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可振动感应的电子音乐
一、 设计目的
1、通过无源蜂鸣器与振动传感器外接模块实现电子音乐的切换功能。
2、学习相关器件的知识,更深入的了解单片机的构成及作用,并能运用单片机处理生活中的问题。
二、 硬件原理
1、振动传感器
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三、 软件原理
1、 按键消抖原理:
当按键被按下的时候,电路导通接地,I/O口为低电平;当按键未被下时,电路断开,I/O口保持高电平的。但一般的按键所用开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动,假如不加以处理,会导致按键被识别为按下多次。为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。
方法1:使用延时
如果按键较多,常用软件方法去抖,即检测出键闭合后执行一个延时程序,5ms~10ms的延时,让前沿抖动消失后再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后,也要给5ms~10ms的延时,待后沿抖动消失后才能转入该键的处理程序。
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2、 定时器中断原理:
中断系统是为使CPU具有对外界紧急事件的实时处理能力而设置的。
当中央处理机正在处理某事件时外界发生紧急请求,CPU将暂停当前的工作,转而去处理这个紧急事件,处理完以后,再回到原来被中断的地方,继续原来的工作,这样的工程则为中断。
定时器0和1的中断请求标志位是TF0和TF1,当定时器寄存器出现溢出时,溢出标志位会被置位,如果定时器0/1的中断被打开,则定时器中断发生,当单片机去处理该中断时,定时器的溢出标志位会被硬件清除。 3、 振动感应播放原理:
振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。
每一个音符的发声频率是不同的,我们需要用计时器来精确计时,用以产生方波,这样才能发出不用的音符声音。C调各音符频率与计数值如图1所示,以下的简谱码是在晶振为12MHz的情况下计算的,换算为16进制的简谱码如程序中quzi[]数组所示。
图1 C调各音符频率与计数值
本程序中,数组music[]即是要播放的音乐,格式为音符,节拍,音符,节拍,如此循环下去。音符为要发出的音调,而节拍则是声音的持续时间。如图,在数组music[]中,音符表示的格式为:十位代表是低八度,中八度还是高八度,1代表高八度,2代表中八度,3代表高八度,个位代表简谱的音符,例如,0x15代表低八度的S0,如图
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即是低5 S0,0x21代表中八度的DO,如图即是中1 D0。音符中,0x00代表结束符,表示整首歌曲演唱完毕,而0xff代表休止符,表示要休止100ms。遇到这两种情况,都应该重新执行循环中的第一步。其余情况则是正常播放。在定时器中断中进行振动/倒置传感器的检测,因为每播放完一个音节(产生一个方波),都重新启动了定时器。相当于在每个音节播放完就检测1次振动/倒置传感器的状态。程序烧入单片机后,会自动进行演奏。相比基础篇,在去除了按键控制后,在其中添加了振动切歌的新功能。 4、 芯片振动传感器相关引脚:
图4 芯片振动传感器相关引脚
四、 软件流程与相关代码
1、软件流程
a.创建工程文件
b.编写代码 c.编译运行
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d.创建Hex文件 e.下载编程
2、相关代码
/********************** 文件名称:v_music.c 作者:机智的璐璐璐璐
说明:进行音乐播放的例程,按下key1键后开始播放音乐 修改记录:
***********************/
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