數字I/O腳有專用和復用。數字I/O腳的功能通過9個16位控制寄存器來控制。控制寄存器分為兩類：（1）I/O復用控制寄存器（MCRX)，來選擇I/O腳是外設功能還是I/O功能。（2）數據方向控制寄存器（PXDATDIR)：控制雙向I/O腳的數據和數據方向。注意：數字I/O腳是通過映射在數據空間的控制寄存器來控制的，與器件的I/O空間無任何關系。240X/240XA多達41只數字I/O腳，多數具有復用功能。
標簽： 數字
上傳時間： 2013-10-31
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《微機原理及應用》課程教案目 錄 下載WORD文檔前 言 下載WORD文檔第一章 51系列單片機概述 下載WORD文檔 第一節 概述 第二節 51系列單片機分類 思考題與習題 第二章 MCS-51系列單片機組成及工作原理 下載WORD文檔 第一節 MCS-51系列單片機組成 第二節 8051的內部數據存儲器(內部RAM) 第三節 8051的內部程序存儲器(內部ROM) 第四節 MCS-51系列單片機典型芯片的外部引腳功能 第五節 并行輸入／輸出口 第六節 CPU的時鐘電路和時序定時單位 第七節 單片機指令執行的過程 思考題與習題 第三章 指令系統 下載WORD文檔 第一節 指令格式和尋址方式 第二節 指令系統 思考題與習題 第四章 算法與結構程序設計 下載WORD文檔 第一節 算法 第二節 程序基本結構 第三節 結構化程序設計 第四節 匯編語言程序設計舉例 思考題與習題 第五章 中斷 下載WORD文檔 第一節 中斷技術概述 第二節 8051中斷系統 第三節 中斷控制 第四節 中斷響應 第五節 中斷系統應用舉例 思考題與習題 第六章 定時器／計數器 下載WORD文檔 第一節 概述 第二節 定時器／計數器基本結構 工作方式及應用 思考題與習題 第七章 8051單片機系統擴展與接口技術 下載WORD文檔 第一節 8051單片機系統擴展概述 第二節 單片機外部存儲器擴展 第三節 單片機輸入/輸出(I/O)口擴展 第四節 LED顯示器接口電路及顯示程序 第五節 單片機鍵盤接口技術 第六節 單片機與數模(D/A)及模數(A/D)轉換器的接口及應用 思考題與習題 第八章 8051單片機的異步串行通信技術 下載WORD文檔 第一節 概述 第二節 8051串行口基本結構 第三節 8051串行通信工作方式及應用 第四節 多機通信原理 下載WORD文檔 思考題與習題 第九章 單片機應用舉例 下載WORD文檔 第一節 單片機數據采集系統 第二節 電機轉速測量 第三節 步進電機控制系統 第四節 機器人三覺機械手信號處理及控制算法 思考題與習題 第十章 單片機與字符式液晶顯示模塊連接技術 下載WORD文檔 第一節 字符式液晶顯示模塊簡介 第二節 模塊指令系統 第三節 模塊與8051單片機的接口 第四節 模塊字符顯示舉例 第五節 自定義字符顯示 思考題與習題 附錄一 計算機數的運算基礎 下載WORD文檔 第一節 進位計數制及相互轉換 第二節 計算機中數和字符的表示附錄二 美國標準信息交換碼（ASCII）字符表附錄三 MCS-51指令表 下載WORD文檔
上傳時間： 2014-04-16
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介紹用PIC16C73 自帶的八位A/D 轉換器擴展為十二位A/D 轉換器，給出了具體的設計方案和程序流程。它是用以 PIC16C73 為MCU 構成的海水有機磷測控儀A/D 轉換部分的一種解決方案。為監測海洋生態環境，研制了用于海水有機磷農藥現場監測的生物傳感器。為測定生物傳感器的信號，使傳感器可用于船載及臺站的海洋生態環境現場自動監測，需要對整個的采樣和排液裝置進行控制以及對傳感器來的信號進行實時采集處理，形成有機磷的濃度傳給上位機。為此，開發了以PIC16C73 單片機為核心的小型測控儀器，很好的完成了上述功能。PIC1673 單片機自帶8 位的A/D 轉換器，但不能滿足系統對精度的要求，本設計在單片機自帶8 位A/D 基礎上加少量的硬件和軟件開銷，使其擴展為十二位A/D 轉換器，滿足了系統的要求。
上傳時間： 2013-10-30
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離散傅里葉變換,(DFT)Direct Fouriet Transformer(PPT課件) 一、序列分類對一個序列長度未加以任何限制，則一個序列可分為： 無限長序列：n=-∞~∞或n=0~∞或n=-∞~ 0 有限長序列：0≤n≤N-1有限長序列在數字信號處理是很重要的一種序列。由于計算機容量的限制，只能對過程進行逐段分析。二、DFT引入由于有限長序列，引入DFT(離散付里葉變換)。DFT它是反映了“有限長”這一特點的一種有用工具。DFT變換除了作為有限長序列的一種付里葉表示，在理論上重要之外，而且由于存在著計算機DFT的有效快速算法--FFT,因而使離散付里葉變換(DFT)得以實現，它使DFT在各種數字信號處理的算法中起著核心的作用。三、本章主要討論 離散付里葉變換的推導離散付里葉變換的有關性質離散付里葉變換逼近連續時間信號的問題第二節 付里葉變換的幾種形式傅 里 葉 變 換 ： 建 立 以 時 間 t 為 自 變 量 的 “ 信 號 ” 與 以 頻 率 f為 自 變 量 的 “ 頻 率 函 數 ”(頻譜) 之 間 的 某 種 變 換 關 系 . 所 以 “ 時 間 ” 或 “ 頻 率 ” 取 連 續 還 是 離 散 值 , 就 形 成 各 種 不 同 形 式 的 傅 里 葉 變 換 對 。, 在 深 入 討 論 離 散 傅 里 葉 變 換 D F T 之 前 , 先 概 述 四種 不 同 形式 的 傅 里 葉 變 換 對 . 一、四種不同傅里葉變換對傅 里 葉 級 數(FS)：連 續 時 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。連 續 傅 里 葉 變 換(FT)：連 續 時 間 , 連 續 頻 率 的 傅 里 葉 變 換 。序 列 的 傅 里 葉 變 換(DTFT):離 散 時 間 , 連 續 頻 率 的 傅 里 葉 變 換.離 散 傅 里 葉 變 換(DFT):離 散 時 間 , 離 散 頻 率 的 傅 里 葉 變 換1.傅 里 葉 級 數(FS)周期連續時間信號 非周期離散頻譜密度函數。 周期為Tp的周期性連續時間函數 x(t) 可展成傅里葉級數X(jkΩ0) ,是離散非周期性頻譜 , 表 示為:例子通過以下 變 換 對 可 以 看 出 時 域 的 連 續 函 數 造 成 頻 域 是 非 周 期 的 頻 譜 函 數 , 而 頻 域 的 離 散 頻 譜 就 與 時 域 的 周 期 時 間 函 數 對 應 . (頻域采樣，時域周期延 拓)2.連 續 傅 里 葉 變 換(FT)非周期連續時間信號通過連續付里葉變換(FT)得到非周期連續頻譜密度函數。
上傳時間： 2013-11-19
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單片機指令系統 3.1 MCS－51指令簡介 3.2 指令系統 3.1 MCS－51指令簡介 二、MCS－51系列單片機指令系統分類 按尋址方式分為以下七種：按功能分為以下四種： 1、立即立即尋址 1、數據傳送指令位操 2、直接尋址 2、算術運算指令 3、寄存器尋址 3、邏輯運算指令 4、寄存器間接尋址指令 4、控制轉移類指令 5、相對尋址 5、位操作指令 6、變址尋址 7、位尋址 三、尋址方式 3、寄存器間接尋址 MOV A, @R1 操作數是通過寄存器間接得到的。 4、立即尋址 MOV A, #40H 操作數在指令中直接給出。 5、基址寄存器加變址寄存器尋址 以DPTR或PC為基址寄存器，以A為變址寄存器， 以兩者相加形成的16位地址為操作數的地址。 MOVC A, @A+DPTR MOVC A, @A+PC 四、指令中常用符號說明 Rn——當前寄存器區的8個工作寄存器R0～R7(n＝0～7)； Ri——當前寄存器區可作地址寄存器的2個工作寄存器R0和R1(i＝0，1)； direct——8位內部數據存儲器單元的地址及特殊功能寄存器的地址； #data——表示8位常數（立即數）； #datal6——表示16位常數； add 16——表示16位地址； addrll——表示11位地址； rel——8位帶符號的地址偏移量； bit——表示位地址； @——間接尋址寄存器或基址寄存器的前綴； ( )——表示括號中單元的內容 (( ))——表示間接尋址的內容； 五、MCS－51指令簡介 1. 以累加器A為目的操作數的指令 2. 以Rn為目的操作數的指令 3. 以直接地址為目的操作數的指令 4. 以寄存器間接地址為目的操作數指令 應用舉例1 8段數碼管顯示 應用舉例2 3.2 指令系統 2、堆棧操作指令 3. 累加器A與外部數據傳輸指令 4. 查表指令 MOVC A, @A+PC 例子： 5. 字節交換指令 6. 半字節交換指令 二、算術操作類指令 PSW寄存器 2. 帶進位加法指令 3. 加1指令 4. 十進制調整指令 5. 帶借位減法指令（Subtraction） 6. 減1指令（Decrease） 7. 乘法指令（Multiplication） 8. 除法指令（Division） 三、邏輯運算指令 1. 簡單邏輯操作指令 2. 循環指令 帶進位左循環指令（Rotate Accumulator Left through Carry flag） 右循環指令（Rotate Accumulator Right） 帶進位右循環指令（Rotate A Right with C） 3. 邏輯與指令 4. 邏輯或指令 5. 邏輯異或指令 四、控制轉移類指令 1. 跳轉指令 相對轉移指令 SJMP rel PC←(PC)+2 PC←(PC)+rel 程序中標號與地址之間的關系 2. 條件轉移指令 3. 比較不相等轉移指令 4. 減 1 不為 0 轉移指令 5. 調用子程序指令 7. 中斷返回指令 五、位操作指令 1. 數據位傳送指令 2. 位變量邏輯指令 3. 條件轉移類指令
上傳時間： 2013-10-27
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介紹用PIC16F84單片機制作的電子密碼鎖。PIC16F84單片機共18個引腳，13個可用I/O接口。芯片內有1K×14的FLASHROM程序存儲器，36×8的靜態RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的數據存儲器，8級深度的硬堆棧。 用PIC單片機設計的電子密碼鎖微芯公司生產的PIC8位COMS單片機，采用類RISC指令集和哈弗總線結構，以及先進的流水線時序，與傳統51單片機相比其在速度和性能方面更具優越性和先進性。PIC單片機的另一個優點是片上硬件資源豐富，集成常見的EPROM、DAC、PWM以及看門狗電路。這使得硬件電路的設計更加簡單，節約設計成本，提高整機性能。因此PIC單片機已成為產品開發，尤其是產品設計和研制階段的首選控制器。本文介紹用PIC16F84單片機制作的電子密碼鎖。PIC16F84單片機共18個引腳，13個可用I/O接口。芯片內有1K×14的FLASHROM程序存儲器，36×8的靜態RAM的通用寄存器，64×8的EEPROM的數據存儲器，8級深度的硬堆棧。硬件設計 電路原理見圖1。Xx8位數據線接4x4鍵盤矩陣電路，面板布局見表1，A、B、C、D為備用功能鍵。RA0、RA7輸出4組編碼二進制數據，經74LS139譯碼后輸出逐行掃描信號，送RB4-RB7列信號輸入端。余下半個139譯碼器動揚聲器。RB2接中功率三極管基極，驅動繼電器動作。有效密碼長度為4位，根據實際情況，可通過修改源程序增加密碼位數。產品初始密碼為3345，這是一隨機數，無特殊意義，目的是為防止被套解。用戶可按*號鍵修改密碼，按#號鍵結束。輸入密碼并按#號確認之后，腳輸出RB2腳輸出高電平，繼電器閉合，執行一次開鎖動作。 若用戶輸入的密碼正確，揚聲器發出一聲稍長的“滴”提示聲，若輸入的密碼與上次修改的不符，則發出短促的“滴”聲。連續3次輸入密碼錯誤之后，程序鎖死，揚聲器報警。直到CPU被復位或從新上電。軟件設計 軟件流程圖見圖3。CPU上電或復位之后將最近一次修改并保存到EEPROM的密碼讀出，最為參照密匙。然后等待用戶輸入開鎖密碼。若5分鐘以內沒有接受到用戶的任何輸入，CPU自動轉入掉電模式，用戶輸入任意值可喚醒CPU。每次修改密碼之后，CPU將新的密碼存入內部4個連續的EEPROM單元，掉電后該數據任有效。每執行一次開鎖指令，CPU將當前輸入密碼與該值比較，看是否真確，并給出相應的提示和控制。布 局 所有元件均使用SMD表貼封裝，縮小體積，便于產品安裝，60X60雙面PCB板，頂層是一體化輸入鍵盤，底層是元件層。成型后的產品體積小巧，能很方便的嵌入防盜鐵門、保險箱柜。
上傳時間： 2013-10-31
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用單片機AT89C51改造普通雙桶洗衣機：AT89C2051作為AT89C51的簡化版雖然去掉了P0、P2等端口，使I/O口減少了，但是卻增加了一個電壓比較器，因此其功能在某些方面反而有所增強，如能用來處理模擬量、進行簡單的模數轉換等。本文利用這一功能設計了一個數字電容表，可測量容量小于2微法的電容器的容量，采用3位半數字顯示，最大顯示值為1999，讀數單位統一采用毫微法（nf），量程分四檔，讀數分別乘以相應的倍率。電路工作原理 本數字電容表以電容器的充電規律作為測量依據，測試原理見圖1。電源電路圖。 壓E+經電阻R給被測電容CX充電，CX兩端原電壓隨充電時間的增加而上升。當充電時間t等于RC時間常數τ時，CX兩端電壓約為電源電壓的63.2%，即0.632E+。數字電容表就是以該電壓作為測試基準電壓，測量電容器充電達到該電壓的時間，便能知道電容器的容量。例如，設電阻R的阻值為1千歐，CX兩端電壓上升到0.632E+所需的時間為1毫秒，那么由公式τ=RC可知CX的容量為1微法。 測量電路如圖2所示。A為AT89C2051內部構造的電壓比較器，AT89C2051 圖2 的P1.0和P1.1口除了作I/O口外，還有一個功能是作為電壓比較器的輸入端，P1.0為同相輸入端，P1.1為反相輸入端，電壓比較器的比較結果存入P3.6口對應的寄存器，P3.6口在AT89C2051外部無引腳。電壓比較器的基準電壓設定為0.632E+，在CX兩端電壓從0升到0.632E+的過程中，P3.6口輸出為0，當電池電壓CX兩端電壓一旦超過0.632E+時，P3.6口輸出變為1。以P3.6口的輸出電平為依據，用AT89C2051內部的定時器T0對充電時間進行計數，再將計數結果顯示出來即得出測量結果。整機電路見圖3。電路由單片機電路、電容充電測量電路和數碼顯示電路等 圖3 部分組成。AT89C2051內部的電壓比較器和電阻R2-R7等組成測量電路，其中R2-R5為量程電阻，由波段開關S1選擇使用，電壓比較器的基準電壓由5V電源電壓經R6、RP1、R7分壓后得到，調節RP1可調整基準電壓。當P1.2口在程序的控制下輸出高電平時，電容CX即開始充電。量程電阻R2-R5每檔以10倍遞減，故每檔顯示讀數以10倍遞增。由于單片機內部P1.2口的上拉電阻經實測約為200K，其輸出電平不能作為充電電壓用，故用R5兼作其上拉電阻，由于其它三個充電電阻和R5是串聯關系，因此R2、R3、R4應由標準值減去1K，分別為999K、99K、9K。由于999K和1M相對誤差較小，所以R2還是取1M。數碼管DS1-DS4、電阻R8-R14等組成數碼顯示電路。本機采用動態掃描顯示的方式，用軟件對字形碼譯碼。P3.0-P3.5、P3.7口作數碼顯示七段筆劃字形碼的輸出，P1.3-P1.6口作四個數碼管的動態掃描位驅動碼輸出。這里采用了共陰數碼管，由于AT89C2051的P1.3-P1.6口有25mA的下拉電流能力，所以不用三極管就能驅動數碼管。R8-R14為P3.0-P3.5、P3.7口的上拉電阻，用以驅動數碼管的各字段，當P3的某一端口輸出低電平時其對應的字段筆劃不點亮，而當其輸出高電平時，則對應的上拉電阻即能點亮相應的字段筆劃。
上傳時間： 2013-12-31
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用AT89C2051單片機制作的數字電容表：AT89C2051作為AT89C51的簡化版雖然去掉了P0、P2等端口，使I/O口減少了，但是卻增加了一個電壓比較器，因此其功能在某些方面反而有所增強，如能用來處理模擬量、進行簡單的模數轉換等。本文利用這一功能設計了一個數字電容表，可測量容量小于2微法的電容器的容量，采用3位半數字顯示，最大顯示值為1999，讀數單位統一采用毫微法（nf），量程分四檔，讀數分別乘以相應的倍率。
上傳時間： 2013-11-19
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用單片機制作多功能莫爾斯碼電路:用單片機制作多功能莫爾斯碼電路莫爾斯電碼通信有著悠久的歷史，盡管它已被現代通信方式所取代，但在業余無線電通信和特殊的專業場合仍具有重要的地位，這是因為等幅電碼通信的抗干擾能力是其它任何一種通信方式都無法相比的。在短波波段用幾瓦的功率即可進行國際間的通信，收發射設備簡單易制成本低廉，所以深受業余無線電愛好者的喜愛，是業余無線電高手必備的技能。要想熟練掌握莫爾斯電碼的收發技術除了持之以恒的毅力外，還需要相關的設備。設計本電路的目的就是給愛好者提供一個實用和訓練的工具。 一、功能簡介 本電路可以配合自動鍵體和手動鍵體，產生莫爾斯碼控制信號，設有16種速度，從初學者到操作高手都能適用。監聽音調也有16種,均可以通過功能鍵進行選擇。可以按程序中設定好的呼號自動呼叫，設有聽抄練習功能，聽抄練習有短碼和混合碼兩種模式，分別對10個數字和常用的38個混合碼模擬隨機取樣，產生分組報碼，供愛好者提高抄收水平之用，速度低4檔的聽抄練習是專為初學者所設，內容是時間間隔較長的單字符。設有PTT開關鍵，可以決定是否控制發射機工作，不需要反復通斷控制線。無論當前處于呼叫狀態還是聽抄狀態只要電鍵接點接通則自動轉到人工發報程序。4分鐘內不使用電路將自動關閉電源，只有按復位鍵才能重新開始工作。先按住聽抄練習鍵復位則進入短碼練習狀態，其它功能不變。從開機到自動關機執行每個功能都有不同的莫爾斯碼提示音。本電路具有較強的抗高低頻干擾的能力和使用方便的大電流開關接口，以適應不同的發射設備。 二、硬件電路原理硬件電路如圖1所示。設計電路的目的在于方便實用，以免在緊張的操作中失誤，所以除了聽抄練習鍵外其它鍵沒有定義復用功能。各鍵的作用在圖中已經標出。PTT控制在每次復位時處于關閉狀態,每按動一次PTT功能鍵則改變一次狀態，這樣可以使用軟件開關控制發射。 PTT處于控制狀態時發光二極管隨控制信號閃亮。考慮到自制設備及淘汰軍用設備與高檔設備控制電流的不同，PTT開關管采用了2SC2073，可以承受500mA的電流，同時還增加了無極性PTT開關電路，無論外部被控制的端口直流極性如何加到VT3的極性始終不變，供有興趣的愛好者實驗。應該注意，如果被控制的負載是感性，則電感兩端必須并聯續流二極管，除自制設備外成品機在這方面一般沒有什么問題。手動鍵只有一個接點，接通后產生連續的音頻和發射控制信號。在本電路中手動鍵的輸入端是P1.5 ，程序不斷檢測P1.5電平，當按鍵按下時P1.5電平為0，程序轉入手動鍵子程序。 自動鍵的接點分別接到P1.3和P1.4 ，同樣當程序檢測到有接點閉合時便自動產生“點”或“劃”。音頻信號從P輸出，經VT1放大后推動揚聲器發音。單片機的I/O口在輸入狀態下阻抗較高，容易受到高低頻信號干擾，所以在每個輸入端口和三極管的be端并聯電阻和高頻旁路電容，確保在較長的電鍵連線和大功率發射時電路工作穩定。圖2是印刷電路版圖，尺寸為110mmX85mm，揚聲器用粘合劑直接粘接在電路版有銅箔的面。 三、軟件設計方法 “點”時間長度是莫爾斯電碼中的基本時間單位。按規定“劃”的時間長度不小于三個“點”，同字符中“點”與“劃”的間隔不小于一個“點”，字符之間不小于一個“劃”，詞與詞之間不應小于五個“點”。在本程序中用條件轉移指令來產生“點”時間長度。通過速度功能鍵功可以設置16種延時參數。用T0中斷產生監聽音頻信號，并將中斷設為優先級，保證在聽覺上純正悅耳。T1用于自動關機計時，如果不使用任何功能四分鐘后將向PCON 位寫1，單片機進入休眠狀態,此時耗電量僅有幾個微安。自動鍵的“點”或“劃”以及手動鍵的連續發音都是子程序的反復調用。P1.2對地短接時自動呼叫可設定為另一內容。為了便于熟悉匯編語言的讀者對發音內容進行修改，這里介紹發音字符的編碼方法。莫爾斯碼的信息與計算機中二進制恰好相同，我們可以用0表示“點”，用1表示“劃”。提示音、自動呼叫、聽抄內容等字符是預先按一定編碼方式存儲在程序中的常數。每個字符的莫爾斯碼一般是由1至6位“點”、“劃”組成，也就是發音次數最多6次。程序中每個字符占用1個字節，字符時間間隔不占用字節，但更長的延時或發音結束信息占用一個字節。我們用字節的低三位表示字節的性質，對于5次及5次以下發音的字符我們用存儲器的高5位存儲發音信息，發音順序由高位至低位，用低3位存儲發音次數，發音時將數據送入累加器A，先得到發音次數，然后使A左環移，對E0進行位尋址，判斷是發“點”還是“劃”，環移次數由發音次數決定。對于6次發音的字符不能完全按照上述編碼規則，否則會出現信息重疊，如果是6次發音且最后一次是“劃”我們把發音次數定義為111B，因為這時第6次位尋址得到的是1。如果第6次發音是“點”，那么這個字符的低三位定義為000B。字符間隔時間由程序自動產生，更長的時間隔或結束標志由字節低三位110B來定義，高半字節表示字符間隔的倍數，例如26H表示再加兩倍時間間隔。如果字節為06H則表示讀字符程序結束，返回主程序。更詳細的內容不再贅述，讀者可閱讀源程序。四、使用注意事項手動鍵的操作難度相對大一些，時間節拍全由人掌握，其特點是發出的電碼帶有“人情味”。自動鍵的“點”、“劃”靠電路產生，發音標準，容易操作，而且可以達到相當快的速度，長時間工作也不易疲勞。在干擾較大、信號微弱的條件下自動鍵碼的辨別程度好于手動鍵碼。初學者初次使用手動鍵練習發報要有老師指導，且不可我行我素，一旦養成不正確的手法則很難糾正。在電臺上時常聽到一些讓對方難以抄收的電碼，這可能會使對方反感而拒絕回答。使用自動鍵也應在一定的聽抄基礎上再去練習。在暫時找不老師的情況下可多練習聽力，這對于今后能夠發出標準正確的電碼非常有益。
上傳時間： 2013-10-31
上傳用戶：sdq_123
單片機音樂中音調和節拍的確定方法:調號-音樂上指用以確定樂曲主音高度的符號。很明顯一個八度就有12個半音。A、B、C、D、E、F、G。經過聲學家的研究，全世界都用這些字母來表示固定的音高。比如，A這個音，標準的音高為每秒鐘振動440周。 升C調：1＝#C，也就是降D調：1＝BD；277（頻率）升D調：1＝#D，也就是降E調：1＝BE；311升F調：1＝#F，也就是降G調：1＝BG；369升G調：1＝#G，也就是降A調：1＝BA；415升A調：1＝#A，也就是降B調：1＝BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所謂1＝A，就是說，這首歌曲的“導”要唱得同A一樣高，人們也把這首歌曲叫做A調歌曲，或叫“唱A調”。1＝C，就是說，這首歌曲的“導”要唱得同C一樣高，或者說“這歌曲唱C調”。同樣是“導”，不同的調唱起來的高低是不一樣的。各調的對應的標準頻率為： 單片機演奏音樂時音調和節拍的確定方法 經常看到一些剛學單片機的朋友對單片機演奏音樂比較有興趣，本人也曾是這樣。在此，本人將就這方面的知識做一些簡介，但愿能對單片機演奏音樂比較有興趣而又不知其解的朋友能有所啟迪。 一般說來，單片機演奏音樂基本都是單音頻率，它不包含相應幅度的諧波頻率，也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可，也就是“音調”和“節拍”。音調表示一個音符唱多高的頻率，節拍表示一個音符唱多長的時間。 在音樂中所謂“音調”，其實就是我們常說的“音高”。在音樂中常把中央C上方的A音定為標準音高，其頻率f=440Hz。當兩個聲音信號的頻率相差一倍時，也即f2=2f1時，則稱f2比f1高一個倍頻程, 在音樂中1（do）與 ，2（來）與 ……正好相差一個倍頻程，在音樂學中稱它相差一個八度音。在一個八度音內，有12個半音。以1—i八音區為例， 12個半音是：1—＃1、＃1—2、2—＃2、＃2—3、3—4、4—＃4，＃4—5、5一＃5、＃5—6、6—＃6、＃6—7、7—i。這12個音階的分度基本上是以對數關系來劃分的。如果我們只要知道了這十二個音符的音高，也就是其基本音調的頻率，我們就可根據倍頻程的關系得到其他音符基本音調的頻率。 知道了一個音符的頻率后，怎樣讓單片機發出相應頻率的聲音呢？一般說來，常采用的方法就是通過單片機的定時器定時中斷，將單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反，或者說來回清零，置位，從而讓蜂鳴器發出聲音，為了讓單片機發出不同頻率的聲音，我們只需將定時器予置不同的定時值就可實現。那么怎樣確定一個頻率所對應的定時器的定時值呢？以標準音高A為例： A的頻率f = 440 Hz,其對應的周期為：T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上圖可知,單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反的時間應為：t = T/2 = 2272/2 = 1136μs這個時間t也就是單片機上定時器應有的中斷觸發時間。一般情況下，單片機奏樂時，其定時器為工作方式1，它以振蕩器的十二分頻信號為計數脈沖。設振蕩器頻率為f0，則定時器的予置初值由下式來確定： t = 12 *（TALL – THL）/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL為定時器待確定的計數初值。因此定時器的高低計數器的初值為： TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 將t=1136μs代入上面兩式（注意：計算時應將時間和頻率的單位換算一致），即可求出標準音高A在單片機晶振頻率f0=12Mhz，定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值為 ： TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根據上面的求解方法，我們就可求出其他音調相應的計數器的予置初值。 音符的節拍我們可以舉例來說明。在一張樂譜中，我們經常會看到這樣的表達式，如1=C 、1=G …… 等等，這里1=C,1=G表示樂譜的曲調，和我們前面所談的音調有很大的關聯， 、 就是用來表示節拍的。以 為例加以說明，它表示樂譜中以四分音符為節拍，每一小結有三拍。比如： 其中1 、2 為一拍，3、4、5為一拍，6為一拍共三拍。1 、2的時長為四分音符的一半，即為八分音符長，3、4的時長為八分音符的一半，即為十六分音符長，5的時長為四分音符的一半，即為八分音符長，6的時長為四分音符長。那么一拍到底該唱多長呢？一般說來，如果樂曲沒有特殊說明，一拍的時長大約為400—500ms 。我們以一拍的時長為400ms為例，則當以四分音符為節拍時，四分音符的時長就為400ms，八分音符的時長就為200ms，十六分音符的時長就為100ms。可見，在單片機上控制一個音符唱多長可采用循環延時的方法來實現。首先，我們確定一個基本時長的延時程序，比如說以十六分音符的時長為基本延時時間，那么，對于一個音符，如果它為十六分音符，則只需調用一次延時程序，如果它為八分音符，則只需調用二次延時程序，如果它為四分音符，則只需調用四次延時程序，依次類推。通過上面關于一個音符音調和節拍的確定方法，我們就可以在單片機上實現演奏音樂了。具體的實現方法為：將樂譜中的每個音符的音調及節拍變換成相應的音調參數和節拍參數，將他們做成數據表格，存放在存儲器中，通過程序取出一個音符的相關參數，播放該音符，該音符唱完后，接著取出下一個音符的相關參數……，如此直到播放完畢最后一個音符，根據需要也可循環不停地播放整個樂曲。另外，對于樂曲中的休止符，一般將其音調參數設為FFH，FFH，其節拍參數與其他音符的節拍參數確定方法一致，樂曲結束用節拍參數為00H來表示。下面給出部分音符（三個八度音）的頻率以及以單片機晶振頻率f0=12Mhz，定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值 ： C調音符 頻率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC調音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7頻率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C調音符 頻率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
上傳時間： 2013-10-20
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