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1、基于proteus的51单片机开发实例（3）--简易电子琴

1.1. 实验目的

本实例将让我们了解使用51单片机来实现简易电子琴的设计，本例中使用蜂鸣器来模拟发出乐音，通过按下不同的按键，发出“do、re、mi、fa、so、la、ti、do”的音符，并且还可以通过播放键播放一小段音乐。

1.2. 设计思路

本实例涉及到以下内容：

1、发声器件的选择--蜂鸣器，如何使用51单片机控制蜂鸣器发出我们想要的各种声音；

2、如何编写基本音符的编程代码；

3、如何控制不同的按键发出不同的音符声音。

4、单片机端口如何驱动大电流器件。

1.3. 基础知识

1.3.1. 蜂鸣器的基础知识

本实例中我们使用蜂鸣器作为发出各种声音的器件。下面就来了解一下蜂鸣器的相关知识。

蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

根据工作原理，蜂鸣器分为有源蜂鸣器（又称为压电式蜂鸣器）和无源蜂鸣器（又称电磁式蜂鸣器）两种。图1所示为有源蜂鸣器。图2所示为无源蜂鸣器。

图1 无源蜂鸣器

图2 有源蜂鸣器

有源或者无源蜂鸣器中的“源”不是指的电源，而是指振荡源。有源蜂鸣器和无源蜂鸣器的最大区别是有源蜂鸣器只需要在蜂鸣器的两端加上固定的电压差，它就可以发声了，而无源蜂鸣器必须在其两端加上一定频率的振荡信号，它才能够发声。

1．有源蜂鸣器（压电式蜂鸣器）主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。

多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后（1.5~15V直流工作电压）,多谐振荡器起振,输出1500~2500HZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。

2．电磁式蜂鸣器（无源蜂鸣器）主要由由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。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。

一般情况下，蜂鸣器发声时需要比较大的电流（一般要大于10mA），而单片机端口的驱动能力是有限的（一般小于10mA），所以需要设计专门的驱动电路来驱动蜂鸣器。本例中使用三极管来驱动蜂鸣器。

图3是典型的蜂鸣器驱动电路。其工作原理是，当单片机的P3.7口输出高电平时，三极管导通，电流从VCC经过三极管驱动蜂鸣器，从而使蜂鸣器发声，当单片机的P3.7口输出低电平时，三极管截止，蜂鸣器不能发声，这样实际上单片机的端口只是起到了控制三极管的导通或截止的作用。

图3 蜂鸣器驱动电路

1.3.2. 51单片机控制蜂鸣器发出乐音

首先我们都知道，乐音是有规律的声音，而本例中简易电子琴所要播放的声音就是乐音。

简易电子琴所使用的乐音范围通常从每秒振动16次（最低音）到振动4186次（最高音），这个范围可以划分成97个等级。

我们都知道“do、re、mi、fa、so、la、ti、do”的音符，对应简谱中的“1，2，3，4，5，6，7”。对应乐音的持续时间使用节拍数来表示。对于一段音乐来说，它是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应不同的频率，所以简易电子琴可以使用发声系统进行不同频率的发声，并且加上以节拍数对应的延时，从而产生音乐。

由于乐音是由不同的频率构成的，所以可以使用51单片机的定时器来产生不同的脉冲，用这些脉冲来驱动蜂鸣器，进而得到对应的音符。

我们假设51单片机的工作时钟为12MHz，使用定时器的工作方式1来实现定时操作，其初始化值和音符的对应关系如图4所示。

图4 音符和定时器的初值的关系

另外，一段音乐除了和音符有关系外，和节拍也有关系。也就是51单片机驱动蜂鸣器发出乐音的长度，可以使用延时来实现。图5所示是各个节拍对应的延时长度。

图5 各个节拍对应的延时长度

1.4. 电路设计

本实例的电路所用器件较多，所以需要合理划分51单片机的I/O端口，以使不同的端口控制、驱动不同的器件。

本实例的电路主要由51单片机、播放按键、播放指示灯、蜂鸣器等几部分组成，各部分详细说明如下。

1、51单片机：简易电子琴系统的核心控制器；

2、按键：本电路中共9个按键，其中k1~k8是音符按键，分别对应音调“1”~“#7”，及按下按键，会发出相应的音符声音。而K9按键是音乐播放按键，按下K9，会播放一段音乐；

3、发声器件：本例中的发声器件是蜂鸣器，蜂鸣器的驱动采用三极管驱动；

4、指示灯：本例中共8个LED指示灯，采用“灌电流”的驱动方式，为保护单片机端口，采用了一个排阻。

本实例的电路如图6所示。

图6 简易电子琴电路

细心的大家可能会发现，按键K1~K8与单片机端口的连接电路与按键K9与单片机的连接电路不一样，这是因为51单片机P1管脚内部接有上拉电阻，而P2端口内部是漏极开路，所以必须外接上拉电阻，外接电阻的阻值一般选择3~10K欧姆，如果电阻太小，则电流就可能过大，从而会烧毁单片机的P2管脚。

1.5. 程序设计

本实例的程序代码如下。程序中使用了数组这样一个51单片机C语言中的重要数据类型，并且使用了一维数组和两维数组，其中二维数组freq[][2]用来存放不同音符对应的定时器的初始化值，一位数组MUSIC[]存放了一段音乐对应的音符数据。主循环中通过对不同按键的状态判断进行不同的处理。

#include<AT89X52.h>#define KeyPort P1unsigned char High,Low; //定时器预装值的高8位和低8位sbit SPK=P3^7; //定义蜂鸣器接口sbit playSongKey=P0^0; //音乐播放按键//不同音符对应的定时器的初始化值unsigned char code freq[][2]={ 0xD8,0xF7,//00440HZ 1 0xBD,0xF8,//00494HZ 2 0x87,0xF9,//00554HZ 3 0xE4,0xF9,//00587HZ 4 0x90,0xFA,//00659HZ 5 0x29,0xFB,//00740HZ 6 0xB1,0xFB,//00831HZ 7 0xEF,0xFB,//00880HZ `1};unsigned char Time; //“世上只有妈妈好“数据表unsigned char code YINFU[9][1]={{' '},{'1'},{'2'},{'3'},{'4'},{'5'},{'6'},{'7'},{'8'}}; //音阶频率表高8位unsigned char code MUSIC[]={ 6,2,3, 5,2,1, 3,2,2, 5,2,2, 1,3,2, 6,2,1, 5,2,1, 6,2,4, 3,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 5,2,2, 3,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 5,2,1, 3,2,1, 2,2,4, 2,2,3, 3,2,1, 5,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 3,2,2, 2,2,2, 1,2,4, 5,2,3, 3,2,1, 2,2,1, 1,2,1, 6,1,1, 1,2,1, 5,1,6, 0,0,0 };////音阶频率表高低位unsigned char code FREQH[]={ 0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8, 0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC, //1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE, 0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF, } // Òô½×ƵÂÊ±í µÍ°Ëλunsigned char code FREQL[]={ 0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6, 0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F, //1,2,3,4,5,6,7,8,i 0xEE,0x44, 0x6B,0xB4,0xF4,0x2D, 0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16, };void Init_Timer0(void);//¶¨Ê±Æ÷³õʼ»¯//ÑÓʱº¯Êý´óÔ¼Ô¼2*z+5usvoid delay2xus(unsigned char z){ while(z--);}// ÑÓʱº¯Êý´óÔ¼Ô¼1msvoid delayms(unsigned char x){ while(x--) { delay2xus(245); delay2xus(245); }}void delayTips(unsigned char t){ unsigned char i; for(i=0;i<t;i++) { delayms(250); } TR0=0; }//²¥·ÅÒôÀֵĺ¯Êývoid PlaySong(){ TH0=High;//¸³Öµ¶¨Ê±Æ÷ʱ¼ä£¬¾ö¶¨ÆµÂÊ TL0=Low; TR0=1; //´ò¿ª¶¨Ê±Æ÷ delayTips(Time); //ÑÓʱËùÐèÒªµÄ½ÚÅÄ }//¶¨Ê±Æ÷T0³õʼ»¯×Ó³ÌÐòvoid Init_Timer0(void){ TMOD |= 0x01; //ʹÓÃģʽ1£¬16λ¶¨Ê±Æ÷£¬Ê¹ÓÃ"|"·ûºÅ¿ÉÒÔÔÚʹÓöà¸ö¶¨Ê±Æ÷ʱ²»ÊÜÓ°Ïì EA=1; //×ÜÖжϴò¿ª ET0=1; //¶¨Ê±Æ÷Öжϴò¿ª}//¶¨Ê±Æ÷T0ÖжÏ×Ó³ÌÐòvoid Timer0_isr(void) interrupt 1 { TH0=High; TL0=Low; SPK=!SPK;}//Ö÷º¯Êýint main (void){ unsigned char num,k,i; Init_Timer0(); //³õʼ»¯¶¨Ê±Æ÷0£¬Ö÷ÒªÓÃÓÚÊýÂë¹Ü¶¯Ì¬É¨Ãè SPK=0;//ÔÚδ°´¼üʱ£¬À®°ÈµÍµçƽ£¬·ÀÖ¹³¤ÆڸߵçƽËð»µÀ®°È while (1) { switch(KeyPort) //¶Ô°´¼ü½øÐд¦Àí{ case 0xfe:num= 1;break; case 0xfd:num= 2;break; case 0xfb:num= 3;break; case 0xf7:num= 4;break; case 0xef:num= 5;break; case 0xdf:num= 6;break; case 0xbf:num= 7;break; case 0x7f:num= 8;break; //·Ö±ð¶ÔÓ¦²»ÓõÄÒôµ÷ default:num= 0;break;} P2 = KeyPort; if(num==0) { TR0=0; SPK=0; //ÔÚδ°´¼üʱ£¬À®°ÈµÍµçƽ£¬·ÀÖ¹³¤ÆڸߵçƽËð»µÀ®°È } else { High=freq[num-1][1]; Low =freq[num-1][0]; TR0=1; } if(playSongKey==0) //Èç¹û²¥·ÅÒôÀÖ°´¼ü±»°´Ï { delayms(10); if(playSongKey==0) { i=0; while(i<100) { k=MUSIC[i]+7*MUSIC[i+1]-1;//È¥Òô·ûÕñµ´ÆµÂÊËùÐèÊý¾Ý High=FREQH[k]; Low=FREQL[k]; Time=MUSIC[i+2]; //½ÚÅÄʱ³¤ i=i+3;if(P1!=0xff)//³¤°´ÈÎÒâ8Òô¼üÍ˳ö²¥·Å{ delayms(10); if(P1!=0xff) i=101;} PlaySong(); } TR0=0; } } }} 

1.6. 实例仿真

将程序编译后生成的HEX文件，载入到proteus环境下51单片机中，然后开始仿真，仿真结果如下所示。

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1.7. 总结

本例中，我们有如下收获：

1、从实际应用中了解了51单片机P0口和P2口不同的内部结构，以及实际电路中的差别；

2、还了解了51单片机如何用管脚驱动大功率器件的方法和电路；

3、如何使用定时器让蜂鸣器发出不一样的声音。

2、如何挑选银饰

如何挑选银饰

1、银含量。

银饰品一般都会打上银的英文缩写（“s”或“sterling”）的印记。标准银的印记是s925，足银的印记是s990。银饰品上的印记就相这个银饰品的身份证明，代表其中银的含量。

2、颜色。

银饰品纯度愈高，银色愈洁白，首饰表面看上去均匀发亮，有润色。如果含铅，银饰品会呈现出青灰色；如含铜，银饰品表面会显得粗糙，颜色没有润泽感。用眼观察，看上去洁白、有光泽，做工细，并在首饰上印有925标记的，为成色高的银首饰；看上去色微黄，做工粗糙的，为成色低的银首饰；色泽差，无光泽的多为假银首饰。

3、重量。

银密度较一般常见金属略大，一般地讲：“铝质轻、银质重、铜质不轻又不重。”因而掂掂重量可对其是否为白银做出初步判断。若饰品体积较大而质量较轻，则可初步判断该饰品属其它金属。

4、硬度。

白银硬度比铜低，而比铅、锡大，可用大头针划首饰不起眼的地方进行测试，如针头打滑，表面很难留下痕迹，则可判定为铜质饰品；如为铅、锡质地，则痕迹很明显、突出；如实物留有痕迹而又不太明显，便可初步判定为白银饰品。

用手弯折银首饰，软糯，易弯不易断的成色较高；僵硬，或勉强折动，有的甚至无法用手指弯折的成色较低；经折弯或用锤子敲几下就会裂开的为包银首饰；经不起折弯，且易断的为假货。

5、声韵。

纯银饰品掷地有声，无弹力。成色越低，声音越低，且声音越尖越高而带韵；若为铜质，其声更高且尖，韵声急促而短；若为铅、锡质地，声音沉闷、短促，无弹力。

6、制作工艺。

正规的品牌银饰产品应该是精细美观。如表面柔润光亮、外形规则无缺陷、镶嵌平滑不刮衣物、不扎手、无松动；首饰花纹细腻、清晰、线条流畅、无晕染；磨砂面喷砂均匀光亮无颗粒。

7、售后服务。

真正的品牌产品都会有良好的售后服务，表明了对自己产品质量的信心和对顾客真诚负责。

如何挑选银饰

银饰手镯怎么选

根据自身的喜好、着装特点、品位、尺寸粗细、款式以及镯子的纯度来购买。银饰品纯度越高，柔韧性越好，容易被氧化。氧化过程是先变黄，逐渐变暗黑。现在国际通用含银量在92.5%以上的都为纯银，99.9%为千足银，后者的纯度更高一些。

银镯子有什么款式

1、开口银手镯：开口款式的银手镯优势就是可以调节大小，手腕胖瘦都可以佩戴，要是戴一段时间身材变胖了或者变瘦了在想佩戴也不是难事，只要两侧掰开就可以调节大小。

2、实心银手镯：实心银手镯优势是佩戴不易变形损坏变形，要是空心的很容易戴一段时间损坏折断，换购时还要加收工艺费，而实心的正常佩戴弯折力度不是很大的话不会出现损坏现象。

3、伸拉口银饰手镯：伸拉口款式的银手镯优势是佩戴时可以随意调节大小，手型差不多的女人都可以佩戴，你就是不想要了送人，只要是胳膊手腕与手镯匹配谁都可以戴。

4、花纹款式：花纹款式看起来比较时尚漂亮，但是质量一般般，佩戴很容易刮到衣服，还很容易开焊断开，别看着比较好看，等你戴一段时间就知道花纹款式手镯的缺点。

5、镂空款式：镂空死口款式的银手镯弊端就是很容易坏，佩戴挤压很容易变形，而且很容易氧化变黑，爱藏灰尘，清洗也不好洗。一旦睡觉时忘记摘下来很容易挤压磕瘪，瘪了坏了都是无法修复。不像实心的可以修回原来形状。

6、镶嵌水晶款式：镶嵌款式的'银手镯弊端就是，佩戴时间长了上边的锆石很容易掉，因为银饰镶嵌比较软，压根就不是做镶嵌的材料，戴不了多久就会掉锆石，水晶也会变色。

如何挑选银饰

银饰的保养

1、佩戴925纯银饰品时不要同时佩戴其他贵金属首饰，以免碰撞变形或擦伤。即使不同时配载，时间久了，银饰还是会氧化变色，无论是电镀了还是没有电镀!所以喜爱银饰的朋友一定要学会怎样保养纯银，延长光亮时间。

2、避免925纯银饰品接触水汽和化学制品，避免戴着游泳，尤其是去海里。

3、每天戴完925纯银饰品后把它用棉布擦干净，放到首饰盒或袋子里密封保存。

4、925纯银饰品已经氧化变黑了，可以用软毛刷子沾牙膏刷洗:也可用手搓香皂或清洁剂等方式清洗:实在无法处理干净才用洗银水擦洗: 洗完后925纯银饰品均要用棉布擦干。

5、避免接触酸碱等化学品。

6、请在喷上香水,美发用品后佩带首饰。

7、沐浴时应取下饰品,避免接触沐浴露香皂等用品。

8、睡觉时请取下饰品,避免佩带过夜,头发缠绕于饰品上。

9、人体的汗液会侵蚀银饰品,因此夏天佩带后最好用清水清洗,并保持干燥。

10、纯银质身柔软,平日应小心对待,避免与硬饰品相互摩擦。

银饰的鉴别

看印记

银首饰一般应打上银的英文缩写(“S”或“Sterling”)的印记。标准银的印记是S925、 或者是9.25、925印记。足银的印记是S990。但也有许多国家在银首饰上不打印记。 或者是9.25、925印记。也有千足银的印记或者S999。

察色泽

银首饰多呈微带黄的银白色，呈柔和的金属光泽。因易氧化，时间久了，色泽会变成暗的黄白色。

掂重量

银的密度为 10.53克/立方厘米。比铂金、黄金小，用手掂无坠手感。钢针可以划出痕迹，也可以折弯。用这种方法可以和铂金、K白金或仿银的德银首饰相区别。

查硬度

白银硬度较铜低，而较铅、锡大，可用大头针划首饰不起眼的地方进行测试，如针头打滑，表面很难留下痕迹，则可判定为铜质饰品;如为铅、锡质地，则痕迹很明显、突出;如实物留有痕迹而又不太明显，便可初步判定为白银饰品。

听声韵

纯银饰品掷地有声，无弹力。成色越低，声音越低，且声音越尖越高而带韵;若为铜质，其声更高且尖，韵声急促而短;若为铅、锡质地，则掷地声音沉闷、短促，无弹力。

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