22． 电子琴

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4.22.13．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SPKIN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－C4R1－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1DO
262
63628
#4FA#
740
64860
#1DO#
277
63731
中5SO
784
64898
低2RE
294
63835
#5SO#
831
64934
#2RE#
311
63928
中6LA
880
64968
低3M
330
64021
#6
932
64994
低4FA
349
64103
中7SI
988
65030
#4FA#
370
64185
高1DO
1046
65058
低5SO
392
64260
#1DO#
1109
65085
#5SO#
415
64331
高2RE
1175
65110
低6LA
440
64400

#2RE#
1245
65134
#6
466
64463
高3M
1318
65157
低7SI
494
64524
高4FA
1397
65178
中1DO
523
64580
#4FA#
1480
65198
#1DO#
554
64633
高5SO
1568
65217
中2RE
587
64684
#5SO#
1661
65235
#2RE#
622
64732
高6LA
1760
65252
中3M
659
64777
#6
1865
65268
中4FA
698
64820
高7SI
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:DW0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0
DW0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0
DW0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0
DW0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0
DW0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0
DW0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0
DW0
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4.22.26．汇编源程序
KEYBUFEQU30H
STH0EQU31H
STL0EQU32H
TEMPEQU33H
ORG00H
LJMPSTART
ORG0BH
LJMPINT_T0
START:MOVTMOD,#01H
SETBET0
SETBEA
WAIT:
MOVP3,#0FFH
CLRP3.4
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY1
LCALLDELY10MS
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY1
MOVA,P3
ANLA,#0FH
CJNEA,#0EH,NK1
MOVKEYBUF,#0
LJMPDK1
NK1:CJNEA,#0DH,NK2
MOVKEYBUF,#1
LJMPDK1
NK2:CJNEA,#0BH,NK3
MOVKEYBUF,#2
LJMPDK1
NK3:CJNEA,#07H,NK4
MOVKEYBUF,#3
LJMPDK1
NK4:NOP
DK1:
MOVA,KEYBUF
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
MOVA,KEYBUF
MOVB,#2
MULAB
MOVTEMP,A
MOVDPTR,#TABLE1
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTH0,A
MOVTH0,A
INCTEMP
MOVA,TEMP
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTL0,A
MOVTL0,A
SETBTR0

DK1A:MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JNZDK1A
CLRTR0
NOKEY1:
MOVP3,#0FFH
CLRP3.5
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY2
LCALLDELY10MS
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY2
MOVA,P3
ANLA,#0FH
CJNEA,#0EH,NK5
MOVKEYBUF,#4
LJMPDK2
NK5:CJNEA,#0DH,NK6
MOVKEYBUF,#5
LJMPDK2
NK6:CJNEA,#0BH,NK7
MOVKEYBUF,#6
LJMPDK2
NK7:CJNEA,#07H,NK8
MOVKEYBUF,#7
LJMPDK2
NK8:NOP
DK2:
MOVA,KEYBUF
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
MOVA,KEYBUF
MOVB,#2
MULAB
MOVTEMP,A
MOVDPTR,#TABLE1
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTH0,A
MOVTH0,A
INCTEMP
MOVA,TEMP
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTL0,A
MOVTL0,A
SETBTR0
DK2A:MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JNZDK2A
CLRTR0
NOKEY2:
MOVP3,#0FFH
CLRP3.6
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY3
LCALLDELY10MS
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY3
MOVA,P3
ANLA,#0FH
CJNEA,#0EH,NK9
MOVKEYBUF,#8
LJMPDK3
NK9:CJNEA,#0DH,NK10
MOVKEYBUF,#9
LJMPDK3
NK10:CJNEA,#0BH,NK11
MOVKEYBUF,#10
LJMPDK3
NK11:CJNEA,#07H,NK12
MOVKEYBUF,#11
LJMPDK3
NK12:NOP
DK3:
MOVA,KEYBUF
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
MOVA,KEYBUF
MOVB,#2
MULAB
MOVTEMP,A
MOVDPTR,#TABLE1
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTH0,A
MOVTH0,A
INCTEMP
MOVA,TEMP
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTL0,A
MOVTL0,A
SETBTR0

DK3A:MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JNZDK3A
CLRTR0
NOKEY3:
MOVP3,#0FFH
CLRP3.7
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY4
LCALLDELY10MS
MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JZNOKEY4
MOVA,P3
ANLA,#0FH
CJNEA,#0EH,NK13
MOVKEYBUF,#12
LJMPDK4
NK13:CJNEA,#0DH,NK14
MOVKEYBUF,#13
LJMPDK4
NK14:CJNEA,#0BH,NK15
MOVKEYBUF,#14
LJMPDK4
NK15:CJNEA,#07H,NK16
MOVKEYBUF,#15
LJMPDK4
NK16:NOP
DK4:
MOVA,KEYBUF
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
MOVA,KEYBUF
MOVB,#2
MULAB
MOVTEMP,A
MOVDPTR,#TABLE1
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTH0,A
MOVTH0,A
INCTEMP
MOVA,TEMP
MOVCA,@A+DPTR
MOVSTL0,A
MOVTL0,A
SETBTR0
DK4A:MOVA,P3
ANLA,#0FH
XRLA,#0FH
JNZDK4A
CLRTR0
NOKEY4:
LJMPWAIT
DELY10MS:
MOVR6,#10
D1:MOVR7,#248
DJNZR7,$
DJNZR6,D1
RET
INT_T0:
MOVTH0,STH0
MOVTL0,STL0
CPLP1.0
RETI
TABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H
DB7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H

TABLE1:DW64021,64103,64260,64400
DW64524,64580,64684,64777
DW64820,64898,64968,65030
DW65058,65110,65157,65178
END
7．C语言源程序
#include
unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsignedchartemp;
unsignedcharkey;
unsignedchari,j;
unsignedcharSTH0;
unsignedcharSTL0;
unsignedintcodetab[]={64021,64103,64260,64400,
64524,64580,64684,64777,
64820,64898,64968,65030,
65058,65110,65157,65178};
voidmain(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)
{
case0x0e:
key=0;
break;
case0x0d:
key=1;
break;
case0x0b:
key=2;
break;
case0x07:
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)
{
case0x0e:
key=4;
break;
case0x0d:
key=5;
break;
case0x0b:
key=6;
break;
case0x07:
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)
{
case0x0e:
key=8;
break;
case0x0d:
key=9;
break;
case0x0b:
key=10;
break;
case0x07:
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)
{
case0x0e:
key=12;
break;
case0x0d:
key=13;
break;
case0x0b:
key=14;
break;
case0x07:
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;
}
}
}
}

voidt0(void)