五一电子阅读：《学单片机》

1． 实验任务

（1．由4X4组成16个按钮矩阵，设计成16个音。

（2．可随意弹奏想要表达的音乐。

2． 电路原理图

图4.22.1

3． 系统板硬件连线

（1．把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN端口上；

（2．把“单片机系统“区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4　R1－R4端口上；

4． 相关程序内容

（1． 4X4行列式键盘识别；

（2．音乐产生的方法；

一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。现在以单片机12MHZ晶振为例，例出高中低音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示

音符

频率（HZ）

简谱码（T值）

音符

频率（HZ）

简谱码（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

下面我们要为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据

低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间

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、音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）

曲调值

DELAY

曲调值

DELAY

调4/4

125ms

调4/4

62ms

调3/4

187ms

调3/4

94ms

调2/4

250ms

调2/4

125ms

对于不同的曲调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。

下面就用AT89S51单片机产生一首“生日快乐”歌曲来说明单片机如何产生的。

在这个程序中用到了两个定时/计数器来完成的。其中T0用来产生音符频率，T1用来产生音拍。

5． 程序框图

开　始

行列式键盘按键按下成功否？

识别按键功能

根据按键功能，装入音符T值到T0中

启动T0工作

行列式键盘按键释放成功否？

停止T0工作

T0初始化并开中断允放T0中断

T0中断入口

重装TH0，TL0初值

P1.0取反

中断返回

图4.22.2

6． 汇编源程序

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语言源程序

#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; {