I/O 型單片機使用手冊 目錄 間接尋址寄存器 – IAR, IAR0, IAR1 .............................................35間接尋址指針 – MP, MP0, MP1 ......................................................35存儲區指針 – BP .........................................................................36累加器 – ACC...................................................................................37程序計數器低字節寄存器 – PCL....................................................37表格寄存器 – TBLP,TBHP,TBLH....................................................37看門狗定時寄存器 – WDTS............................................................38狀態寄存器 – STATUS.....................................................................38中斷控制寄存器 – INTC,INTC0,INTC1 .........................................39定時/計數寄存器...............................................................................39輸入/輸出端口和控制寄存器...........................................................40UART 寄存器 .USR,UCR1,UCR2,TXR/RXR,BRG.......................40輸入/輸出端口..........................................................................................41上拉電阻............................................................................................41PA 口的喚醒......................................................................................41輸入/輸出端口控制寄存器...............................................................41引腳共享功能....................................................................................42編程注意事項....................................................................................45定時/計數器..............................................................................................46配置定時/計數器輸入時鐘源...........................................................47定時/計數寄存器 – TMR, TMR0,TMR0L/TMR0H,TMR1L/TMR1H,TMR2.....................................................................49定時/計數控制寄存器 – TMRC,TMR0C,TMR1C,TMR2C............50定時器模式........................................................................................53事件計數器模式................................................................................53脈沖寬度測量模式............................................................................54可編程分頻器(PFD)和蜂鳴器的應用..............................................55預分頻器(Prescaler)...........................................................................56輸入/輸出接口...................................................................................56編程注意事項....................................................................................57定時/計數器應用范例.......................................................................57中斷............................................................................................................59中斷寄存器........................................................................................59中斷優先權........................................................................................62外部中斷............................................................................................63定時/計數器中斷...............................................................................64UART 中斷........................................................................................64編程注意事項....................................................................................65復位和初始化............................................................................................66復位....................................................................................................66目錄iii異步串行口——UART............................................................................74UART 特性..........................................................................................74UART 外部引腳..................................................................................74數據發送.............................................................................................75UART 狀態控制寄存器......................................................................75波特率發生器.....................................................................................79UART 設置與控制..............................................................................81UART 發送器......................................................................................83UART 接收器......................................................................................84接收錯誤處理.....................................................................................85接收中斷圖解.....................................................................................86地址檢測模式.....................................................................................86暫停模式下的UART 功能.................................................................87UART 應用范例.................................................................................87振蕩器........................................................................................................89系統時鐘配置....................................................................................89系統晶體/陶瓷振蕩器.......................................................................89系統電阻電容振蕩器........................................................................90內部系統電阻電容振蕩器................................................................90RTC 振蕩器........................................................................................91看門狗定時振蕩器............................................................................91暫停和喚醒................................................................................................92暫停.....................................................................................................92進入暫停.............................................................................................92靜態電流.............................................................................................92喚醒....................................................................................................92看門狗定時器............................................................................................94掩膜選項....................................................................................................96應用電路....................................................................................................97第二部份 程序語言.....................................................................99第二章 指令集介紹.................................................................................101指令集......................................................................................................101指令周期..........................................................................................101數據的傳送......................................................................................101算術運算..........................................................................................102邏輯和移位運算..............................................................................102分支和控制的轉換..........................................................................102位運算..............................................................................................102查表運算..........................................................................................103其它運算..........................................................................................103指令設定一覽表......................................................................................104慣例..................................................................................................104I/O 型單片機使用手冊iv第三章 指令定義.....................................................................................107第四章 匯編語言和編譯器.....................................................................121常用符號..................................................................................................121語句語法..................................................................................................122名稱..................................................................................................122操作項..............................................................................................122操作數項..........................................................................................122注解..................................................................................................122編譯偽指令..............................................................................................123條件編譯偽指令..............................................................................123文件控制偽指令..............................................................................124程序偽指令......................................................................................126數據定義偽指令..............................................................................130宏指令..............................................................................................132匯編語言指令..........................................................................................136名稱..................................................................................................136助記符..............................................................................................136操作數、運算子和表達式..............................................................136其它..........................................................................................................139前置引用..........................................................................................139局部標號..........................................................................................139匯編語言保留字..............................................................................140編譯器選項..............................................................................................141編譯列表文件格式..................................................................................141源程序列表......................................................................................141編譯總結..........................................................................................142其它..................................................................................................142第三部份 開發工具................................................................... 145第五章 單片機開發工具.........................................................................147HT-IDE 集成開發環境............................................................................147盛群單片機仿真器(HT-ICE) ..................................................................149HT-ICE 接口卡.................................................................................149OTP 燒寫器.....................................................................................149OTP 適配卡.....................................................................................149系統配置..................................................................................................150HT-ICE 接口卡設置........................................................................151安裝..........................................................................................................153系統要求..........................................................................................153硬件安裝..........................................................................................153軟件安裝..........................................................................................154目錄v第六章 快速開始.....................................................................................159步驟一：建立一個新項目..............................................................159步驟二：將源程序文件加到項目中..............................................159步驟三：編譯項目..........................................................................159步驟四：燒寫OTP 單片機.............................................................160步驟五：傳送程序與掩膜選項單至Holtek ..................................160附錄............................................................................................... 161附錄A 特性曲線圖...................................................................................163附錄B 封裝信息.......................................................................................173
上傳時間： 2013-10-18
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單片機指令系統原理 51單片機的尋址方式 學習匯編程序設計，要先了解CPU的各種尋址法，才能有效的掌握各個命令的用途，尋址法是命令運算碼找操作數的方法。在我們學習的8051單片機中，有6種尋址方法，下面我們將逐一進行分析。 立即尋址 在這種尋址方式中，指令多是雙字節的，一般第一個字節是操作碼，第二個字節是操作數。該操作數直接參與操作，所以又稱立即數，有“#”號表示。立即數就是存放在程序存儲器中的常數，換句話說就是操作數（立即數）是包含在指令字節中的。 例如：MOV A，#3AH這條指令的指令代碼為74H、3AH，是雙字節指令，這條指令的功能是把立即數3AH送入累加器A中。MOV DPTR，#8200H在前面學單片機的專用寄存器時，我們已學過，DPTR是一個16位的寄存器，它由DPH及DPL兩個8位的寄存器組成。這條指令的意思就是把立即數的高8位（即82H）送入DPH寄存器，把立即數的低8位（即00H）送入DPL寄存器。這里也特別說明一下：在80C51單片機的指令系統中，僅有一條指令的操作數是16位的立即數，其功能是向地址指針DPTR傳送16位的地址，即把立即數的高8位送入DPH，低8位送入DPL。 直接尋址 直接尋址方式是指在指令中操作數直接以單元地址的形式給出，也就是在這種尋址方式中，操作數項給出的是參加運算的操作數的地址，而不是操作數。例如：MOV A，30H 這條指令中操作數就在30H單元中，也就是30H是操作數的地址，并非操作數。 在80C51單片機中，直接地址只能用來表示特殊功能寄存器、內部數據存儲器以及位地址空間，具體的說就是：1、內部數據存儲器RAM低128單元。在指令中是以直接單元地址形式給出。我們知道低128單元的地址是00H-7FH。在指令中直接以單元地址形式給出這句話的意思就是這0-127共128位的任何一位，例如0位是以00H這個單元地址形式給出、1位就是以01H單元地址給出、127位就是以7FH形式給出。2、位尋址區。20H-2FH地址單元。3、特殊功能寄存器。專用寄存器除以單元地址形式給出外，還可以以寄存器符號形式給出。例如下面我們分析的一條指令 MOV IE，#85H 前面的學習我們已知道，中斷允許寄存器IE的地址是80H，那么也就是這條指令可以以MOV IE，#85H 的形式表述，也可以MOV 80H，#85H的形式表述。 關于數據存儲器RAM的內部情況，請查看我們課程的第十二課。 直接尋址是唯一能訪問特殊功能寄存器的尋址方式！ 大家來分析下面幾條指令：MOV 65H，A ；將A的內容送入內部RAM的65H單元地址中MOV A，direct ；將直接地址單元的內容送入A中MOV direct,direct；將直接地址單元的內容送直接地址單元MOV IE,#85H ；將立即數85H送入中斷允許寄存器IE 前面我們已學過，數據前面加了“#”的，表示后面的數是立即數（如#85H，就表示85H就是一個立即數），數據前面沒有加“#”號的，就表示后面的是一個地址地址（如，MOV 65H，A這條指令的65H就是一個單元地址）。 寄存器尋址 寄存器尋址的尋址范圍是：1、4個工作寄存器組共有32個通用寄存器，但在指令中只能使用當前寄存器組（工作寄存器組的選擇在前面專用寄存器的學習中，我們已知道，是由程序狀態字PSW中的RS1和RS0來確定的），因此在使用前常需要通過對PSW中的RS1、RS0位的狀態設置，來進行對當前工作寄存器組的選擇。2、部份專用寄存器。例如，累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR和進位位CY。 寄存器尋址方式是指操作數在寄存器中，因此指定了寄存器名稱就能得到操作數。例如：MOV A，R0這條指令的意思是把寄存器R0的內容傳送到累加器A中，操作數就在R0中。INC R3這條指令的意思是把寄存器R3中的內容加1 從前面的學習中我產應可以理解到，其實寄存器尋址方式就是對由PSW程序狀態字確定的工作寄存器組的R0-R7進行讀/寫操作。 寄存器間接尋址 寄存間接尋址方式是指寄存器中存放的是操作數的地址，即操作數是通過寄存器間接得到的，因此稱為寄存器間接尋址。 MCS-51單片機規定工作寄存器的R0、R1做為間接尋址寄存器。用于尋址內部或外部數據存儲器的256個單元。為什么會是256個單元呢？我們知道，R0或者R1都是一個8位的寄存器，所以它的尋址空間就是2的八次方=256。例：MOV R0，#30H ；將值30H加載到R0中 MOV A，@R0 ；把內部RAM地址30H內的值放到累加器A中 MOVX A，@R0 ；把外部RAM地址30H內的值放到累加器A中 大家想想，如果用DPTR做為間址寄存器，那么它的尋址范圍是多少呢？DPTR是一個16位的寄存器，所以它的尋址范圍就是2的十六次方=65536=64K。因用DPTR做為間址寄存器的尋址空間是64K，所以訪問片外數據存儲器時，我們通常就用DPTR做為間址寄存器。例：MOV DPTR，#1234H ；將DPTR值設為1234H（16位） MOVX A，@DPTR ；將外部RAM或I/O地址1234H內的值放到累加器A中 在執行PUSH（壓棧）和POP（出棧）指令時，采用堆棧指針SP作寄存器間接尋址。例：PUSH 30H ；把內部RAM地址30H內的值放到堆棧區中堆棧區是由SP寄存器指定的，如果執行上面這條命令前，SP為60H，命令執行后會把內部RAM地址30H內的值放到RAM的61H內。 那么做為寄存器間接尋址用的寄存器主要有哪些呢？我們前面提到的有四個，R0、R1、DPTR、SP 寄存器間接尋址范圍總結：1、內部RAM低128單元。對內部RAM低128單元的間接尋址，應使用R0或R1作間址寄存器，其通用形式為@Ri（i=0或1）。 2、外部RAM 64KB。對外部RAM64KB的間接尋址，應使用@DPTR作間址尋址寄存器，其形式為：@DPTR。例如MOVX A，@DPTR；其功能是把DPTR指定的外部RAM的單元的內容送入累加器A中。外部RAM的低256單元是一個特殊的尋址區，除可以用DPTR作間址寄存器尋址外，還可以用R0或R1作間址寄存器尋址。例如MOVX A，@R0；這條指令的意思是，把R0指定的外部RAM單元的內容送入累加器A。 堆棧操作指令（PUSH和POP）也應算作是寄存器間接尋址，即以堆棧指針SP作間址寄存器的間接尋址方式。 寄存器間接尋址方式不可以訪問特殊功能寄存器！！ 寄存器間接尋址也須以寄存器符號的形式表示，為了區別寄存器尋址我寄存器間接尋址的區別，在寄存器間接尋址方式式中，寄存器的名稱前面加前綴標志“@”。 基址寄存器加變址寄存器的變址尋址 這種尋址方式以程序計數器PC或DPTR為基址寄存器，累加器A為變址寄存器，變址尋址時，把兩者的內容相加，所得到的結果作為操作數的地址。這種方式常用于訪問程序存儲器ROM中的數據表格，即查表操作。變址尋址只能讀出程序內存入的值，而不能寫入，也就是說變址尋址這種方式只能對程序存儲器進行尋址，或者說它是專門針對程序存儲器的尋址方式。例：MOVC A，@A+DPTR這條指令的功能是把DPTR和A的內容相加，再把所得到的程序存儲器地址單元的內容送A假若指令執行前A=54H，DPTR=3F21H，則這條指令變址尋址形成的操作數地址就是54H+3F21H=3F75H。如果3F75H單元中的內容是7FH，則執行這條指令后，累加器A中的內容就是7FH。 變址尋址的指令只有三條，分別如下：JMP @A+DPTRMOVC A，@A+DPTRMOVC A，@A+PC 第一條指令JMP @A+DPTR這是一條無條件轉移指令，這條指令的意思就是DPTR加上累加器A的內容做為一個16位的地址，執行JMP這條指令是，程序就轉移到A+DPTR指定的地址去執行。 第二、三條指令MOVC A，@A+DPTR和MOVC A，@A+PC指令這兩條指令的通常用于查表操作，功能完全一樣，但使用起來卻有一定的差別，現詳細說明如下。我們知道，PC是程序指針，是十六位的。DPTR是一個16位的數據指針寄存器，按理，它們的尋址范圍都應是64K。我們在學習特殊功能寄存器時已知道，程序計數器PC是始終跟蹤著程序的執行的。也就是說，PC的值是隨程序的執行情況自動改變的，我們不可以隨便的給PC賦值。而DPTR是一個數據指針，我們就可以給空上數據指針DPTR進行賦值。我們再看指令MOVC A，@A+PC這條指令的意思是將PC的值與累加器A的值相加作為一個地址，而PC是固定的，累加器A是一個8位的寄存器，它的尋址范圍是256個地址單元。講到這里，大家應可明白，MOVC A，@A+PC這條指令的尋址范圍其實就是只能在當前指令下256個地址單元。所在，這在我們實際應用中，可能就會有一個問題，如果我們需要查詢的數據表在256個地址單元之內，則可以用MOVC A，@A+PC這條指令進行查表操作，如果超過了256個單元，則不能用這條指令進行查表操作。剛才我們已說到，DPTR是一個數據指針，這個數據指針我們可以給它賦值操作的。通過賦值操作。我們可以使MOVC A，@A+DPTR這條指令的尋址范圍達到64K。這就是這兩條指令在實際應用當中要注意的問題。 變址尋址方式是MCS-51單片機所獨有的一種尋址方式。 位尋址 80C51單片機有位處理功能，可以對數據位進行操作，因此就有相應的位尋址方式。所謂位尋址，就是對內部RAM或可位尋址的特殊功能寄存器SFR內的某個位，直接加以置位為1或復位為0。 位尋址的范圍，也就是哪些部份可以進行位尋址： 1、我們在第十二課學習51單片機的存儲器結構時，我們已知道在單片機的內部數據存儲器RAM的低128單元中有一個區域叫位尋址區。它的單元地址是20H-2FH。共有16個單元，一個單元是8位，所以位尋址區共有128位。這128位都單獨有一個位地址，其位地址的名字就是00H-7FH。這里就有一個比較麻煩的問題需要大家理解清楚了。我們在前面的學習中00H、01H。。。。7FH等等，所表示的都是一個字節（或者叫單元地址），而在這里，這些數據都變成了位地址。我們在指令中，或者在程序中如何來區分它是一個單元地址還是一個位地址呢？這個問題，也就是我們現在正在研究的位尋址的一個重要問題。其實，區分這些數據是位地址還是單元地址，我們都有相應的指令形式的。這個問題我們在后面的指令系統學習中再加以論述。 2、對專用寄存器位尋址。這里要說明一下，不是所有的專用寄存器都可以位尋址的。具體哪些專用寄存器可以哪些專用寄存器不可以，請大家回頭去看看我們前面關于專用寄存器的相關文章。一般來說，地址單元可以被8整除的專用寄存器，通常都可以進行位尋址，當然并不是全部，大家在應用當中應引起注意。 專用寄存器的位尋址表示方法： 下面我們以程序狀態字PSW來進行說明 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 CY AC F0 RS1 RS0 OV P 1、直接使用位地址表示：看上表，PSW的第五位地址是D5，所以可以表示為D5H MOV C，D5H 2、位名稱表示：表示該位的名稱，例如PSW的位5是F0，所以可以用F0表示 MOV C，F0 3、單元（字節）地址加位表示：D0H單元位5，表示為DOH.5 MOV C,D0H.5 4、專用寄存器符號加位表示：例如PSW.5 MOV C,PSW.5 這四種方法實現的功能都是相同的，只是表述的方式不同而已。 例題： 1. 說明下列指令中源操作數采用的尋址方式。 MOV R5，R7 答案：寄存器尋址方式 MOV A，55H 直接尋址方式 MOV A，＃55H 立即尋址方式 JMP @A+DPTR 變址尋址方式 MOV 30H，C 位尋址方式 MOV A，@R0 間接尋址方式 MOVX A,@R0 間接尋址方式 改錯題 請判斷下列的MCS-51單片機指令的書寫格式是否有錯，若有，請說明錯誤原因。 MOV R0，@R3 答案：間址寄存器不能使用R2～R7。 MOVC A，@R0+DPTR 變址尋址方式中的間址寄存器不可使用R0，只可使用A。 ADD R0，R1 運算指令中目的操作數必須為累加器A，不可為R0。 MUL AR0 乘法指令中的乘數應在B寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器組合。
上傳時間： 2013-11-11
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HOLTEK I/O 8-Bit MTP輸入/輸出型八位可多次編程單片機初學者工具使用手冊 MTP(可多次燒寫)使用者工具是一個認識HOLTEK 8 位微控制器的快捷便利、低成本途徑。它也可以作為MTP 編程器和驗證板。
上傳時間： 2013-10-08
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EDA9060開關量I/O 模塊在電氣控制柜中的典型應用—— EDA9060結合交流接觸器實現遠程控制EDA9060開關量I/O模塊是山東力創科技自主研發的一款分布式DI/DO工控模塊，主要功能特點：◎4路開關量輸入，4路繼電器輸出。繼電器兩組常開2觸點，兩組常開常閉3觸點。輸出觸點容量為8A 125VAC（5A 250VAC5A30VDC），由于觸點容量較大，可以直接用在很多的常見電氣控制電路中。輸出有兩種方式，一種電平式，一種脈沖式，可以靈活配置?！驑藴实腞S485接口，方便組網，結合GPRS DTU無線模塊可以實現無線遠程控制功能?！蜢`活的協議，兼容研華協議，支持標準MODBUS RTU協議，方便上位機的系統組建。EDA9060在電氣控制柜中有著廣泛的應用，通過增加EDA9060遠程控制線路，改變了原來必須依靠人工到現場啟停電氣線路的狀況，實現無人值守，節省資源。線路改造主要通過EDA9060的繼電器輸出控制交流接觸器，從而實現遠程控制現場用電設備（如常見的工業泵）的啟停。同時增加一個轉換開關，將手動控制線路和EDA9060遠程控制線路隔離開，以保證現場操作優先的要求，同時增強操作的可靠性。下面以交流接觸器控制線路在220V電壓等級以內的常見控制電路為例，簡要說明其控制過程，線路容量大的情況只需要通過增加合適容量的中間繼電器，擴大EDA9060的觸點容量即可解決，示意圖：
上傳時間： 2013-11-15
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單片機I/O口的使用:對單片機的控制，其實就是對I/O口的控制，無論單片機對外界進行何種控制，亦或接受外部的控制，都是通過I/O口進行的。單片機總共有P0、P1、P2、P3四個8位雙向輸入輸出端口，每個端口都有鎖存器、輸出驅動器和輸入緩沖器。4個I/O端口都能作輸入輸出口用，其中P0和P2通常用于對外部存儲器的訪問。§4.1 MCS-51單片機的并行端口結構與操作 51系列單片機有4個I/O端口，每個端口都是8位準雙向口，共占32根引腳。每個端口都包括一個鎖存器(即專用寄存器P0～P3)、一個輸出驅動器和輸入緩沖器。通常把4個端口籠統地表示為P0～P3。
標簽： 單片機
上傳時間： 2013-11-06
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基于 I2C 總線的GPIO 擴展器件為主控器提供了額外的I/O 口，本文介紹了擴展器件的應用場合和選型指南，為設計者在設計中提供了參考。
上傳時間： 2013-11-11
上傳用戶：llwap
The CAT9555 is a CMOS device that provides 16-bitparallel input/output port expansion for I²C and SMBuscompatible applications. These I/O expanders providea simple solution in applications where additional I/Osare needed: sensors, power switches, LEDs,pushbuttons, and fans.
上傳時間： 2014-01-09
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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?？刂萍拇嫫鞣譃閮深悾海?）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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Keil C51使用詳解:8051 系列微處理器基于簡化的嵌入式控制系統結構被廣泛應用于從軍事到自動控制再到PC 機上的鍵盤上的各種應用系統上僅次于Motorola 68HC11 在 8 位微控制器市場上的銷量很多制造商都可提供8051 系列單片機像Intel Philips Siemens 等這些制造商給51 系列單片機加入了大量的性能和外部功能像I2C 總線接口模擬量到數字量的轉換看門狗PWM 輸出等不少芯片的工作頻率達到40M 工作電壓下降到1.5V 基于一個內核的這些功能使得8051 單片機很適合作為廠家產品的基本構架它能夠運行各種程序而且開發者只需要學習這一個平臺8051 系列的基本結構如下1 一個8 位算術邏輯單元2 32 個I/O 口4 組8 位端口可單獨尋址3 兩個16 位定時計數器4 全雙工串行通信5 6 個中斷源兩個中斷優先級6 128 字節內置RAM7 獨立的64K 字節可尋址數據和代碼區每個8051 處理周期包括12 個振蕩周期每12 個振蕩周期用來完成一項操作如取指令和計算指令執行時間可把時鐘頻率除以12 取倒數然后指令執行所須的周期數因此如果你的系統時鐘是11.059MHz 除以12 后就得到了每秒執行的指令個數為921583
上傳時間： 2014-04-05
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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?？吹揭恍﹦倢W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?？梢?，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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