单片机课程设计-音乐彩灯控制器 - 图文

4.1程序流程图 开始 初始化 查询歌曲曲 上下曲 否 结束 是 判断是否显示曲目数 等待播放 停、播 播放音乐 节奏彩灯 结束 4.2程单片机音阶代码实现

音调的高低用音阶表示，不同的音阶对应不同的频率。因此，不同频率的方波就可以产生音阶，音阶与频率的关系见表1。由于频率的倒数是周期，因此可由单片机中的定时控制方波周期，当定时器计数溢出时产生中断。将与蜂鸣器连接的P3.6取反后就可得到方波的周期，从而达到了控制频率，即音阶的目的。

音阶与频率的关系及 如下表：

音频率（Hz） 定时器初音频率（Hz） 定时器初第 6页 共 20页

音频率（Hz） 定时器初 阶 值 阶 值 阶 值 1 2 3 4 5 6 7 0 131 147 165 175 196 220 247 0 0F85EH 0F933H 0F9F0H 0FA49H 0FAE6H 0FB74H, 0FBF4H 0100H 1 2 3 4 5 6 7 0 262 294 330 349 392 440 494 0 0FC2FH 0FC99H 0FCF8H 0FD22H 0FD73H 0FDBAH 0FDFAH 0100H 1 2 3 4 5 6 7 0 523 587 659 698 784 880 988 0 0FE17H 0FE4CH 0FE7CH 0FE91H 0FEB9H 0FEDDH 0FEFDH 0100H 低八度音 注：0表示简谱中的空拍

中音 高八度音 表3-2 方式1下定时器的初值

当晶体振荡频率为6MHz定时器工作在方式1下时，若各音阶相对应的定时器计数初值为X，则可根据下式计算X：

1/(f?2)?(216?X)?12/(6?106) 注：其他晶振只需改公式中相应数字

音调的长短用节拍数表示（例如1/4拍、2/4拍、??），不同节拍数的不同音符的组合形成乐谱。程序中，音的节拍可由延时子程序实现。延时子程序设定为四分之一拍，节拍值只能是它的整数倍。 4.3单片机产生不同频率脉冲信号的原理：

（1）要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期的时间，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的时间再对I/O反相，就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。

（2）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如下：

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单片机课程设计

例如，频率为523Hz，其周期天/523 S=1912uS，因此只要令计数器计时956uS/1us=956，在每计数956次时就将I/O反接，就可得到中音DO（532Hz）。

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1uS，故其频率为1MHz，Fr：要产生的频率 ）

（3） 其计数值的求法如下： T=65536-N=65536-Fi/2/Fr 计算举例：

设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的计数值。

T=65536-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

（4）C调个音符频率与计数值T的对照表如下表所示：

音 符 频率（Hz） 简谱码（T音 符 值） 频率（Hz） 简谱码（T值） 低1DO #1DO# 低2RE #2RE# 低3M 低4FA #4FA# 低5SO #5SO# 低6LA #6 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 466 63628 63731 63835 63928 64103 64204 64260 64261 64400 64443 64524 #4FA# 中5SO #5SO# 中6LA #6 中7SI 高1DO #1DO# 高2RE #2RE# 高3M 第 8页 共 20页

740 784 831 880 932 988 1046 1109 1175 1245 1318 64860 64898 64923 64968 64994 65030 65058 65085 65110 65124 65157

低7SI 中1DO 494 523 64524 64331 高4FA #4FA# 1397 1480 65178 65189 表3-3-1 C调各音符频率与计数值T的对照表

（5）每个音符使用1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，下表为节拍码的对照。但如果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节拍为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，如下表为1/4和1/8节拍的时间设定。

1/4节拍 节拍码 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 1/8节拍 节拍数 1/4拍 2/4拍 3/4拍 1拍 1又1/4拍 1又1/2拍 1又3/4拍 2拍 2又1/4拍 2又1/2拍 2又3/4拍 3拍 3又1/4拍 3又1/2拍 3又3/4拍 节拍码 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 表3-2-2 节拍码对照表

节拍数 1/8拍 1/4拍 3/8拍 1/2拍 5/8拍 3/4拍 7/8拍 1拍 1又1/8拍 1又1/4拍 1又3/8拍 1又1/2拍 1又5/8拍 1又3/4拍 1又7/8拍 1/4节拍

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1/8节拍