五一電子閱讀：《學單片機》

1． 實驗任務

（1．由4X4組成16個按鈕矩陣，設計成16個音。

（2．可隨意彈奏想要表達的音樂。

2． 電路原理圖

圖4.22.1

3． 系統板硬件連線

（1．把“單片機系統”區域中的P1.0端口用導線連接到“音頻放大模塊”區域中的SPK IN端口上；

（2．把“單片機系統“區域中的P3.0－P3.7端口用8芯排線連接到“4X4行列式鍵盤”區域中的C1－C4　R1－R4端口上；

4． 相關程序內容

（1． 4X4行列式鍵盤識別；

（2．音樂產生的方法；

一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構成我們所想要的音樂了，當然對于單片機來產生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機的定時/計數器T0來產生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應頻率關系弄正確即可�，F在以單片機12MHZ晶振為例，例出高中低音符與單片機計數T0相關的計數值如下表所示

音符

頻率（HZ）

簡譜碼（T值）

音符

頻率（HZ）

簡譜碼（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

下面我們要為這個音符建立一個表格，有助于單片機通過查表的方式來獲得相應的數據

低音0－19之間，中音在20－39之間，高音在40－59之間

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、音樂的音拍，一個節拍為單位（C調）

曲調值

DELAY

曲調值

DELAY

調4/4

125ms

調4/4

62ms

調3/4

187ms

調3/4

94ms

調2/4

250ms

調2/4

125ms

對于不同的曲調我們也可以用單片機的另外一個定時/計數器來完成。

下面就用AT89S51單片機產生一首“生日快樂”歌曲來說明單片機如何產生的。

在這個程序中用到了兩個定時/計數器來完成的。其中T0用來產生音符頻率，T1用來產生音拍。

5． 程序框圖

開　始

行列式鍵盤按鍵按下成功否？

識別按鍵功能

根據按鍵功能，裝入音符T值到T0中

啟動T0工作

行列式鍵盤按鍵釋放成功否？

停止T0工作

T0初始化并開中斷允放T0中斷

T0中斷入口

重裝TH0，TL0初值

P1.0取反

中斷返回

圖4.22.2

6． 匯編源程序

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． C語言源程序

#include <AT89X51.H>

unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,

0x66,0x6d,0x7d,0x07,

0x7f,0x6f,0x77,0x7c,

0x39,0x5e,0x79,0x71};

unsigned char temp;

unsigned char key;

unsigned char i,j;

unsigned char STH0;

unsigned char STL0;

unsigned int code tab[]={64021,64103,64260,64400,

64524,64580,64684,64777,

64820,64898,64968,65030,

65058,65110,65157,65178};

void main(void)

{

TMOD=0x01;

ET0=1;

EA=1;

while(1)

{

P3=0xff;

P3_4=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--);

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

{

case 0x0e:

key=0;

break;

case 0x0d:

key=1;

break;

case 0x0b:

key=2;

break;

case 0x07:

key=3;

break;

}

temp=P3;

P1_0=~P1_0;

P0=table[key];

STH0=tab[key]/256;

STL0=tab[key]%256;

TR0=1;

temp=temp & 0x0f;

while(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

}

TR0=0;

}

P3=0xff;

P3_5=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--);

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

{

case 0x0e:

key=4;

break;

case 0x0d:

key=5;

break;

case 0x0b:

key=6;

break;

case 0x07:

key=7;

break;

}

temp=P3;

P1_0=~P1_0;

P0=table[key];

STH0=tab[key]/256;

STL0=tab[key]%256;

TR0=1;

temp=temp & 0x0f;

while(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

}

TR0=0;

}

P3=0xff;

P3_6=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--);

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

{

case 0x0e:

key=8;

break;

case 0x0d:

key=9;

break;

case 0x0b:

key=10;

break;

case 0x07:

key=11;

break;

}

temp=P3;

P1_0=~P1_0;

P0=table[key];

STH0=tab[key]/256;

STL0=tab[key]%256;

TR0=1;

temp=temp & 0x0f;

while(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

}

TR0=0;

}

P3=0xff;

P3_7=0;

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

for(i=50;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--);

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

if (temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

switch(temp)

&nbswitch(temp)

{

case 0x0e:

key=12;

break;

case 0x0d:

key=13;

break;

case 0x0b:

key=14;

break;

case 0x07:

key=15;

break;

}

temp=P3;

P1_0=~P1_0;

P0=table[key];

STH0=tab[key]/256;

STL0=tab[key]%256;

TR0=1;

temp=temp & 0x0f;

while(temp!=0x0f)

{

temp=P3;

temp=temp & 0x0f;

}

TR0=0;

}

void t0(void) interrupt 1 using 0

{

TH0=STH0;

TL0=STL0;

P1_0=~P1_0;

}

sp; {