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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、用话形容澳门
用话形容澳门
1、澳门在一天天不断长靓，当然，这与澳门的褐色海水是分不开的。
澳门天然著名景观黑色沙滩便是因海水形成，因为水中的一些矿物质与营养渗入沙滩，便让金灿灿的沙滩成为黑色。
若把脚伸入海水中，享受海的冲激，躺在软绵绵的沙滩上，眺望天空、海鸥，必定觉得非常悠然、舒畅。
此时，澳门的美又是多么和谐、多么质朴呀！使我忽然觉得因为有大海，才勾勒、渲染出的可爱的澳门。
2、翩翩时光中荡来的一叶舟，轻缀着葡国遗留的风情，披一袭东方赌城的豪奢与迷蒙，缓缓而来，溅一帘的欣喜。
世界，因一朵别致芳香的莲而璀璨，这有着东方蒙特卡罗之称的澳门，在四百年错综斑斓的中西文化调色板上明亮着、旋转着，万般魅惑着世人的眼眸。
总面积仅32.8平方公里，却是全球人口密度最高的地方。
一介特区，独有的魅在于中西方文相糅合的情致里，山山水水经久的氤氲在一片古老的土地上。
3、澳门人的.包容性很强，接纳包容各国文化、各种宗教，大家和谐相处，各不干涉，这优点被报章提得最多。
我想葡萄牙人不像英国人那么强势，他们租借了弹丸之地，且历来澳门本土的汉文化就很强，哪国都拗不过汉族，于是中西交融，向来就“和而不同”。
在澳门街头，常常张贴着告示“某佛学大师将于莲峰寺讲学，请大家依时参加”之类，佛教、道教、天主、基督各有各的街头拉客，相安无事。
走着走着，有教士过来叫你信耶稣，有尼姑派平安符给你。翻开主流报纸，整版的色情广告与艳照。啊！那就是澳门的多元化。
4、在澳门生活多年，早已走遍了这个小城的山水、街巷，大炮台的沧桑，石仔路的谐趣，葡人旧居的落寞，皆能引发我别样的兴味，但最能令我从尘世的烦嚣中超脱出来而尽一时悠游之乐的则是黑沙滩，这个处在澳门的最远端，永远以宽阔的胸襟涵纳晨风夕月、潮涨潮落的去处。
像是上苍的有心安排，衔接于澳门城区与黑沙滩之间的是一条数里长的林中路，虽然只有数里长，但对澳门这个方圆不过几十平方公里的小城来说，已足够漫长，漫长的有如一段被遗忘的时光，又如一种巧妙的过渡，不经意间，将红尘男女导入了灵魂得以澡雪的胜境。
5、澳门，你这灿烂明丽的港湾，多少个不眠之夜，隔岸望着你那盏盏渔火，叶叶扁舟；烟幕重重，难锁相思梦。
曾几何时，你蒙上了漫天黑雾，你曾坠入长梦不醒的迷途，你的沉雾几时消？长梦几时醒？历史追溯到400多年前，当时名叫“濠镜澳”的澳门有400多人定居。
葡萄牙殖民主义者于1553年来到澳门，声称“借块地方晒东西”而上了岸。对于善良的中国人来说，这“一晒”就是400多年。
多少风雨把两地分隔，相思了400年，梦牵魂绕的祖国，血溶于水的亲情却难以割舍。
用话形容澳门
澳门是一个美丽的地方，宛若花园城市。
澳门的美丽使它成为一个旅游胜地。
特别是澳门开埠四百余年来，中西文化交汇互相渗透，形成了颇具特色的市井风情，丰富了澳门的自然和人文旅游资源。
澳门有居民45万人，但每年到澳门来的游客竟有800多万人。
澳门优美的自然景色和独特的人文景观吸引着不同肤色、不同面孔的人。
澳门半岛狭小，地势跌宕。
东望洋山、西望洋山、柿山、莲峰山、螺丝山、青洲山等，风貌各异，成了澳门名胜风景点。
柿山曾被澳葡辟为炮台，于1616年改建而成，筑有坚实石墙，仿如欧洲古堡，气势雄伟，现多门古炮仍在，登临眺望，可俯览全澳风光。
澳门的建筑，东西参混，千姿百态，有中式的古宅大院，也有西式洋楼；有明、清的古庙，也有欧陆式的古雅教堂。
现如今又增加了不少气宇轩昂的现代高楼大厦，古今中外之房屋建筑，无不具备，别具情调。
作为离岛的凼仔、路环两岛，过去发展较为缓慢，但随着澳凼大桥、友谊大桥和路凼连贯公路的建成，两个离岛近年也热闹起来。
尤其是凼仔岛，新楼矗立，不仅有国际机场、更有大学、酒店、赛马场及各色住宅等。
路环岛山野清幽，田畴村舍分布各处，具田园风光和郊区野趣。
近年来，有关方面在凼仔、路环山野开辟了步行径，沿径而行，既可锻炼身体，又可欣赏路凼风光，令人心旷神怡，是澳门居民和游客郊游的好方式、好去处。
澳门风景优美，环境幽静，旅游资源丰富，可供居民和游客游览、休闲之地众多。
1992年，澳门8个社团联合发起评选，从澳门43个旅游景点中选出了名为“镜海长虹”、“妈阁紫烟”、“三巴圣迹”、“普济寻幽”、“灯塔松涛”、“庐园探胜”、“龙环葡韵”、“黑沙踏浪”的“澳门八景”，广为推介，以推广旅游事业，吸引更多的游客。
澳凼大桥该桥落成于1974年10月，连引桥全长3400米横跨澳门半岛和凼仔岛之间的海面，桥的设计独特，线条流畅，引桥平直主桥部分有较大弧度，犹如长虹卧波，给古老的澳门平添现代气息和磅礴气势。
入夜后，桥灯亮起，如连串珍珠，璀璨夺目，无论春夏秋冬，澳凼大桥都以它宏伟的身姿，成为澳门的一道靓丽的风景线，成为澳门快速发展的标志。
澳凼大桥为“澳门八景”之一。
1994年4月，澳凼之间又建起第二座跨海大桥“友谊大桥”，该桥连引桥全长4414米，为波浪形斜拉钢索大桥，雄伟中更见柔美流畅。
澳门的公园不但数量很多，而且各具特色，成为澳门这个大花园里的“园中之园”。
澳门的公园主要有：白鸽巢公园、卢廉若公园、二龙喉公园、石排湾郊野公园、黑沙公园、南湾公园、澳门海洋公园、竹湾公园等。
白鸽巢公园又称贾梅士公园，以纪念400多年前来澳的葡萄牙诗人贾梅士。
贾梅士曾在园中石洞隐居并完成了葡国著名史诗《葡国魂》。
用话形容澳门
1、去三都澳的路上，窗外的风景实在是美不胜收，山连着山，细雨飘飘，烟雾缭绕，云在半山腰游动，树木庄稼郁郁葱葱，没有秋的感觉，完全是春的气息，用春意盎然再确切不过了。这种美，不是简单的具象的美，更有一种抽象的美，非得你身临其境地去感受不可。
2、三都澳历史悠久、弛名海外，是闽东沿海的“出入门户，五邑咽喉”。三都澳的风景更是闻名遐迩、举世无双，让人流连忘返。三都澳的美，不比泰山的雄伟壮丽，不比西湖的雕琢粉饰，而是一种自然的美、朴素的美。
3、三都澳这美景，是无声的；这美景，是阔大的；这美景，是沁人心脾的，是浸染人心的。我的元神已经与这大自然的美景融为一体了；我的元神已经遨游于这大自然中。
4、初到三都澳，给我的第一印象就是“浩瀚”。看，那一望无际的海面在阳光的照射下，显得波光粼粼，起伏的微波，犹如一缕缕湛蓝的绸带随风飘拂。在那714平方公里的海域内，大大小小的岛屿、礁石星罗棋布，
5、三都澳最引人注目的是螺壳岩。这块礁石形似螺壳。“螺壳”内被奔腾不息的微波冲刷着，长年累月的就露出一个庞大的窟窿，造就了这块形象逼真的螺壳岩。历经数百年，任凭风吹雨打依然如故，堪称三都澳一大奇观。
6、走进三都澳，云在山中绕，天与山相接，树叶上甘露，欲滴而未滴，空旷而宁静，淡雅而悠闲。此景，怎能不与云为伴？此情，还管它世间喧嚣？此情此景，怎能不吟诗赋词？我要在雨中前行，与云为伴，与花私语……
7、我们到了海边，我迫不及待地蹦下车。我们坐上了一艘快艇，快艇飞驰在辽阔的大海，只见海面上白浪翻滚，浪花一朵接着一朵，像许多调皮的小朋友在水里嬉戏。向远处望去，隐约看见几艘大船在航行，还有一些海鸥在天空中飞翔。
8、我的思想遨游于三都澳这美妙的大自然中。空旷的山，蒙蒙的雨，飘荡的云，娇嫩的草，还有我思想的野马在另一个时空中任意驰骋，时间是静止的，空间是无限的大，舒心而自由。
9、我站在窗着，置身三都澳，近看三都澳，远眺三都澳，领略三都澳的美景。我为三都澳的美倾倒!我惊诧于三都澳的美!
10、我惊诧于三都澳的美。那天晴空万里，碧波荡漾，海是蓝的，天也是蓝的，水天相接，仿佛另一个世界似的。今天雨刚停，海面上还有雾气，所有的船只都已经靠岸，海岛若隐若现，有一种朦胧美。
11、三都澳的美是抽象的。没有置身其中，你无法感受三都澳的美，不是文人墨客能轻易描写出来的，那是一般风景区具象的美而已。你非得身临其境去感受不可，只有你亲身走进三都澳，你才知道三都澳的美究竟美在哪里。
12、三都澳的美是历史的。三都澳是天然深水良港，十九世纪末，英、美、法、德等十几个国家在这里有领事馆、办事处或公司，“美孚石油”就是从这里进出。以至于许多欧美民众，知三都澳，而不知福建，甚至不知中国。
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