量熱儀是能源生產和能耗企業必備的重要測量儀器,其測量精度和效率直接影響著經濟效益。為了提高量熱儀的測量精度，整個量熱系統的測溫精度、準確性、穩定性等諸多方面都需要得到改善和提高。本文給出了采用單片機及鉑電阻PT1000 為核心器件的高精度恒溫式自動量熱儀設計。燃料的價值就在于燃燒過程中能夠發熱，因此燃燒熱量就成為評估燃料質量最重要的指標，而燃燒熱量通常是由量熱儀來測量的。因此，量熱儀是能源生產和能耗企業必備的重要儀器,其測量精度和效率直接影響著經濟效益。量熱儀可分別用于電力、煤炭、焦炭、石油、化工、水泥、軍工、糧食、飼料、木材、木炭以及科研等行業測量固體、液體等可燃物資的發熱量。由于其應用范圍很廣，因此研制出更高測量精度和效率的量熱儀具有很好的發展前景及經濟效益。我國是產煤大國，而衡量煤炭質量的最重要指標之一是其燃燒發熱量。因而，目前國內普遍采用以發熱量作為動力煤計價的主要依據。由于煤炭的發熱量主要是利用量熱儀來測定，因此，目前恒溫式自動量熱儀在包括煤炭生產以及用煤單位如電力等系統廣泛應用。但由于其在測溫過程中不可避免地會受到客觀和人為干擾，準確性受到一定影響。為了解決這一問題并根據現有量熱儀存在的其它缺點，本文所設計的量熱儀采用了以單片機為控制單元，選用更高精度的鉑電阻PT1000 作為溫度傳感器，精心設計相關電路，增加信號處理單元，采用LabVIEW 設計操作界面等，不僅提升了量熱儀的測量精度，而且具有良好的性價比。
上傳時間： 2013-12-29
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51單片機動態LED顯示電路編程實例:上一節我們講述了單只LED與單片機的接口電路及編程實例，目的在于讓初學者了解LED在單片機中的應用原理，單只LED顯示在實際應用中并無多大用途，一般都是多位的LED顯示。現在我們作進一步學習，我們要講解的是8位LED的顯示原理及實際的編程方法。這里我們沒有采用多I/O口的8051系列單片機，而是采用了完全兼容C51指令系統的質優價廉的AT89C2051單片機，它的軟件編程與C51完全一致。 在多數的應用場合中，我們并不希望使用多I/O端口的單片機，原則上是使用盡量少引腳的器件。在沒有富余端口的情況下，怎樣通過擴展電路達到預期的目的呢？我們希望通過此例使設計人員在實際應用中了解一點電路擴展的原理，對實際的應用有所幫助。 此電路中，74LS273用于驅動LED的8位段碼，8位LED相應的"a"—"g"段連在一起，它們的公共端分別連至由74LS138（點擊芯片型號可瀏覽其詳細的技術手冊）譯碼選通后經74LS04反相驅動的輸出端。這樣當選通某一位LED時，相應的地址線(74LS04輸出端)輸出的是高電平，所以我們的LED選用共陽LED數碼管。 動態掃描的頻率有一定的要求，頻率太低，LED將出現閃爍現象。如頻率太高，由于每個LED點亮的時間太短，LED的亮度太低，肉眼無法看清，所以一般均取幾個ms左右為宜，這就要求在編寫程序時，選通某一位LED使其點亮并保持一定的時間，程序上常采用的是調用延時子程序。在C51指令中，延時子程序是相當簡單的，并且延時時間也很容易更改，可參見程序清單中的DELAY延時子程序。 為簡單起見，我們只是編寫了8位LED同步顯示"00000000"—"11111111"直到"99999999"數字，并且反復循環。程序很簡單，流程圖略去。
上傳時間： 2013-11-18
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量熱儀是能源生產和能耗企業必備的重要測量儀器,其測量精度和效率直接影響著經濟效益。為了提高量熱儀的測量精度，整個量熱系統的測溫精度、準確性、穩定性等諸多方面都需要得到改善和提高。本文給出了采用單片機及鉑電阻PT1000 為核心器件的高精度恒溫式自動量熱儀設計。燃料的價值就在于燃燒過程中能夠發熱，因此燃燒熱量就成為評估燃料質量最重要的指標，而燃燒熱量通常是由量熱儀來測量的。因此，量熱儀是能源生產和能耗企業必備的重要儀器,其測量精度和效率直接影響著經濟效益。量熱儀可分別用于電力、煤炭、焦炭、石油、化工、水泥、軍工、糧食、飼料、木材、木炭以及科研等行業測量固體、液體等可燃物資的發熱量。由于其應用范圍很廣，因此研制出更高測量精度和效率的量熱儀具有很好的發展前景及經濟效益。我國是產煤大國，而衡量煤炭質量的最重要指標之一是其燃燒發熱量。因而，目前國內普遍采用以發熱量作為動力煤計價的主要依據。由于煤炭的發熱量主要是利用量熱儀來測定，因此，目前恒溫式自動量熱儀在包括煤炭生產以及用煤單位如電力等系統廣泛應用。但由于其在測溫過程中不可避免地會受到客觀和人為干擾，準確性受到一定影響。為了解決這一問題并根據現有量熱儀存在的其它缺點，本文所設計的量熱儀采用了以單片機為控制單元，選用更高精度的鉑電阻PT1000 作為溫度傳感器，精心設計相關電路，增加信號處理單元，采用LabVIEW 設計操作界面等，不僅提升了量熱儀的測量精度，而且具有良好的性價比。
上傳時間： 2013-11-07
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深入淺出AVR單片機思路清晰，以AVR單片機為載體，介紹了初學單片機所必須掌握的專業知識。書中語言嚴謹但不乏幽默風趣，配以大量的照片、圖示和實例程序，使讀者在愉悅中完成專業知識的學習，并培養了學習嵌入式系統的興趣。本書在講述AVR單片機的同時，更注重于對讀者學習和設計能力的啟發、培養，幫助他們養成“從實踐中來，到實踐中去”的科學方法論，為進一步的學習創造了基礎。 本書講述淺顯、內容豐富、編排合理、實例詳盡。首先介紹了如何閱讀器件資料的方法，然后熟悉ICCAVR集成開發環境并搭建實驗開發裝置，接著從實際應用出發，啟發式地介紹AVR單片機的常用資源和對應軟件方法，最后較為全面地補充了從事嵌入式系統開發要擴展的軟件知識。 第1篇 Are you ready？ 第1章 學會閱讀Datasheet 1.1 如何閱讀PDF文件，如何獲得Datasheet文件 1.2 Datasheet告訴我們些什么 1.3 如何看懂AVR的Datasheet 1.4 如何得到幫助 1.5 匯編語言執行時間的計算方法 1.6 ATmega48/88/168常用熔絲的作用及其配置方法 1.7 對誤燒寫為外部時鐘模式的解鎖方法 實例1 閱讀74HC595 Datasheet 第2章 深入開發環境 2.1 認識ICC編譯環境 2.2 事半功倍的代碼生成器 2.3 ICC之不得不說的故事 2.4 AVR最小系統和下載線DIY 實例2 AVR最小系統DIY第2篇 Let\'s go！ 第3章 從跑馬燈開始 3.1 輸入/輸出界面 3.1.1 單片機的輸入/輸出設備——引腳 3.1.2 “芯”里有數——數碼管顯示 3.1.3 單片機的輸入/輸出設備——從按鍵到鍵盤 3.2 用ATmega48/88/168單片機端口驅動數碼管 3.3 操縱ATmega48/88/168單片機端口 3.4 端口內建上拉電阻的使用 3.5 端口位操作 實例3 跑馬燈 實例4 數碼管的顯示（上） 實例5 數碼管的顯示（下） 實例6 矩陣鍵盤 第4章 對不起接個電話 4.1 十萬火急——中斷 4.2 中斷的特性 4.3 使用中斷時的注意事項 4.4 ATmega48/88/168單片機有哪些中斷源 4.5 如何編寫一個中斷的服務程序代碼 4.6 ATmega48/88/168單片機中斷的開關控制 4.7 ATmega48/88/168中斷標志位 4.8 ATmega48/88/168中斷優先級 4.9 ATmega48/88/168單片機中斷向量 4.10 中斷與查詢之爭 4.11 用查詢方式響應外設中斷 4.12 中斷誤觸發 4.13 前后臺與原子操作 實例7 中斷喚醒的鍵盤掃描 實例8 旋轉編碼器 第5章 一秒究竟有多長 5.1 單片機與時間 5.2 軟件延時 5.3 不需要加載的“自由計時器” 5.4 通過重加載控制定時中斷周期 5.5 使用代碼生成器生成定時器1初始化代碼 5.6 定時器的其他工作模式 5.7 PWM波及其應用簡介 5.8 人類能看懂的電子時鐘——實時時鐘簡介 實例9 閃爍的燈 實例10 漸明漸暗的燈 實例11 復雜閃爍控制 第6章 電量低 6.1 從猜數游戲到A/D轉換器 6.2 ATmega48/88/168的A/D轉換器 6.3 ATmega48/88/168單片機中與A/D相關的引腳 6.4 ATmega48/88/168單片機中與A/D相關的寄存器 6.5 使用A/D時需要注意些什么 6.6 怎樣知道A/D轉換完成 6.7 讀取A/D的轉換結果 6.8 使用代碼生成器生成ADC初始化代碼 6.9 書寫具有工程結構的初始化代碼 6.10 電量計原理概述 …… 第7章 正在過收費站 第8章 包裝的學問 第9章 傻孩子求職記 第10章 MISSION UPDATE第3篇 Code Name C 第11章 朝花夕拾 第12章 指針都是紙老虎 第13章 來自身邊的啟示 第14章 初識嵌入式系統
上傳時間： 2014-05-05
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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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Smith控制算法仿真與控制:了解計算機控制過程，及用不同種高級語言編寫實驗程序的方法與特點。了解Smith算法和程序設計。掌握階躍信號、自定義信號下，Smith算法的參數整定及被控對象的仿真與控制。了解組態軟件在工業自動化方面的應用和基本使用方法。 單回路溫度控制箱A/D、DA轉換板溫度檢測元件XMZ數字顯示儀萬用表 1 Smith控制算法的參數整定仿真，繪制仿真曲線。2 Smith控制算法實時控制的參數整定，繪制實時控制曲線。
上傳時間： 2013-11-25
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所學的指令LD、LDI、OUT AND、ANI OR、 ORI LDP、 LDF、ANDP、ANDF、 ORP、 ORF ORB、 ANB MPS、 MRD、 MPP MC、 MCRSET RSTNOP END 自鎖電路觸點的動作發光二極管的工作原理。八段碼顯示是利用發光二極管的不同段碼組合來實現的，它可以實現0到F的顯示。搶答器的顯示就是利用八段碼顯示的特性，來完成幾個不同組別的顯示。用PLC實現八段碼顯示0～9組的3組以上搶答器的程序編寫，并完成以下要求：1）設計由PLC實現的八段碼顯示0～9組的3組以上搶答器的程序編寫，并完成以下要求： ①列出PLC的輸入輸出地址分配表 ②畫出PLC的輸入輸出接線圖（即I/O接線圖） ③設計PLC的梯形圖 ④根據梯形圖列寫指令表 2）按PLC控制I/O口（輸入/輸出）接線圖在模擬實驗設備上正確接線。
上傳時間： 2013-11-22
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含原理圖+電路圖+程序的波形發生器:在工作中，我們常常會用到波形發生器，它是使用頻度很高的電子儀器。現在的波形發生器都采用單片機來構成。單片機波形發生器是以單片機核心，配相應的外圍電路和功能軟件，能實現各種波形發生的應用系統，它由硬件部分和軟件部分組成，硬件是系統的基礎，軟件則是在硬件的基礎上，對其合理的調配和使用，從而完成波形發生的任務。 波形發生器的技術指標：（1） 波形類型：方型、正弦波、三角波、鋸齒波；（2） 幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；（3） 頻率值：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；（4） 輸出極性：雙極性操作設計1、 機器通電后，系統進行初始化，LED在面板上顯示6個0，表示系統處于初始狀態，等待用戶輸入設置命令，此時，無任何波形信號輸出。2、 用戶按下“F”、“V”、“W”，可以分別進入頻率，幅值波形設置，使系統進入設置狀態，相應的數碼管顯示“一”，此時，按其它鍵，無效；3、 在進入某一設置狀態后，輸入0~9等數字鍵，（數字鍵僅在設置狀態時，有效）為欲輸出的波形設置相應參數，LED將參數顯示在面板上；4、 如果在設置中，要改變已設定的參數，可按下“CL”鍵，清除所有已設定參數，系統恢復初始狀態，LED顯示6個0，等待重新輸入命令；5、 當必要的參數設定完畢后，所有參數顯示于LED上，用戶按下“EN”鍵，系統會將各波形參數傳遞到波形產生模塊中，以便控制波形發生，實現不同頻率，不同電壓幅值，不同類型波形的輸出；6、 用戶按下“EN”鍵后，波形發生器開始輸出滿足參數的波形信號，面板上相應類型的運行指示燈閃爍，表示波形正在輸出，LED顯示波形類型編號，頻率值、電壓幅值等波形參數；7、 波形發生器在輸出信號時，按下任意一個鍵，就停止波形信號輸出，等待重新設置參數，設置過程如上所述，如果不改變參數，可按下“EN”鍵，繼續輸出原波形信號；8、 要停止波形發生器的使用，可按下復位按鈕，將系統復位，然后關閉電源。硬件組成部分通過綜合比較，決定選用獲得廣泛應用，性能價格高的常用芯片來構成硬件電路。單片機采用MCS-51系列的89C51（一塊）,74LS244和74LS373（各一塊）,反相驅動器 ULN2803A（一塊）,運算放大器 LM324（一塊） 波形發生器的硬件電路由單片機、鍵盤顯示器接口電路、波形轉換（D/ A）電路和電源線路等四部分構成。1.單片機電路功能：形成掃描碼，鍵值識別，鍵功能處理，完成參數設置；形成顯示段碼,向LED顯示接口電路輸出；產生定時中斷；形成波形的數字編碼,并輸出到D/A接口電路；如電路原理圖所示： 89C51的P0口和P2口作為擴展I/O口，與8255、0832、74LS373相連接，可尋址片外的寄存器。單片機尋址外設，采用存儲器映像方式，外部接口芯片與內部存儲器統一編址，89Ｃ51提供16根地址線P0（分時復用）和P2，P2口提供高8位地址線，P0口提供低8位地址線。P0口同時還要負責與8255，0832的數據傳遞。P2.7是8255的片選信號，P2.6是0832（1）的片選，P2.5是0832（2）的片選，低電平有效，P0.0、P0.1經過74LS373鎖存后，送到8255的A1、A2作，片內A口，B口，C口，控制口等寄存器的字選。89C51的P1口的低4位連接4只發光三極管，作為波形類型指示燈，表示正在輸出的波形是什么類型。單片機89C51內部有兩個定時器/計數器，在波形發生器中使用T0作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，定時器的溢出信號作為中斷請求。控制定時器中斷的特殊功能寄存器設置如下：定時控制寄存器TCON＝（０００１００００）工作方式選擇寄存器（TMOD）＝（００００００００）中斷允許控制寄存器（IE）＝（１０００００１０）2、鍵盤顯示器接口電路功能：驅動6位數碼管動態顯示； 提供響應界面； 掃面鍵盤； 提供輸入按鍵。由并口芯片8255，鎖存器74LS273，74LS244，反向驅動器ULN2803A，6位共陰極數碼管（LED）和4×4行列式鍵盤組成。8255的C口作為鍵盤的I/O接口，C口的低4位輸出到掃描碼，高4位作為輸入行狀態，按鍵的分布如圖所示。8255的A口作為LED段碼輸出口，與74LS244相連接，B口作為LED的位選信號輸出口，與ULN2803A相連接。8255內部的4個寄存器地址分配如下：控制口:7FFFH , A口:7FFFCH , B口:7FFDH , C口:7FFEH 3、D/A電路功能：將波形樣值的數字編碼轉換成模擬值；完成單極性向雙極性的波形輸出；構成由兩片0832和一塊LM324運放組成。0832（1）是參考電壓提供者，單片機向0832（1）內的鎖存器送數字編碼，不同的編碼會產生不同的輸出值，在本發生器中，可輸出1V、2V、3V、4V、5V等五個模擬值，這些值作為0832（2）的參考電壓，使0832（2）輸出波形信號時，其幅度是可調的。0832（2）用于產生各種波形信號，單片機在波形產生程序的控制下，生成波形樣值編碼，并送到0832（2）中的鎖存器，經過D/A轉換，得到波形的模擬樣值點，假如N個點就構成波形的一個周期，那么0832（2）輸出N個樣值點后，樣值點形成運動軌跡，就是波形信號的一個周期。重復輸出N個點后，由此成第二個周期，第三個周期……。這樣0832（2）就能連續的輸出周期變化的波形信號。運放A1是直流放大器，運放A2是單極性電壓放大器，運放A3是雙極性驅動放大器，使波形信號能帶得起負載。地址分配：0832（1）：DFFFH ，0832（2）：BFFFH4、電源電路：功能：為波形發生器提供直流能量；構成由變壓器、整流硅堆，穩壓塊7805組成。220V的交流電，經過開關，保險管（1.5A/250V），到變壓器降壓，由220V降為10V，通過硅堆將交流電變成直流電，對于諧波，用4700μF的電解電容給予濾除。為保證直流電壓穩定，使用7805進行穩壓。最后，＋5V電源配送到各用電負載。
上傳時間： 2013-11-08
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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
上傳用戶：ming529
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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