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1、基于proteus的51单片机开发实例（3）--简易电子琴
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。
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。 视频加载中... 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。 做为一个新手，在挑选茶具套装的时候重在实惠实用。价格不要选择太贵的，因为一开始并不熟练，在泡茶的过程，你免不了会磕磕碰碰，把茶具打碎也是再 正常不过的。另外，这个时候，你对于如何保养茶具并不是很清楚，买得太贵，着实是浪费。所以还是等到你学的差不多了，能应对自如时，才去考虑价格昂贵的茶具，前期重在实用。 茶具，按其狭义的范围是指茶杯、茶壶、茶碗、茶盏、茶碟、茶盘等饮茶用具。我国的茶具，种类繁多，造型优美，除实用价值外，也有颇高的艺术价值，因而驰名中外，为历代饮茶爱好者所青睐。由于制作材料和产地不同而分陶土茶具、瓷器茶具、漆器茶具、玻璃茶具、金属茶具和竹木茶具等几大类。 茶具材料多种多样，造型千姿百态，纹饰百花齐放。究竟如何选用，这要根据各地的饮茶风俗习惯和饮茶者对茶具的审美情趣，以及品饮的茶类和环境而定。 如东北、华北一带，多数都用较大的瓷壶泡茶，然后斟入瓷碗饮用。江苏、浙江一带除用紫砂壶外，一般习惯用有盖瓷杯，直接泡饮。在城市也有用玻璃杯直接泡茶的.。四川一带则喜用瓷制的“盖碗杯”饮茶，即口大底小的有盖小花碗，下有一小茶托。 如果品饮的是名优绿茶，那么最适宜用玻璃杯冲泡，可以看到茶叶和水的交融，别有情趣。在用玻璃杯冲泡名优绿茶时，还需要根据茶的品种和茶叶的重量 选择冲泡方法。 紫砂壶因其较好的透气性和保温作用，特别适宜冲泡乌龙茶和普洱茶。再有，品饮绿茶类名茶或其他细嫩绿茶，茶杯均宜小不宜大，用大杯则水量 多、热量大，茶叶容易被“烫熟”，对茶汤的色、香、味会有一定影响。 茶与茶具的关系甚为密切，好茶必须用好茶具泡饮，才能相得益彰。茶具的优劣，对茶汤质量和品饮者的心情，都会产生直接影响。一般来说，现在通行的各类茶具中以瓷器茶具、陶器茶具最好，玻璃茶具次之，搪瓷茶具再次之。因为瓷器传热不快，保温适中，与茶不会发生化学反应，沏茶能获得较好的色香味; 而且造型美观，装饰精巧，具有艺术欣赏价值。陶器茶具，造型雅致，色泽古朴，特别是宜兴紫砂为陶中珍品，用来沏茶，香味醇和，汤色澄清，保温性好，即使夏天茶汤也不易变质。 白瓷茶具以色白如玉而得名。其产地甚多，有江西景德镇、湖南醴陵、四川大邑、河北唐山、安徽祁门等。其中以江西景德镇的产品最为著名。白瓷，早在唐代就有“假玉器”之称。北宋时，景德窑生产的瓷器，质薄光润，白里泛青，雅致悦目，并有影青刻花、印花和褐色点彩装饰。到元代发展了青花瓷茶具，幽靓典雅，不仅受到国内人们的珍爱，而且还远销海外。 今天市面上流行的景德镇白瓷青花茶具，在继承传统工艺的基础上，又开发创制出许多新品种，无论是茶壶还是茶杯、茶盘，从造型到图饰，都体现出浓郁的民族风格和现代东方气派。景瓷是当今最为普及的茶具之一。 一、茶具套装简介 茶具套装——泡茶器：泡茶器的定义是只要能泡出茶来的器具，分别是茶壶、盖碗等。 茶具套装——煮水器：铁壶、泥壶、炉等。 茶具套装——茶叶罐：材质有陶瓷、玻璃、金属，其中密封保鲜效果最好当属金属纯锡制茶叶罐。 茶具套装——茶海：又称茶盅或公道杯。形状似无柄的敞口茶壶。因乌龙茶的冲泡非常讲究时间，就是几秒十几秒之差，也会使得茶汤质量大大改变。 茶具套装——茶虑：过滤茶叶罐碎末的器皿。 茶具套装——茶盘：又称茶船就是盛放茶壶、茶杯、茶道组、茶宠乃至茶食的浅底器皿;它可以很大，也可以很小，形状可方可圆或作扇形。 茶具套装——茶道配件：茶夹、茶刀、茶荷、茶针等，统称茶道六君子，组合方式可以根据需求不同，做不同搭配。 茶具套装——辅助用具：茶洗、杯托、茶席、壶承、茶巾。 二、茶具的挑选 瓷器茶具的品种很多，其中主要的有：青瓷茶具、白瓷茶具、黑瓷茶具和彩瓷具。这些茶具在中国茶文化发展史上，都曾有过辉煌的一页。茶具在中国源远流长的茶文化中是点睛之品，在爱茶之友眼中更是一种艺术。那么如何挑选茶具呢? 1、美感。双龙戏珠陶瓷茶具 茶壶是自己使用的，所以在选择茶壶的造型及外观方面。只要依个人喜好、个人感受选择便可，最重要是自己看得舒服满意。 2、质地。 泡茶用的壶，一般是以砂为主，因为砂器具吸水性且不透光，外型较瓷器浑亲和，在上面提款也别具韵味，所以大致上砂壶比瓷壶受欢迎。至于茶壶的质地，主要是以胎骨坚、色泽润为佳。 3、壶味。 在选购新壶时，应嗅一嗅壶中味，新壶有些也许会略带瓦味，这倒还可选用，但若带火烧味或其它杂味，如油味或人工着色味则不足取了。 4、精密。 壶的精密度是指壶盖与壶身的紧密程度，密合度愈高愈好，否则茗香散漫。 做为一个新手，在挑选茶具套装的时候重在实惠实用。价格不要选择太贵的，因为一开始并不熟练，在泡茶的过程，你免不了会磕磕碰碰，把茶具打碎也是再 正常不过的。另外，这个时候，你对于如何保养茶具并不是很清楚，买得太贵，着实是浪费。所以还是等到你学的差不多了，能应对自如时，才去考虑价格昂贵的茶具，前期重在实用。 茶具，按其狭义的范围是指茶杯、茶壶、茶碗、茶盏、茶碟、茶盘等饮茶用具。我国的茶具，种类繁多，造型优美，除实用价值外，也有颇高的艺术价值，因而驰名中外，为历代饮茶爱好者所青睐。由于制作材料和产地不同而分陶土茶具、瓷器茶具、漆器茶具、玻璃茶具、金属茶具和竹木茶具等几大类。 茶具材料多种多样，造型千姿百态，纹饰百花齐放。究竟如何选用，这要根据各地的饮茶风俗习惯和饮茶者对茶具的审美情趣，以及品饮的茶类和环境而定。 如东北、华北一带，多数都用较大的瓷壶泡茶，然后斟入瓷碗饮用。江苏、浙江一带除用紫砂壶外，一般习惯用有盖瓷杯，直接泡饮。在城市也有用玻璃杯直接泡茶的.。四川一带则喜用瓷制的“盖碗杯”饮茶，即口大底小的有盖小花碗，下有一小茶托。 如果品饮的是名优绿茶，那么最适宜用玻璃杯冲泡，可以看到茶叶和水的交融，别有情趣。在用玻璃杯冲泡名优绿茶时，还需要根据茶的品种和茶叶的重量 选择冲泡方法。 紫砂壶因其较好的透气性和保温作用，特别适宜冲泡乌龙茶和普洱茶。再有，品饮绿茶类名茶或其他细嫩绿茶，茶杯均宜小不宜大，用大杯则水量 多、热量大，茶叶容易被“烫熟”，对茶汤的色、香、味会有一定影响。 茶与茶具的关系甚为密切，好茶必须用好茶具泡饮，才能相得益彰。茶具的优劣，对茶汤质量和品饮者的心情，都会产生直接影响。一般来说，现在通行的各类茶具中以瓷器茶具、陶器茶具最好，玻璃茶具次之，搪瓷茶具再次之。因为瓷器传热不快，保温适中，与茶不会发生化学反应，沏茶能获得较好的色香味; 而且造型美观，装饰精巧，具有艺术欣赏价值。陶器茶具，造型雅致，色泽古朴，特别是宜兴紫砂为陶中珍品，用来沏茶，香味醇和，汤色澄清，保温性好，即使夏天茶汤也不易变质。 白瓷茶具以色白如玉而得名。其产地甚多，有江西景德镇、湖南醴陵、四川大邑、河北唐山、安徽祁门等。其中以江西景德镇的产品最为著名。白瓷，早在唐代就有“假玉器”之称。北宋时，景德窑生产的瓷器，质薄光润，白里泛青，雅致悦目，并有影青刻花、印花和褐色点彩装饰。到元代发展了青花瓷茶具，幽靓典雅，不仅受到国内人们的珍爱，而且还远销海外。 今天市面上流行的景德镇白瓷青花茶具，在继承传统工艺的基础上，又开发创制出许多新品种，无论是茶壶还是茶杯、茶盘，从造型到图饰，都体现出浓郁的民族风格和现代东方气派。景瓷是当今最为普及的茶具之一。 本文关键词：如何选茶具套装的好坏，茶具套装有哪些东西，哪种茶具套装比较好，怎么选茶具套装，如何选茶具套装尺寸。这就是关于《如何选茶具套装，茶具整套装介绍套装（基于proteus的51单片机开发实例）》的所有内容，希望对您能有所帮助！#include1.6. 实例仿真
1.7. 总结
2、如何选茶具套装
如何选茶具套装
如何选茶具套装
如何选茶具套装
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