STC学习：可同步显示歌词的ABC英文歌

程序设计目标及程序运行效果说明
程序设计目标：通过按下按键key1来控制音乐播放以及数码管的歌词显示。
程序运行效果说明：按下按键key1，此时播放音乐《I can say ABC》并显示歌词；再次按下key1键可以暂停播放音乐。

程序相关电路及原理说明
1.原理说明
本实验板采用的是无源蜂鸣器，相比与有源蜂鸣器，无源蜂鸣器的优点在于价格便宜，可以通过控制其振动频率来改变发出的声音，因此，无源蜂鸣器可以用于音乐的播放。而有源蜂鸣器的优点在于使用简单，不需要编写“乐谱”。本实验板使用的无源蜂鸣器是电磁式蜂鸣器，电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，接收到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。

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，如图即是低5S0，0x21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。程序烧入单片机后，需要按下按键key1才会进行演奏。相比基础篇则添加了歌词数码管同步显示功能。

注：因使用数码管显示歌词着实有些勉强，有些字母很难在数码管上面显示，如“M”等，这个实验主要的学习重点在于歌词的同步显示和歌曲的数字编排（即由简谱变成音乐代码）。 ABC英文歌字母数码管显示对应符号表（A-Z）已另外做成文档，请见文档“ABC英文歌字母数码管显示对应符号表（A-Z）”。

2.程序相关电路
（1）无源蜂鸣器电路原理图

（2）按键控制电路

芯片相关引脚：Beep——P3^4；

代码如下：

#include "STC15F2K60S2.H"
#define uint unsigned int                 //宏定义
#define uchar unsigned char
sbit led_sel=P2^3;                      //数码管与发光二极管选通引脚
sbit sel0=P2^0;                             //SEL0、SEL1、SEL2组合为位选信息，0-7
sbit sel1=P2^1;
sbit sel2=P2^2;
sbit beep=P3^4;                             //蜂鸣器引脚
sbit key1=P3^2;                             //定义按键1
sbit key2=P3^3;                             //定义按键2
uchar timeh,timel;        //定义定时器的重装值
uchar flag;               //所选择点亮的数码管0-7标志位
bit zanting;              //播放或暂停标志位
uchar jindu=0;           //music数组中指向的位置
uchar geci[]={0x77,0x7f,0x39,0x00,0x6f,0x7b};                   //显示开机画面的数码管段码 ABC ge
uchar geci1[]={0x77,0x7f,0x39,0x3f,0x79,0x71,0x3d,0x40};        //显示A-G的数码管段码 ABCDEFG-
uchar geci2[]={0x76,0x06,0x1e,0xf6,0x38,0x4f,0x37,0x40};       //显示H-N的数码管段码  HIJKLMN-
uchar geci3[]={0x3f,0x73,0xbf,0x40,0xf7,0x6d,0x07,0x40};       //显示O-T的数码管段码  OPQ-RST-
uchar geci4[]={0x62,0x3e,0xf9,0x40,0xf6,0xe6,0xdb,0x40};       //显示U-Z的数码管段码  UVW-XYZ-
uchar geci5[]={0xf6,0xe6,0xdb,0x80,0x37,0x3f,0xf9,0x00};        //XYZ,Now
uchar geci51[]={0xe6,0x3f,0x62,0x00,0x6d,0x79,0x79,0x00};      //you see
uchar geci6[]={0x0f,0x39,0x77,0x37,0x00,0x6d,0x77,0xe6};        //I can say
uchar geci61[]={0x77,0x7f,0x39,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00};       // ABC
uchar weixuan[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07};     //位选码
uchar code music[] ={    //音乐代码，歌曲为《I can say ABC》，格式为: 音符, 节拍, 音符, 节拍,
0x11,0x10,0x21,0x10,     //音符的十位代表是低八度，中八度还是高八度，1代表低八度，2代表中八度，3代表高八度
0x25,0x10,0x25,0x10,     //个位代表简谱的音符，例如0x15代表低八度的S0，0x21代表中八度的DO。
0x26,0x10,0x26,0x10,     //节拍则是代表音长，例如：0x10代表一拍，0x20代表两拍，0x05代表1/2拍
0x25,0x10,0x25,0x10,  //16
0x24,0x10,0x14,0x10,
0x23,0x10,0x13,0x10,
0x22,0x10,0x22,0x10,
0x21,0x10,0x21,0x10,  //32
0x25,0x10,0x25,0x10,
0x24,0x10,0x24,0x20,
0x23,0x10,0x23,0x10,
0x22,0x10,0x22,0x10,  //48
0x25,0x10,0x25,0x10,
0x24,0x10,0x24,0x20,
0x23,0x10,0x23,0x10,
0x22,0x10,0x22,0x10,  //64
0x21,0x10,0x21,0x10,
0x25,0x10,0x25,0x10,  //72
0x26,0x10,0x26,0x10,
0x25,0x10,0x25,0x10,  //80
0x24,0x10,0x24,0x10,
0x23,0x10,0x23,0x10,  //88
0x22,0x10,0x22,0x10,
0x21,0x10,0x21,0x20,  //96
0x00,0x00
};
uchar code quzi[] ={     //此数组数据为各个音符在定时器中的重装值，第一列是高位，第二列是低位
0xf8,0x8c,    //低八度，低1
0xf9,0x5b,
0xfa,0x15,    //低3
0xfa,0x67,
0xfb,0x04,    //低5
0xfb,0x90,
0xfc,0x0c,    //低7
0xfc,0x44,    //中央C调
0xfc,0xac,    //中2
0xfd,0x09,
0xfd,0x34,    //中4
0xfd,0x82,
0xfd,0xc8,    //中6
0xfe,0x06,
0xfe,0x22,    //高八度，高1
0xfe,0x56,
0xfe,0x6e,    //高3
0xfe,0x9a,
0xfe,0xc1,    //高5
0xfe,0xe4,
0xff,0x03     //高7
};
void delay(unsigned int xms)
{uint i,j;                         for(i=xms;i>0;i--)for(j=124;j>0;j--);
}
//功能描述：在quzi数组中，找到music数组定义的简谱音符的重装值，并返回其在quzi数组中的位置
//入口参数：tem：music数组中定义的简谱音符
//出口参数：返回的是tem音符在quzi数组中的位置值
uchar quyin(uchar tem)
{uchar qudiao,jp,weizhi;          //定义曲调，音符和位置qudiao=tem/16;                  //高4位是曲调值jp=tem%16;                    //低4位是音符if(qudiao==1)                 //当曲调值为1时，即是低八度，低八度在quzi数组中基址为0qudiao=0;else if(qudiao==2)             //当曲调值为2时，即是中八度，中八度在quzi数组中基址为14qudiao=14;else if(qudiao==3)           //当曲调值为3时，即是高八度，高八度在quzi数组中，基址为28qudiao=28;weizhi=qudiao+(jp-1)*2;          //通过基址加上音符作为偏移量，即可定位此音符在quzi数组中的位置return weizhi;                 //返回这一个位置值
}
void playmusic()//播放音乐
{uchar p,m,tem;   //m为节拍   while(1)   {   if(zanting==1)          //播放或暂停控制{p=music[jindu];if(p==0x00)         //如果碰到结束符,延时1秒,回到开始再来一遍 {jindu=0;delay(1000);break;}        else if(p==0xff)   //若碰到休止符,延时100ms,继续取下一音符{jindu++;           delay(100);TR0=0;          //关定时器0break;}      else               //正常情况下取音符和节拍 {tem=quyin(music[jindu]);     //取出当前音符在quzi数组中的位置值timeh=quzi[tem];           //把音符相应的计时器重装载值赋予timeh和timeltimel=quzi[tem+1];jindu++;TH0=timeh;                   //把timeh和timel赋予计时器TL0=timel;m=music[jindu];                   //取得节拍jindu++;}             TR0=1;                    //开定时器0    delay(m*180);             //等待节拍完成, 通过P3^4口输出音频    TR0=0;                    //关定时器0   beep=0;                        //将beep置0，以保护蜂鸣器        }}
}
//系统初始化，功能是配置IO口
void init_sys()
{P0M0=0xff;                    //设置推挽模式P0M1=0x00;P2M0=0x08;P2M1=0x00;P3M0=0x10;P3M1=0x00;
}
//定时器初始化
void init()
{TMOD=0x01;                     //设置定时器0，工作方式1，16位手动重装初值；设置定时器1，工作方式0，16位自动重装初值TH0=0xD8;                    //设置定时器0初值TL0=0xEF;TH1=(65536-1000)/256;      //设置定时器1初值TL1=(65536-1000)%256;EA=1;                      //打开总中断ET0=1;                      //打开定时器0中断ET1=1;                       //打开定时器1中断TR0=0;                       //定时器0暂时不启动TR1=1;                      //启动定时器1   EX0=1;                      //启动外部中断0                       zanting=0;                     //播放或暂停标志位赋初值beep=0;                       //将beep置0，以保护蜂鸣器
}
void main()
{init_sys();                              //系统初始化init();P0=0x00;                             key1=1;flag=0;while(1)playmusic();           //进入播放音乐函数
}
//定时器0中断处理，重新装值，并把beep值取反，产生方波
void tim1()interrupt 1                      //计时器控制频率
{TH0=timeh;                                //中断后重赋初值TL0=timel;beep=~beep;                            //中断beep翻转产生方波，使得蜂鸣器发声
}
//按下按键1的外部中断，对标志位取反，功能是暂停和播放音乐
void exint0()interrupt 0
{if(key1==0){     delay(10);if(key1==0)zanting=~zanting;}
}
//定时器1中断处理，用作数码管显示歌词。
void timer1()interrupt 3                   //把显示程序提到定时器1中断服务程序
{flag++;if(flag==8)flag=0;P0=0;P2=weixuan[flag];if(jindu==0)                        //通过判断播放时的jindu进而控制此时的歌词显示{                                     //此时为零时，显示“ABC ge”switch(flag){case 0:P0=geci[0];break;case 1:P0=geci[1];break;case 2:P0=geci[2];break;case 4:P0=geci[4];break;case 5:P0=geci[5];break;default:P0=geci[3];break;}}else if(jindu<16){                    //此时进度为0-15之间，显示“ABCDEFG-”switch(flag){case 0:P0=geci1[0];break;case 1:P0=geci1[1];break;case 2:P0=geci1[2];break;case 3:P0=geci1[3];break;case 4:P0=geci1[4];break;case 5:P0=geci1[5];break;case 6:P0=geci1[6];break;default:P0=geci1[7];break;}}else if(jindu<32){                   //此时进度为16-31之间，显示“HIJKLMN-”switch(flag){case 0:P0=geci2[0];break; case 1:P0=geci2[1];break; case 2:P0=geci2[2];break; case 3:P0=geci2[3];break; case 4:P0=geci2[4];break; case 5:P0=geci2[5];break; case 6:P0=geci2[6];break; default:P0=geci2[7];break; }}else if(jindu<48){                     //此时进度为32-47之间，显示“OPQ- RST-”switch(flag){case 0:P0=geci3[0];break; case 1:P0=geci3[1];break; case 2:P0=geci3[2];break;case 3:P0=geci3[3];break;case 4:P0=geci3[4];break;case 5:P0=geci3[5];break;case 6:P0=geci3[6];break;default:P0=geci3[7];break;}}else if(jindu<64){                      //此时进度为48-63之间，显示“UVW- XYZ-”switch(flag){case 0:P0=geci4[0];break; case 1:P0=geci4[1];break; case 2:P0=geci4[2];break; case 3:P0=geci4[3];break; case 4:P0=geci4[4];break; case 5:P0=geci4[5];break; case 6:P0=geci4[6];break; default:P0=geci4[7];break; }}else if(jindu<72){                   //此时进度为64-71之间，显示“XYZ- NOW”switch(flag){case 0:P0=geci5[0];break;case 1:P0=geci5[1];break;case 2:P0=geci5[2];break;case 3:P0=geci5[3];break;case 4:P0=geci5[4];break;case 5:P0=geci5[5];break;case 6:P0=geci5[6];break;default:P0=geci5[7];break;}}else if(jindu<80){                    //此时进度为72-79之间，显示“YOU SEE ”switch(flag){case 0:P0=geci51[0];break; case 1:P0=geci51[1];break; case 2:P0=geci51[2];break; case 3:P0=geci51[3];break; case 4:P0=geci51[4];break; case 5:P0=geci51[5];break; case 6:P0=geci51[6];break; default:P0=geci51[7];break; }}else if(jindu<88){                 //此时进度为80-87之间，显示“ICAN SAY”switch(flag){case 0:P0=geci6[0];break;case 1:P0=geci6[1];break;case 2:P0=geci6[2];break;case 3:P0=geci6[3];break;case 4:P0=geci6[4];break;case 5:P0=geci6[5];break;case 6:P0=geci6[6];break;default:P0=geci6[7];break;}}else if(jindu<96){                 //此时进度为88-95之间，显示“ABC”switch(flag){case 0:P0=geci61[0];break; case 1:P0=geci61[1];break; case 2:P0=geci61[2];break; case 3:P0=geci61[3];break; case 4:P0=geci61[4];break; case 5:P0=geci61[5];break; case 6:P0=geci61[6];break; default:P0=geci61[7];break; }}
}

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