音乐播放课程设计(1)(2)

2.2.1 单片机最小系统模块

STC89C52具体介绍如下：

① 主电源引脚（2根）

VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源 GND(Pin20)：接地线 ②外接晶振引脚（2根）

XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端 XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端 ③控制引脚（4根）

RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。 ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号 PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号

EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。 ④可编程输入/输出引脚（32根）

STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。

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2.2.2 按键控制模块

2.2.3 复位模块

复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。

上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图4—4（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。

按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图4—4（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，

其电路如图4—4（c）所示：

（a）上电复位 （b）按键电平复位 （c）按键脉冲复位

图4—4复位电路

上述电路图中的电阻、电容参数适用于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。

本系统的复位电路采用图4—4（b）按键复位方式

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2.2.4 数码管显示模块

74HC573用于数据的缓存，可以锁存数据，具有高噪声抵抗的特性，内部具有保护电路，可以防止器件被高的静态电压或者电场损坏，可以对其外接的器件起到稳定和保护的作用。

2.2.5 蜂鸣器驱动模块

ULN2003是由七个硅NPN复合晶体管构成，在蜂鸣器的驱动电路用途相当于是三极管，工作在饱和区，三极管的作用类似于开关，可串接一限流电阻，防止蜂鸣器因功率过大而损坏。

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第三章 软件设计

3.1 音乐解码原理

3.1.1 利用 I/O 口发声原理

当有足够功率的音频信号加在蜂鸣器上，蜂鸣器即会发声。利用 I/O 口工作于输出状态，当输出一定频率的方波信号时，驱动蜂鸣器发声，若用软件在 I/O 口线上不断产生不同频率的周期变化的方波，就能发出不同的声音。

3.1.2 音乐基本知识

⑴ 音和音阶

在音乐中，通常用阿拉伯数字 1、2、3、4、5、6 和 7 来标记七个音。由这些音所组成的有序排列就叫音阶。其中 3-4、7-1 之间两者相差半音，1-2、2-3、4-5、5-6、6-7之间两者相差一个全音。每一个全音包括两个半音。

实际上，仅用七个基本音来表达音乐内容是远远不够的，所以还需要比基本音更高或更低的音，这些音分别用加“低音点”和“高音点”的方法来扩展表示。即

· · · · · · · １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ · · · · · · · ⑵ 拍号，节拍和速度

音的长短通常用拍数来表示，用来表示不同长短音的符号叫音符，音符又分单线音符和附点音符。

用固定时值来表示节拍的单位叫拍子，在歌曲和乐曲的左上方往往标注有 2/4、4/4、3/8 等，这些叫节拍记号，简称拍号。其含义是每小节有几拍／几分音符作 1 拍。

乐曲的速度一般有两种表示方法：

① 用五线谱的二分音符 或四分音符 表示一个基本节拍。用它们每分钟出现的次数来表示乐曲速度的快慢。例如，d ＝80，即表示每分钟进行80个二分音符。

② 用“稍快”、“中速”、“慢速”等术语来表示。这种情况下，具体速度可由自己决定，

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但是大致范围一般控制在：

“稍快”：120～200 拍／分钟 “中速”：80～120 拍／分钟 “慢速”：60 拍／分钟 ⑶ 调号

音乐为表示丰富多采的思想感情，并考虑到男、女不同的音区，必须要确定乐曲基调的高低，这通常用音名来确定。音名有七种，分别为 C、D、E、F、G、A 和 B。每个音名都有固定的音高，在乐器上都有固定的位置，在声学上也都有相应固定的音频频率。如果歌曲的左上方有 1＝C ，则表示这首歌应以 C 为其 1，其他音以此类推。若 1＝F ，则表示应以F 为其 1。

音频对应中断初值表

通过控制定时器的定时时间来产生不同频率的方波，驱动蜂鸣器发出不同音阶的声音，再利用延迟来控制发音时间的长短，即可控制音调中的节拍。把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定常数和延迟常数，作为数据表格存放在存储器中。由程序查表得到定时常数和延迟常数，分别用以控制定时器产生方波的频率和发出该频率方波的持续时间，从而实现乐曲的播放功能。

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