3.3 音乐的产生
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。
若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。
利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，，则半周期为1912/2=956μs,因此只要令计数器计时956μs，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）则初始值为65535-956 = 64579 = 0xFC43。
计数脉冲值与频率的关系式(如式3-1所示)是：
N＝fi÷2÷fr （3-1） 式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。
其计数初值T的求法如下： T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr
例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的计数值。
T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr
低音DO的T＝65536－500000/262＝63627 中音DO的T＝65536－500000/523＝64580 高音DO的T＝65536－500000/1046＝65059
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第4章 KEIL仿真软件的应用
硬件与软件的设计一般都要分别借助一些软件，如我们通常用作电路设计与制版的Protel，MCS-51程序开发工具KEIL等。
Keil C51 uVision2集成开发环境是基于80C51内核的软件开发平台，支持工程建立、程序的编译与链接、软件仿真、硬件仿真、目标代码的生成等功能。Keil C51编译器在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平。
与大多数集成开发环境类似，Keil C51集成开发环境也是用工程的方法来管理文件，在一个工程文件中源程序（C51程序、汇编程序）、头文件等都可以进行统一管理。
安装运行KEIL51，使用KEIL的开发工具进行项目开发过程，与其他软件开发项目的过程基本上相同：
创建C 语言或汇编语言的源程序。 编译或汇编源文件。 纠正源文件中的错误。
从编译器和汇编器连接目标文件。 测试连接的应用程序。
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第5章 调试与故障分析
5.1 软件程序调试
本次设计的软件部分由音乐播放程序组成。
关于音乐播放程序的调试，我首先采用Preteus软件来仿真，但是该仿真软件中没有喇叭或蜂鸣器等声音播放工具。于是本人将图3-4中的单片机的P1.0处接了一个示波器，想通过这样来仿真并调试音乐播放程序，但是效果不是很理想。程序运行的时候，能看见示波器有不同频率的波形交替出现，但是频率变换得很快，无法确认是否显示的是所需要的频率，并且无法辨别音频变换的节奏是否正确。此方法并不适用。
接着，我制作了一个简单的单片机播放器电路。即在实验板上焊接实验电路，电路由单片机89C51、按钮外围电路组成，并在单片机的P1.0处用三极管连接一个简单的音频放大器，再外接一个蜂鸣器。将程序写入单片机中，这样就能听出声音和音乐节奏是否正确。
5.2 硬件电路调试
本次设计的硬件电路主要由单片机89C51组成，在调试电路的过程中也碰到了一些问题。
问题一：单片机无法正常下载程序。 调试步骤：
（1）检查单片机和串口电路是否连接错。 （2）检查焊接电路是否有虚焊和漏焊。 问题二：下载音频程序后无法播放音乐。 调试步骤：
检查电源是否正常接入电路中。
利用示波器测试单片机输出端是否有信号输出，发现信号输出正常，说明单片机正常工作。
利用示波器测试音频放大电路输出端是否有信号输出，发现信号输出正常，说明音频放大电路工作正常，同时说明是蜂鸣器部分出现了问题。
故障原因：焊接时将发声器件烧坏了，导致发不出声音。 解决方案：重新换一个无源蜂鸣器，即可正常播放音乐。
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总 结
经过这次创新设计，我觉得自己学到了不少东西。归纳起来，主要有以下几点：
（1）通过这次创新设计，我能将以前四年所学到的专业知识与实践相联系，将所学到的知识充分运用到本次设计中。同时，我也认识到自己知识上不足的地方，体会到了所学理论知识的重要性，知识掌握得越多，设计得就更全面、更顺利、更好。
（2）进一步熟悉了单片机的知识。通过本次设计，我对单片机的基本原理、内部结构、各引脚功能、定时器和中断的应用都有了更深刻的理解。并且，能够以单片机为基础元件设计一个简单的系统。
（3）通过本次设计，熟悉了设计一个项目所必经的几个阶段。本次设计从理论研究到硬件原理图设计，从元器件的选择到PCB板的制作，从软件编程到最后的调试过程都由我独立完成。这不仅锻炼了我独立完成设计工作的能力，更重要的是了解了一个电子产品的设计流程，为将来投入工作增加了宝贵的经验，奠定了坚实的基础。
（4）提高了自己查找资料的能力。在设计过程中，我碰到了一些暂时无法解决的问题，于是我通过上网查阅和图书馆借阅资料，或是通过与老师同学交流一步步地解决了。从中我懂得了我们这个专业的知识面相当广泛，我们需要不断通过各种途径更新自己的知识，不断充实自己，同时要懂得与他人交流意见，积极听取别人的建议，懂得不断学习的重要性。
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