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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
图4.22.1
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
图4.22.2
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．
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