.3.2单片机的特点 (3)1.3.3单片机的应用 (3)2 STC89C52单片机的结构与原理 (4)2.1 STC89C52内部组成结构 (4)2.2 STC89C52引脚组成 (5)2.3 STC89C52硬件组成 (5)2.3.1 引脚功能部件和特性 (5)2.3.2 芯片简介 (6)2.3.3 引脚功能 (6)2.3.4 单片机工作的最小化配置 (8)2.4 STC89C52中断系统 (10)2.4.1 中断的概念 (10)2.4.2 STC89C52中断系统 (11)2.4.3 中断响应过程 (16)3 系统设计总体方案 (16)3.1 设计应用系统时应考虑的问题 (17)3.2 设计使用芯片STC89C52介绍 (17)4 单片机音乐演奏控制器的软硬件设计 (19)4.1 单片机产生音调的基础知识 (19)4.2 硬件电路 (19)4.3 程序设计与调试 (20)4.3.1 程序设计框图 (20)4.3.2. 程序设计的程序清单 (20)5 论文总结 (27)参考文献 (28)附录1 (29)硬件电路 (28)附录2 (29)硬件电路原理图.......................................................................................................,, (29)致谢 (30)绪论近年来，科学技术得到了前所未有的提高，可以说，在过去的100年里的发明创造大于之前人类已经取得的发明总和。
音乐播放器实验报告
b 功能结构图： Key1 负责切换播放歌曲，共两首。分别是祝你生日快乐和寂寞 沙洲冷；Key2 负责切换 LED 显示花样，共 3 种：顺序显示，由两 边向中间移动然后向两边移动，循环显示。
三、 实验器材 Windows7 操作系统 Proteus 仿真软件 keil4 软件 AT89C51 单片机 共阴极数码管 开关 电容 晶振 电阻 发光二极管 蜂鸣器
（2） 系统要求有选择上一首、下一曲功能； （3） 两个按键，可在播放和显示花样中进行切换； （4） 用一个键控制花样类型的显示功能； （5）用 LED 灯闪烁“伴奏”。 五、 实训基本原理（附原理图、源程序清单） 1 硬件设计 ①LED 显示电路设计与原理
LED 显示电路是由 8 个 LED 发光二极管组成，连接方式是共阳 极，LED 接到单片机的 P1 口，若是低电平，可使 LED 亮。发光二 极管的亮灭是由内部程序控制的，8 个 LED 发光二极管分别对应不 同的音阶，所以 LED 会随着音阶的变化按规律亮灭。
一定的物理实件（扬声器），就产生了一定频率的声音。若改变输出 方波的频率，产生的声音随之改变。通过控制输出方波的时间长短， 声音的长短也可以得到控制，因此，根据乐谱，以类似的音及同样 的节拍，单片机就可以产生电子音乐。音乐的播放模式及选择可以 通过按键的输入得以实现。在本次设计中将蜂鸣器连接到 AT89C52 的 P3^7 接口处。
单片机实验报告_电子琴
随着科技的飞速发展，单片机技术已成为现代电子技术的重要分支。
为了更好地学习和掌握单片机编程及应用，我们设计并实现了一款基于单片机的简易电子琴。
本实验旨在通过设计一个简易电子琴，让学生深入了解单片机的原理和应用，提高动手实践能力。
二、实验目的1. 掌握单片机的基本原理和编程方法。
2. 学会使用定时器、中断、键盘扫描等技术。
3. 了解电子琴的工作原理和制作方法。
4. 培养学生的创新意识和团队协作能力。
三、实验原理本实验采用STC12C5A32S2单片机作为核心控制单元，通过定时器产生方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音，实现电子琴的演奏功能。
具体原理如下：1. 单片机原理：STC12C5A32S2单片机是一款高性能、低功耗的单片机，具有丰富的片上资源，如定时器、中断、串口等。
2. 定时器：定时器用于产生固定频率的方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音。
通过调整定时器的计数值，可以改变方波信号的频率，从而改变音调。
3. 中断：中断技术用于实现按键扫描功能。
当按键被按下时，单片机响应中断，读取按键状态，并产生相应的音调。
4. 键盘扫描：键盘扫描技术用于检测按键状态。
通过扫描键盘矩阵，可以判断哪个按键被按下，并产生相应的音调。
四、实验内容1. 硬件设计：主要包括单片机、蜂鸣器、键盘、电阻、电容等元器件。
将元器件按照电路图连接，形成电子琴的硬件电路。
2. 软件设计：主要包括主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
通过Keil C编程，实现电子琴的演奏功能。
3. 调试与测试：对电子琴进行调试和测试，确保其能够正常工作。
1. 搭建电路：按照电路图连接元器件，形成电子琴的硬件电路。
2. 编写程序：使用Keil C编写主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
3. 编译程序：将编写好的程序编译成HEX文件。
4. 烧录程序：将编译好的HEX文件烧录到单片机中。
5. 调试与测试：使用万用表测试电路是否正常工作，并对程序进行调试，确保电子琴能够正常演奏。
单片机演奏音乐实验
单片机演奏音乐实验
利用单片机演奏音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。
这里我们用
网站提供的实验板来做这个实验，并且了解单片机演奏音乐的基本原理，和相
关的源程序。
首先来完成必要的硬件部分，硬件部分比较简单，如下图：
AT89C51单片机的P2.5口控制一个8550的三极管，三极管控制电磁蜂鸣器的电源通断。
我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单处
机某个口线的高电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接
上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续
时间，就能改变输出频率，从而改变音调。
例如，要产生200HZ的音频信号，200HZ音频的变化周期为1/200秒，即
5ms。
这样，当P2.5的高电平或低电平的持续时间为2.5ms时就能发出200HZ 的音调。
乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应
的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表
程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。
此外，结束符和体止符可以分别用代码00H和FFH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了；若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。
为了产生手弹的节奏感，在某些音符（例如两个相同音符）音插入一个时间
单位的频率略有不同的音符。
实验名称：单片机编程奏音乐“生日之歌”
实验名称：单片机编程奏音乐“生日之歌”
一、实验电路
二、实验目的
掌握8051内部定时器的工作原理，通过编程并与音频放大电路相连，实现演奏音乐的功能
三、实验器材
（1）单片机CPU板
（2）运算放大器及音频放大实验板
（3）导线
四、实验要点
（1）按图连好线。
（2）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期，然后将此周期除以2，即为板周期的时间。
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反相，就可在I/O脚上得到此频率
的脉冲。
（3）利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。
（4）计数脉冲值与频率的关系公式如下：
N=Fi÷2÷Fr N：计数值
Fi：内部计时一次为1μs，故其频率为1MHz
Fr:：要产生的频率
（5）计数值的求法如下：
T=65536-N
（6）每个音符使用一个字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍，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。
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利用单片机演奏音乐大概是单片机爱好者感兴趣的问题之一。
这里我们用网站提供的实验板来做这个实验，并且了解单片机演奏音乐的基本原理，和相关的源程序。
首先来完成必要的硬件部分，硬件部分比较简单，如下图：
AT89C51单片机的P2.5口控制一个8550的三极管，三极管控制电磁蜂鸣器的电源通断。
我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单处机某个口线的高电平或低电平，则在该口线上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。
例如，要产生200HZ的音频信号，200HZ音频的变化周期为1/200秒，即5ms。
这样，当P2.5的高电平或低电平的持续时间为2.5ms时就能发出200HZ的音调。
乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。
此外，结束符和体止符可以分别用代码00H和FFH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了；若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。
为了产生手弹的节奏感，在某些音符（例如两个相同音符）音插入一个时间单位的频率略有
不同的音符。
程序框图如图2所示。
下面给出程序序请单，可直接在51实验板上进行演奏。
本程序演奏的是民歌“八月桂花遍地开”，C调，节奏为94拍/分。
网友也可以自行找出一首歌，将乐曲翻译成码表输入机器，而程序不变。
本实验方法简便，即使不懂音乐的人，将一首陌生的曲子翻译成代码也是易事，和着机器的演奏学唱一首歌曲，其趣味无穷。
MCS51单片机汇编程
;标题'八月桂花香'发声程序
ORG 0000H
LJMP START
ORG 000BH
INC 20H;中断服务,中断计数器加1
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0EFH ;12M晶振，形成10毫秒中断RETI
START:
MOV SP,#50H
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0EFH
MOV TMOD,#01H
MOV IE,#82H
MUSIC0:
NOP
MOV DPTR,#DAT;表头地址送DPTR
MOV 20H,#00H;中断计数器清0
MUSIC1:
NOP
CLR A;A清零
MOVC A,@A+DPTR;查表取代码
JZ END0;是00H,则结束
CJNE A,#0FFH,MUSIC5;如果是休止符，往下执行LJMP MUSIC3
MUSIC5:
NOP
MOV R6,A;R6=18H音符的频率
INC DPTR;DPTR加
MOV A,#0
MOVC A,@A+DPTR;取节拍代码送R7
MOV R7,A;R7=30H音符发音的时间
SETB TR0;启动计数
MUSIC2:
NOP
CPL P3.3;P3.3是音乐输出引脚
MOV A,R6
MOV R3,A;R3=R6=18H
LCALL DEL
MOV A,R7
CJNE A,20H,MUSIC2;中断计数器(20H)=R7否? ;不等,则继续循环MOV 20H,#00H ;等于,则取下一代码
INC DPTR
LJMP MUSIC1
MUSIC3:NOP;休止100毫
CLR TR0
MOV R2,#0DH;R2=13
MUSIC4:
NOP
MOV R3,#0FFH ;R3=255
LCALL DEL
DJNZ R2,MUSIC4
INC DPTR
LJMP MUSIC1
END0:
NOP
MOV R2,#0FFH ;歌曲结束,延时1秒后继续
MUSIC6:
MOV R3,#00H
LCALL DEL
DJNZ R2,MUSIC6
LJMP MUSIC0
DEL:
NOP
DEL3:
MOV R4,#02H
DEL4:
NOP
DJNZ R4,DEL4
NOP
DJNZ R3,DEL3
RET
NOP
DAT:
DB 18H, 30H, 1CH, 10H DB 20H, 40H, 1CH, 10H DB 18H, 10H, 20H, 10H DB 1CH, 10H, 18H, 40H DB 1CH, 20H, 20H, 20H DB 1CH, 20H, 18H, 20H DB 20H, 80H, 0FFH, 20H DB 30H, 1CH, 10H , 18H DB 20H, 15H, 20H , 1CH DB 20H, 20H, 20H , 26H DB 40H, 20H , 20H , 2BH DB 20H, 26H, 20H , 20H DB 20H, 30H , 80H , 0FFH DB 20H, 20H, 1CH , 10H DB 18H, 10H, 20H , 20H DB 26H, 20H , 2BH , 20H DB 30H, 20H , 2BH , 40H DB 20H, 20H , 1CH , 10H DB 18H, 10H, 20H, 20H
DB 26H, 20H , 2BH, 20H DB 30H, 20H, 2BH , 40H DB 20H, 30H, 1CH , 10H DB 18H, 20H , 15H , 20H DB 1CH, 20H , 20H , 20H DB 26H, 40H, 20H , 20H DB 2BH, 20H, 26H , 20H DB 20H, 20H, 30H , 80H DB 20H, 30H, 1CH , 10H DB 20H, 10H, 1CH , 10H DB 20H, 20H, 26H , 20H DB 2BH, 20H, 30H , 20H DB 2BH, 40H, 20H , 15H DB 1FH, 05H, 20H , 10H DB 1CH, 10H, 20H , 20H DB 26H, 20H, 2BH , 20H DB 30H, 20H, 2BH , 40H DB 20H, 30H, 1CH , 10H DB 18H, 20H , 15H , 20H DB 1CH, 20H , 20H , 20H DB 26H, 40H, 20H , 20H DB 2BH, 20H, 26H , 20H DB 20H, 20H, 30H, 30H DB 20H, 30H, 1CH, 10H DB 18H, 40H, 1CH, 20H DB 20H, 20H, 26H, 40H DB 13H, 60H, 18H , 20H DB 15H, 40H, 13H , 40H DB 18H, 80H, 00H
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