精品文檔-下載后可編輯基于AT89S52的樂曲編輯發(fā)生器的設計-設計應用１引言

基于ＲＴＸ５１的樂曲編輯發(fā)生器以ＡＴ８９Ｓ５２單片機為控制，操作者可以通過４×４矩陣鍵盤輸入約定格式的任意樂曲，按“播放”鍵后，系統(tǒng)便開始播放所編輯的樂曲，并且音調和節(jié)拍都可以由單片機控制。為了降低成本，在硬件設計的基礎上，系統(tǒng)的功能盡可能用軟件來實現(xiàn)，系統(tǒng)軟件是在面向ＭＣＳ－５１系列單片機的嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)ＲＴＸ５１Ｔｉｎｙ平臺上，用Ｃ５１語言和ＭＣＳ－５１匯編語言混合編程而開發(fā)的。

２系統(tǒng)硬件設計

為了今后能夠在線升級用戶應用程序，采用帶ＩＳＰ接口的單片機ＡＴ８９Ｓ５２為構成樂曲編輯發(fā)生器。ＡＴ８９Ｓ５２具有快速８０５１內核、８ＫＢＦｌａｓｈＥ２ＰＲＯＭ、２５６ＢＩＤＡＴＡＲＡＭ，完全符合運行ＲＴＸ５１Ｔｉｎｙ的硬件要求。筆者已研制了ＡＴ８９Ｓ５１／５２的目標程序ＰＣ機軟件，無需編程器即可完成單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)。

為了設計編輯任意樂曲的人機界面，采用４×４矩陣鍵盤作為系統(tǒng)的輸入設備，采用點陣式液晶顯示模塊ＴＣ１６０２Ａ作為系統(tǒng)的輸出設備。為了存儲和讀出任意樂曲，采用帶Ｉ２Ｃ串行接口的Ｅ２ＰＲＯＭ存儲器ＡＴ２４Ｃ０２。為了放大單片機ＡＴ８９Ｓ５２產生的樂曲聲音，采用了功率放大器ＬＭ３８６。

３樂曲編輯和播放的軟件實現(xiàn)

３．１單片機產生音頻矩形脈沖的方法

利用單片機的內部定時器Ｔ１并使其工作在定時器工作方式１（１６ｂｉｔ定時），改變Ｔ１的計數(shù)初值，就可以在單片機的Ｉ／Ｏ引腳端產生不同頻率的音頻矩形脈沖。

例如，音頻矩形脈沖信號的頻率為５２３Ｈｚ，則其周期Ｔ＝１／５２３＝１９１２μｓ，因此，只要讓計數(shù)器定時１９１２μｓ÷２＝９５６μｓ，當定時９５６μｓ到的時候，將ＡＴ８９Ｓ５２的樂曲輸出引腳Ｐ３．７反相，就可得到中音ＤＯ（５２３Ｈｚ）。

為了敘述方便，不妨把定時器計數(shù)初值Ｔ稱為簡譜碼。

３．２樂曲的音調表示方法

單片機播放樂曲的過程，主要是用單片機來識別所編輯的樂曲并播放出來。單片機需要識別樂曲中的音調和音長（音長亦稱為節(jié)拍），本設計用字母Ａ～Ｚ來代表樂曲的各個音調。

３．３樂曲編輯的軟件實現(xiàn)方法

在系統(tǒng)軟件設計時，已將按鍵處理作為一個任務即“按鍵處理任務”，它的主要功能是編輯樂曲?！鞍存I處理任務”的執(zhí)行需要“鍵盤掃描任務”向它發(fā)送信號來觸發(fā)執(zhí)行。

３．４樂曲播放的軟件實現(xiàn)方法

在設計“播放任務”程序時，利用ＡＴ８９Ｓ５２內部的定時器Ｔ１定時溢出中斷來產生音調的頻率，并利用ＲＴＸ５１操作系統(tǒng)的ｏｓ＿ｗａｉｔ２（Ｋ＿ＴＭＯ，ｔｉｃｋｓ）函數(shù)來產生音長。

３．５系統(tǒng)軟件流程

根據(jù)對系統(tǒng)功能的分析，把系統(tǒng)軟件分解為５個任務

任務０：系統(tǒng)初始化任務，包括ＴＣ１６０２Ａ的初始化、定時器Ｔ１的初始化、中斷初始化。在啟動任務１～任務４后，自動刪除任務０，使得任務０只在系統(tǒng)上電復位時執(zhí)行。

任務１：鍵盤掃描任務。每隔５０ｍｓ執(zhí)行１次，掃描所得的鍵值存于全局變量ｋｅｙｃｏｄｅ，然后向“按鍵處理任務”發(fā)信號。

任務２：按鍵處理任務。等待信號，根據(jù)鍵值ｋｅｙｃｏｄｅ完成相應處理，實現(xiàn)的功能包括樂曲的編輯、樂曲的保存和讀取等。

任務３：播放任務。等待信號，按照音調和音長播放樂曲。

任務４：顯示刷新任務。根據(jù)光標指針變量的值在液晶屏上顯示樂曲數(shù)據(jù)（音調和音長）。

４結束語

本文給出了以單片機ＡＴ８９Ｓ５２為構成的