写在前面：
由于时间的不足与学习的碎片化，写博客变得有些奢侈。
但是对于记录学习（忘了以后能快速复习）的渴望一天天变得强烈。
既然如此
不如以天为单位，以时间为顺序，仅仅将博客当做一个知识学习的目录，记录笔者认为最通俗、最有帮助的资料，并尽量总结几句话指明本质，以便于日后搜索起来更加容易。
标题的结构如下：“类型”：“知识点”——“简短的解释”
部分内容由于保密协议无法上传。
点击此处进入学习日记的总目录
2023.4.22
- 一、51：蜂鸣器
- 二、51：按键控制蜂鸣器发声时间
- 三、51：蜂鸣器唱歌——天空之城
一、51：蜂鸣器
-
蜂鸣器介绍
-
驱动电路
-
ULN2003
-
音符对照频率
-
常见乐谱
二、51：按键控制蜂鸣器发声时间
- 寻找引脚，很显然是
P25
- 编写延时函数
为了实现震荡，首先编写一个延时函数，保证定时震荡
/*** @brief 蜂鸣器私有延时函数，延时500us* @param 无* @retval 无*/
void Buzzer_Delay500us() //@12.000MHz
{unsigned char i;_nop_();i = 247;while (--i);
}
- 编写发声函数
让蜂鸣器在规定时间内发声
//蜂鸣器端口：
sbit Buzzer=P2^5;/*** @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();}
}
在 Buzzer_Time 函数中，有一个循环语句 for(i=0;i<ms*2;i++)。这个循环的目的是让蜂鸣器在指定的时长内产生一系列的脉冲。
当调用 Buzzer_Time(1000) 时，参数 ms 的值为 1000，表示要让蜂鸣器响 1000 毫秒（1秒）的时间。
在循环中，i 的初始值为 0，每次循环结束后 i 增加 1。由于循环条件是 i<ms*2，也就是 i<2000，所以这个循环将会执行 2000次。
在循环体内部，首先会对蜂鸣器状态进行取反，然后调用Buzzer_Delay500us()函数延时约为 500 微秒。因此，每次循环会产生一次蜂鸣器的状态变化和延时，持续约为 500 微秒。
总共有 2000 次循环，所以总的延时时间为 2000 * 500 微秒 = 1000 毫秒（1秒）。
三、51：蜂鸣器唱歌——天空之城
- 自动重装载值（
TH0，TL0）计算
在8051系列微控制器中，定时器0的自动重装载值（Auto-Reload Value）用于设置定时器的计时初值。定时器0是一个8位定时器，其计时范围为0到255。当定时器0计数器达到255时，会自动将计数器重置为自动重装载值，并触发定时器0溢出中断。
计算自动重装载值（TH0，TL0）的方法取决于所需的定时周期和时钟频率。下面是一个示例计算步骤：- 确定所需的定时周期。假设我们希望定时器0每1毫秒触发一次中断。
- 确定系统的时钟频率。假设系统的时钟频率为12.000MHz。
- 计算定时器的计数周期。由于定时器0是一个8位定时器，它可以计数的最大值为255。因此，定时器的计数周期为256。
- 计算所需的计数值。要实现1毫秒的定时周期，需要确定每个计数周期的时间。根据时钟频率和计数周期，可以计算出每个计数周期的时间（以秒为单位）。
- 计数周期时间 = 1 / (时钟频率 / 计数周期) = 1 / (12.000MHz / 256) ≈ 21.33纳秒
注意：以上计算假设时钟频率和计数周期的单位相同，如均为Hz或均为MHz。
- 计算自动重装载值。根据所需的定时周期，可以计算出需要多少个计数周期才能达到该定时周期。然后，将计数周期数减去1，得到自动重装载值。根据上面的例子，每毫秒需要多少个计数周期：
计数周期数 = (1毫秒 / 计数周期时间) = (1毫秒 / 21.33纳秒) ≈ 46882个计数周期
自动重装载值 = 计数周期数 - 1 ≈ 46882 - 1 = 46881
- 因为定时器0是一个8位定时器，所以自动重装载值需要分为高8位（TH0）和低8位（TL0）。
TH0 = 自动重装载值 / 256 = 46881 / 256 ≈ 183
TL0 = 自动重装载值 % 256 = 46881 % 256 = 105
这样，将TH0设置为183，TL0设置为105，定时器0将每1毫秒触发一次中断。
- 计算各频率重装载值
//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//索引与频率对照表
unsigned int FreqTable[]={0,63628,63731,63835,63928,64021,64103,64185,64260,64331,64400,64463,64528, //低频64580,64633,64684,64732,64777,64820,64860,64898,64934,64968,65000,65030, //中频65058,65085,65110,65134,65157,65178,65198,65217,65235,65252,65268,65283, //高频
};
- 编写 定时器0初始化函数
Timer0Init()
/*** @brief 定时器0初始化，1毫秒@12.000MHz* @param 无* @retval 无*/
void Timer0Init(void)
{TMOD &= 0xF0; // 设置定时器模式TMOD |= 0x01; // 设置定时器模式TL0 = 0x18; // 设置定时初值TH0 = 0xFC; // 设置定时初值TF0 = 0; // 清除TF0标志TR0 = 1; // 定时器0开始计时ET0 = 1; // 允许定时器0中断EA = 1; // 允许总中断PT0 = 0; // 设置定时器0中断优先级
}
TMOD &= 0xF0;和TMOD |= 0x01;：对定时器模式寄存器 TMOD 进行设置，保留高4位的原值，并将低4位设置为 0x01，表示将定时器0设置为 16位工作模式。TL0 = 0x18;和TH0 = 0xFC;：分别设置 Timer0 的低字节和高字节的初始值，用于定时器的计时。这些值根据具体的时钟频率和所需的定时周期进行设置。（因为后面会设置，所以此处初始化不存在影响）TF0 = 0;：清除 Timer0 溢出标志，确保 Timer0 中断开始时不会立即触发。TR0 = 1;：启动定时器0，开始计时。ET0 = 1;：允许定时器0中断，使得当定时器0溢出时可以触发中断服务函数。EA = 1;：允许总中断，使得系统能够响应所有中断请求。PT0 = 0;：设置定时器0中断的优先级为最低优先级。
这个函数的目的是将定时器0设置为一个 1 毫秒的定时器，在12.000MHz的时钟频率下工作。通过设置相应的寄存器值和使能中断，可以让定时器0每隔1毫秒触发一次中断，从而执行相应的中断服务函数。
- 编写 Timer0 中断的处理函数
void Timer0_Routine() interrupt 1
{if (FreqTable[FreqSelect]) // 如果不是休止符{/* 取对应频率值的重装载值到定时器 */TL0 = FreqTable[FreqSelect] % 256; // 设置定时初值TH0 = FreqTable[FreqSelect] / 256; // 设置定时初值Buzzer = !Buzzer; // 翻转蜂鸣器IO口}
}
void Timer0_Routine() interrupt 1：定义了一个中断服务函数Timer0_Routine()，其中interrupt 1表示这个函数是针对中断号 1 的处理函数。if (FreqTable[FreqSelect])：检查FreqTable[FreqSelect]的值是否非零，判断是否为休止符（停止蜂鸣器发声）。TL0 = FreqTable[FreqSelect] % 256;和TH0 = FreqTable[FreqSelect] / 256;：将FreqTable[FreqSelect]的值分别赋值给 TL0 和 TH0 寄存器，以设置定时器的计时初值。其中%表示取余操作，/表示整数除法。Buzzer = !Buzzer;：通过对Buzzer变量进行逻辑取反操作，翻转蜂鸣器的 I/O 口状态。这样可以在定时器中断中控制蜂鸣器的开关，实现发声效果。
该中断服务函数根据 FreqTable[FreqSelect] 的值来控制蜂鸣器的频率和发声，当 FreqTable[FreqSelect] 不为零时，定时器的初值被设置为对应的频率值，同时蜂鸣器的 I/O 口状态被翻转，从而控制蜂鸣器的发声和停止。具体的频率和频率表的定义和赋值在代码中并未给出，你可以根据具体的需求自行添加或修改相应的代码。
- 编写
main函数
//播放速度，值为四分音符的时长(ms)
#define SPEED 500unsigned char FreqSelect,MusicSelect;void main()
{Timer0Init();while(1){if(Music[MusicSelect]!=0xFF) //如果不是停止标志位{FreqSelect=Music[MusicSelect]; //选择音符对应的频率MusicSelect++;Delay(SPEED/4*Music[MusicSelect]); //选择音符对应的时值MusicSelect++;TR0=0;Delay(5); //音符间短暂停顿TR0=1;}else //如果是停止标志位{TR0=0;while(1);}}
}
在这段代码中，main()函数是程序的主要入口点。以下是main()函数的解释：
- 首先调用
Timer0Init()函数进行定时器0的初始化，该函数会设置定时器0的模式、初值和使能定时器0的中断。 - 进入一个无限循环（
while(1)），用于不断地处理音乐的播放。 - 在循环中，首先判断当前乐谱位置是否为终止标志（
Music[MusicSelect] != 0xFF）。如果不是终止标志，说明还有音符需要播放。 - 获取当前音符对应的频率值，通过读取
Music数组中的值（FreqSelect = Music[MusicSelect]）。然后递增MusicSelect的值，用于指向这一个音符的持续时间。 - 使用延迟函数（
Delay(SPEED/4*Music[MusicSelect])）来延迟一段时间，时长为当前音符的时值乘以播放速度。这个延迟函数是根据乐谱中音符的时值来控制音符的持续时间。 - 在播放一个音符之前，先停止定时器0（
TR0 = 0），然后进行一个短暂的停顿（Delay(5)），再重新启动定时器0（TR0 = 1）。这样可以在音符之间产生一个短暂的停顿，以区分不同音符。 - 如果当前乐谱位置是终止标志，表示音乐播放完毕，这时停止定时器0（
TR0 = 0），然后进入一个无限循环（while(1)），程序会一直停在这个循环中。
通过以上步骤，main()函数实现了根据乐谱数组中的音符和时值控制蜂鸣器的播放。不断循环播放乐谱中的音符，直到遇到终止标志为止。
- 定义乐谱即可
这里放一首天空之城
//乐谱
unsigned char code Music[]={//音符,时值,//1P, 4,P, 4,P, 4,M6, 2,M7, 2,H1, 4+2,M7, 2,H1, 4,H3, 4,M7, 4+4+4,M3, 2,M3, 2,//2M6, 4+2,M5, 2,M6, 4,H1, 4,M5, 4+4+4,M3, 4,M4, 4+2,M3, 2,M4, 4,H1, 4,//3M3, 4+4,P, 2,H1, 2,H1, 2,H1, 2,M7, 4+2,M4_,2,M4_,4,M7, 4,M7, 8,P, 4,M6, 2,M7, 2,//4H1, 4+2,M7, 2,H1, 4,H3, 4,M7, 4+4+4,M3, 2,M3, 2,M6, 4+2,M5, 2,M6, 4,H1, 4,//5M5, 4+4+4,M2, 2,M3, 2,M4, 4,H1, 2,M7, 2+2,H1, 2+4,H2, 2,H2, 2,H3, 2,H1, 2+4+4,//6H1, 2,M7, 2,M6, 2,M6, 2,M7, 4,M5_,4,M6, 4+4+4,H1, 2,H2, 2,H3, 4+2,H2, 2,H3, 4,H5, 4,//7H2, 4+4+4,M5, 2,M5, 2,H1, 4+2,M7, 2,H1, 4,H3, 4,H3, 4+4+4+4,//8M6, 2,M7, 2,H1, 4,M7, 4,H2, 2,H2, 2,H1, 4+2,M5, 2+4+4,H4, 4,H3, 4,H3, 4,H1, 4,//9H3, 4+4+4,H3, 4,H6, 4+4,H5, 4,H5, 4,H3, 2,H2, 2,H1, 4+4,P, 2,H1, 2,//10H2, 4,H1, 2,H2, 2,H2, 4,H5, 4,H3, 4+4+4,H3, 4,H6, 4+4,H5, 4+4,//11H3, 2,H2, 2,H1, 4+4,P, 2,H1, 2,H2, 4,H1, 2,H2, 2+4,M7, 4,M6, 4+4+4,P, 4,0xFF //终止标志
};
