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（十）51单片机——利用蜂鸣器播放《孤勇者》（附成果展示）

2023-11-02

目录

硬件部分

蜂鸣器介绍

驱动电路 

ULN2003

乐理部分

音符

音符与频率对照

代码部分

运行结果

        随着最近孤勇者成为小朋友们的接头暗号之后，于是产生了利用单片机去播放孤勇者的想法，接下来我们来看看具体的实现以及效果展示吧！

硬件部分

蜂鸣器介绍

        首先我们使用的是51单片机的蜂鸣器来实现的，所以先来介绍一下蜂鸣器吧，如下图所示！

  • 蜂鸣器是一种将电信号转换为声音信号的器件，常用来产生设备的按键音、报警音等提示信号
  • 蜂鸣器按驱动方式可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器
  • 有源蜂鸣器：内部自带振荡源，将正负极接上直流电压即可持续发声，频率固定
  • 无源蜂鸣器：内部不带振荡源，需要控制器提供振荡脉冲才可发声，调整提供振荡脉冲的频率，可发出不同频率的声音

 

        之前在STM32上的那个蜂鸣器是有源蜂鸣器，频率固定，就只能发声，而在我们的51单片机上的这个蜂鸣器是属于无源蜂鸣器，所以需要我们来调整频率，从而来实现发出不同频率的声音。

驱动电路 

        之前的32是使用三极管进行驱动的，起到放大信号的作用（不清楚的可以去32的笔记看看）。而51单片机使用的是集成电路进行驱动的(ULN2003)，接下来我们来简单介绍一下吧！

ULN2003

        确实可以简单理解为一个放大电路，因为内部有一个非门，导致给1就有驱动能力（输出0，蜂鸣器才导通，所以才会响），但给0却无驱动能力（高阻态）。

乐理部分

        接下来就到了单片机最难的部分了，乐理部分，这部分我不是特别清楚，如有错误还望指出。

        首先，每8个一组（C~B），也就是哆唻咪发嗦啦西，分为4组，每一组比上一组高8度。黑键与白键相差半个音调，白色与白色相差一个音调。简谱对应相应的音调也在图中有对应关系，就不一一举出了。但是要介绍一下升音符号（#）以及降音符号（b)，比如“#1”就是中央C升高半音，就是右上角的黑键。

音符

        音符是用来记录不同长短的音的进行符号。全音符、二分音符、四分音符、八分音符、十六分音符是最常见的音符，具体的内容大家可以点击超链接去康康。其中四分音符一般是一个时间基准（500毫秒），后面加一个横线就是二分音符，下面加一个横线就是八分音符，以此类推。

音符与频率对照

计算周期以及重装载值 

周期：12/11.0592/B2*1000000（因为我是11.0592HZ的晶振，所以是这样）

重装载值：65536-D2（65536-周期一半）

如下图所示：

 

代码部分

        接下来就是按照我们计算之后的重装载值来进行编码了，在此过程中，还需要我们去了解音乐的简谱，在此我就给出一份简谱，感兴趣的同学可以自己去找相应的简谱来编写代码。

// Buzzer.c
#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

//蜂鸣器端口：
sbit Buzzer=P1^5;

/**
  * @brief  蜂鸣器私有延时函数，延时500us
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void Buzzer_Delay500us()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i;

	_nop_();
	i = 227;
	while (--i);
}


/**
  * @brief  蜂鸣器发声
  * @param  ms 发声的时长，范围：0~32767
  * @retval 无
  */
void Buzzer_Time(unsigned int ms)
{
	unsigned int i;
	for(i=0;i<ms*2;i++)
	{
		Buzzer=!Buzzer;
		Buzzer_Delay500us();
	}
}
// main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
#include "Time0.h"
#include "Buzzer.h"

//蜂鸣器端口：
sbit Buzzer=P1^5;

#define SPEED 460
//音符与索引对应表，P：休止符，L：低音，M：中音，H：高音，下划线：升半音符号#
#define P	0
#define L1	1
#define L1_	2
#define L2	3
#define L2_	4
#define L3	5
#define L4	6
#define L4_	7
#define L5	8
#define L5_	9
#define L6	10
#define L6_	11
#define L7	12
#define M1	13
#define M1_	14
#define M2	15
#define M2_	16
#define M3	17
#define M4	18
#define M4_	19
#define M5	20
#define M5_	21
#define M6	22
#define M6_	23
#define M7	24
#define H1	25
#define H1_	26
#define H2	27
#define H2_	28
#define H3	29
#define H4	30
#define H4_	31
#define H5	32
#define H5_	33
#define H6	34
#define H6_	35
#define H7	36
unsigned int FreqTable[] = {0,
	64303 ,63577 ,63691 ,63792 ,63892 ,63981 ,64070 ,64152 ,64229 ,64303 ,64372 ,64437 ,
	64499 ,64557 ,64612 ,64664 ,64713 ,64759 ,64803 ,64844 ,64883 ,64919 ,64954 ,64987 ,
	65018 ,65047 ,65074 ,65100 ,65125 ,65148 ,65169 ,65190 ,65209 ,65228 ,65245 ,65261
};


// 第一个H2意思是频率；第二个4，代表一个4分音符；code是把代码放到Flash里面。
unsigned char code Music[]={
	H2,4,
	M7,4,
	H1,4,
	M6,4,
	
	H2,4,
	M7,4,
	H1,4,
	M6,4,
//	// 注释部分是高潮的前面部分
//	M3,4+4+4+4,
//	P,4+4,	
//	P,2,	
//	M1,2,
//	M2,2,
//	M1,2,
//	M3,4+4+4+4,
//	P,4+2,
//	M1,2,
//	M2,2,
//	M1,2,
//	M2,2,
//	M3,2,
//	//
//	L6,4+2,
//	M1,2,
//	L6,4+2,
//	M1,2,
//	
//	L6,4+2,
//	M1,2,
//	M2,4,
//	M1,4,
//	
//	L7,4+4+4+4,
//	P,4+4+4+4,
//	
//	//
//	M3,4+4+4+4,
//	P,4+4,	
//	P,2,	
//	M1,2,
//	M2,2,
//	M1,2,
//	M3,4+4+4+4,
//	P,4+2,
//	M1,2,
//	M2,2,
//	M1,2,
//	M2,2,
//	M3,2,
//	//
//	L6,4+2,
//	M1,2,
//	L6,4+2,
//	M1,2,
//	
//	L6,4+2,
//	M1,2,
//	M3,4,
//	M1,2,
//	M2,2,
//	
//	L7,4+4+4+4,
//	P,4+4+4+4,
	//
//	H6,2,
//	M1,2,
//	M6,4+2+2+2,
//	M5, 2,
//	
//	M6,4+2,
//	M5,2,
//	M6,2,
//	M5,2,
//	M6,2,
//	
//	M5,2+2,
//	M3,2+2+4+4,
//	P,4+4+4,
//	H6,2,
//	M1,2,
	//
//	M6,4+2+2,
//	M5,2,
//	M6,2,
//	M5,2,

//	M7,4+2+2,
//	M6,2,
//	M7,2+2,
//	M6,4,
//	M3,2+2+4,
//	
//	P,4+4+2,
//	M3,2,
//	M5,2,
//	M3,2,
	//
//	M2,4+2,
//	M3,2,
//	M2,4+2,
//	M3,2,

//	M2,4+2,
//	M3,2,
//	M5,2,
//	M3,2,
//	M5,2,
//	M3,2,
//	
//	M2,4+2,
//	M3,2,
//	M2,4+2,
//	M3,2,
//	
//	M2,4+4+4,
//	M1,2,
//	M2,2,
//	//
//	M3,4,
//	M6,4,
//	M1,4,
//	M3,2,

//	M2,4+2,
//	M3,2,
//	M2,4,
//	M1,4,
	
//	M6,4+4+4+4,





// 高潮部分
	P,4+4+4,
	M6,2,
	M7,2,
	//
	M1,2,
	M2,2,
	M7,2,
	M1,2+4+2,
	M7,2,
	
	M1,2,
	M2,2,
	M7,2,
	M1,2+4+2,
	M2,2,
	
	M3,2,
	M2,2,
	M3,2,
	M2,2,
	M3,4+2,
	M2,2,
	
	M3,4,
	M5,4,
	M3,4,
	M6,2,
	M7,2,
	//
	M1,2,
	M2,2,
	M7,2,
	M1,2+4+2,
	M7,2,
	
	M1,2,
	M2,2,
	M7,2,
	M1,2+4+2,
	M2,2,
	
	M3,2,
	M2,2,
	M3,2,
	M2,2,
	M3,4+2,
	M2,2,
	
	M3,4,
	M5,4,
	M3,4,
	M5,4,
	//
	M3,2+4,
	M5,2,
	M3,2+4,
	M5,2,
	
	M3,2,
	M5,2,
	M6,2,
	M3,2,
	M5,4,
	M5,4,
	
	M3,2+4,
	M5,2,
	M3,2+4,
	M5,2,
//	
	M3,2,
	M5,2,
	M6,2,
	M3,2,
	M5,4,
	M5,2+2,
//
	M3,4,
	M2,4,
	M2,4,
	M1,2,
	M3,2,
	
	M3,4,
	M2,4,
	M2,4,
	M1,2,
	M1,2,
	
	L6,4+4+4+4,
	P,4+4+4,
	M5,2+2,

	//
	M3,4,
	M2,4,
	M2,4,
	M1,2,
	M3,2,
	
	M3,4,
	M2,4,
	M2,4,
	M1,2,
	M1,2,
	
	L6,4+4+4+4,
	P,4+4+4+4,
	
	0xFF
};
	



unsigned char FreqSelect,MusicSelect;
void main(){
	// 初始化定时器
	Timer0Init();
	while(1){
		// 判断是否是休止符
		if(Music[MusicSelect] != 0xFF){
			//发声
		FreqSelect = Music[MusicSelect];
		MusicSelect++;
			//持续时长
		Delay(SPEED/4*Music[MusicSelect]);
		MusicSelect++;
		TR0 = 0;
		Delay(5);
		TR0 = 1;
		}else{
			TR0 = 0;
		while(1);
	}
	}
		
	}


void Timer0_Routine() interrupt 1
{
if(FreqTable[FreqSelect]){
	TL0 = FreqTable[FreqSelect] % 256;		//设置定时初始值
	TH0 = FreqTable[FreqSelect] / 256;	
	Buzzer =! Buzzer; // 响
}
		
	}

运行结果

蜂鸣器《孤勇者》

        好了，对于蜂鸣器的知识就介绍到这了，如有错误还望及时指出。

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