單片機音樂中音調和節拍的確定方法:調號-音樂上指用以確定樂曲主音高度的符號。很明顯一個八度就有12個半音。A、B、C、D、E、F、G。經過聲學家的研究,全世界都用這些字母來表示固定的音高。比如,A這個音,標準的音高為每秒鐘振動440周。 升C調:1=#C,也就是降D調:1=BD;277(頻率)升D調:1=#D,也就是降E調:1=BE;311升F調:1=#F,也就是降G調:1=BG;369升G調:1=#G,也就是降A調:1=BA;415升A調:1=#A,也就是降B調:1=BB。466,C 262 #C277 D 294 #D(bE)311 E 330 F 349 #F369 G 392 #G415A 440. #A466 B 494 所謂1=A,就是說,這首歌曲的“導”要唱得同A一樣高,人們也把這首歌曲叫做A調歌曲,或叫“唱A調”。1=C,就是說,這首歌曲的“導”要唱得同C一樣高,或者說“這歌曲唱C調”。同樣是“導”,不同的調唱起來的高低是不一樣的。各調的對應的標準頻率為: 單片機演奏音樂時音調和節拍的確定方法 經常看到一些剛學單片機的朋友對單片機演奏音樂比較有興趣,本人也曾是這樣。在此,本人將就這方面的知識做一些簡介,但愿能對單片機演奏音樂比較有興趣而又不知其解的朋友能有所啟迪。 一般說來,單片機演奏音樂基本都是單音頻率,它不包含相應幅度的諧波頻率,也就是說不能象電子琴那樣能奏出多種音色的聲音。因此單片機奏樂只需弄清楚兩個概念即可,也就是“音調”和“節拍”。音調表示一個音符唱多高的頻率,節拍表示一個音符唱多長的時間。 在音樂中所謂“音調”,其實就是我們常說的“音高”。在音樂中常把中央C上方的A音定為標準音高,其頻率f=440Hz。當兩個聲音信號的頻率相差一倍時,也即f2=2f1時,則稱f2比f1高一個倍頻程, 在音樂中1(do)與 ,2(來)與 ……正好相差一個倍頻程,在音樂學中稱它相差一個八度音。在一個八度音內,有12個半音。以1—i八音區為例, 12個半音是:1—#1、#1—2、2—#2、#2—3、3—4、4—#4,#4—5、5一#5、#5—6、6—#6、#6—7、7—i。這12個音階的分度基本上是以對數關系來劃分的。如果我們只要知道了這十二個音符的音高,也就是其基本音調的頻率,我們就可根據倍頻程的關系得到其他音符基本音調的頻率。 知道了一個音符的頻率后,怎樣讓單片機發出相應頻率的聲音呢?一般說來,常采用的方法就是通過單片機的定時器定時中斷,將單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反,或者說來回清零,置位,從而讓蜂鳴器發出聲音,為了讓單片機發出不同頻率的聲音,我們只需將定時器予置不同的定時值就可實現。那么怎樣確定一個頻率所對應的定時器的定時值呢?以標準音高A為例: A的頻率f = 440 Hz,其對應的周期為:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 由上圖可知,單片機上對應蜂鳴器的I/O口來回取反的時間應為:t = T/2 = 2272/2 = 1136μs這個時間t也就是單片機上定時器應有的中斷觸發時間。一般情況下,單片機奏樂時,其定時器為工作方式1,它以振蕩器的十二分頻信號為計數脈沖。設振蕩器頻率為f0,則定時器的予置初值由下式來確定: t = 12 *(TALL – THL)/ f0 式中TALL = 216 = 65536,THL為定時器待確定的計數初值。因此定時器的高低計數器的初值為: TH = THL / 256 = ( TALL – t* f0/12) / 256 TL = THL % 256 = ( TALL – t* f0/12) %256 將t=1136μs代入上面兩式(注意:計算時應將時間和頻率的單位換算一致),即可求出標準音高A在單片機晶振頻率f0=12Mhz,定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值為 : TH440Hz = (65536 – 1136 * 12/12) /256 = FBH TL440Hz = (65536 – 1136 * 12/12)%256 = 90H根據上面的求解方法,我們就可求出其他音調相應的計數器的予置初值。 音符的節拍我們可以舉例來說明。在一張樂譜中,我們經常會看到這樣的表達式,如1=C 、1=G …… 等等,這里1=C,1=G表示樂譜的曲調,和我們前面所談的音調有很大的關聯, 、 就是用來表示節拍的。以 為例加以說明,它表示樂譜中以四分音符為節拍,每一小結有三拍。比如: 其中1 、2 為一拍,3、4、5為一拍,6為一拍共三拍。1 、2的時長為四分音符的一半,即為八分音符長,3、4的時長為八分音符的一半,即為十六分音符長,5的時長為四分音符的一半,即為八分音符長,6的時長為四分音符長。那么一拍到底該唱多長呢?一般說來,如果樂曲沒有特殊說明,一拍的時長大約為400—500ms 。我們以一拍的時長為400ms為例,則當以四分音符為節拍時,四分音符的時長就為400ms,八分音符的時長就為200ms,十六分音符的時長就為100ms??梢?,在單片機上控制一個音符唱多長可采用循環延時的方法來實現。首先,我們確定一個基本時長的延時程序,比如說以十六分音符的時長為基本延時時間,那么,對于一個音符,如果它為十六分音符,則只需調用一次延時程序,如果它為八分音符,則只需調用二次延時程序,如果它為四分音符,則只需調用四次延時程序,依次類推。通過上面關于一個音符音調和節拍的確定方法,我們就可以在單片機上實現演奏音樂了。具體的實現方法為:將樂譜中的每個音符的音調及節拍變換成相應的音調參數和節拍參數,將他們做成數據表格,存放在存儲器中,通過程序取出一個音符的相關參數,播放該音符,該音符唱完后,接著取出下一個音符的相關參數……,如此直到播放完畢最后一個音符,根據需要也可循環不停地播放整個樂曲。另外,對于樂曲中的休止符,一般將其音調參數設為FFH,FFH,其節拍參數與其他音符的節拍參數確定方法一致,樂曲結束用節拍參數為00H來表示。下面給出部分音符(三個八度音)的頻率以及以單片機晶振頻率f0=12Mhz,定時器在工作方式1下的定時器高低計數器的予置初值 : C調音符 頻率Hz 262 277 293 311 329 349 370 392 415 440 466 494TH/TL F88B F8F2 F95B F9B7 FA14 FA66 FAB9 FB03 FB4A FB8F FBCF FC0BC調音符 1 1# 2 2# 3 4 4# 5 5# 6 6# 7頻率Hz 523 553 586 621 658 697 739 783 830 879 931 987TH/TL FC43 FC78 FCAB FCDB FD08 FD33 FD5B FD81 FDA5 FDC7 FDE7 FE05C調音符 頻率Hz 1045 1106 1171 1241 1316 1393 1476 1563 1658 1755 1860 1971TH/TL FB21 FE3C FE55 FE6D FE84 FE99 FEAD FEC0 FE02 FEE3 FEF3 FF02
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單片機系統軟件抗干擾方法:在提高硬件系統抗干擾能力的同時,軟件抗干擾以其設計靈活、節省硬件資源、可靠性好越來越受到重視。下面以MCS-51單片機系統為例,對微機系統軟件抗干擾方法進行研究。1、軟件抗干擾方法的研究在工程實踐中,軟件抗干擾研究的內容主要是: 消除模擬輸入信號的嗓聲(如數字濾波技術); 程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。本文針對后者提出了幾種有效的軟件抗干擾方法。1.1 指令冗余CPU取指令過程是先取操作碼,再取操作數。當PC受干擾出現錯誤,程序便脫離正常軌道“亂飛”,當亂飛到某雙字節指令,若取指令時刻落在操作數上,誤將操作數當作操作碼,程序將出錯。若“飛”到了三字節指令,出錯機率更大。在關鍵地方人為插入一些單字節指令,或將有效單字節指令重寫稱為指令冗余。通常是在雙字節指令和三字節指令后插入兩個字節以上的NOP。這樣即使亂飛程序飛到操作數上,由于空操作指令NOP的存在,避免了后面的指令被當作操作數執行,程序自動納入正軌。此外,對系統流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入兩條NOP,也可將亂飛程序納入正軌,確保這些重要指令的執行。1.2 攔截技術所謂攔截,是指將亂飛的程序引向指定位置,再進行出錯處理。通常用軟件陷阱來攔截亂飛的程序。因此先要合理設計陷阱,其次要將陷阱安排在適當的位置。1.2.1 軟件陷阱的設計當亂飛程序進入非程序區,冗余指令便無法起作用。通過軟件陷阱,攔截亂飛程序,將其引向指定位置,再進行出錯處理。軟件陷阱是指用來將捕獲的亂飛程序引向復位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序區填入以下指令作為軟件陷阱:
上傳時間: 2013-10-29
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MCS51系列單片機軟件控制復位的可靠方法:文章指出了一種廣泛流傳的誤解:在MCS-51系列單片機中,只要用指令使程序從起始地址開始執行,就可以復位單片機,擺脫干擾。通過實驗,揭示了軟件控制復位的可靠方法。有的單片機(如8098)有專門的復位指令,某些增強型MCS-51系統單片機雖然沒有復位指令,但片內集成了WATCHDOG電路,故抗干擾也不成問題。而普及型MCS-51系列單片機(如8031和8032)既然無復位指令,又不帶硬件WATCHDOS,如果沒有外接硬件WATCHDOG電路,就必須采用軟件抗干擾技術。常用的軟件抗干擾技術有:軟件陷阱、指令冗余、軟件WATCHDOG等,它們的作用是在系統受干擾時能及時發現,再用軟件的方法使系統復位。所謂軟件復位就是用一系列指令來模仿復位操作,這就是MCS-51系列單片機所特有的軟件復位技術?,F用一簡單的實驗說明。接于P1.0的發光二極管LED0用來表示主程序的工作情況,接于P1.1的發光二極管LED1用于表示低級中斷子程序的工作情況,接于P1.2的發光二極管LED2用來表示高級中斷子程序的工作情況,接于P3.2口的按鈕用來設立干擾標志,程序檢測到干擾標志后故意進入死循環或掉進陷井,模仿受干擾的情況,從而檢驗各種復位方法的實際效果。實驗初始化程序如下:
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本文介紹了一種PWM模塊單片機的步進電機細分驅動方法。
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18-2. D/A轉換器基本知識18-3. 光導智能小車硬件實現18-4. ADC0832基本應用方法18-5. 光導智能小車軟件實現A/D轉換器的主要技術指標分辨率 使輸出數字量變化一個相鄰數碼所需輸入模擬電壓的變化量。常 用二進制的位數表示。 例如:12位ADC的分辨率就是12位,一個10V滿刻度的12位ADC能分辨 輸入電壓變化最小是: 10V×1/212=2.4mV量化誤差 ADC把模擬量變為數字量,用數字量近似表示模擬量,這個過程稱為量化。量化誤差是ADC的有限位數對模擬量進行量化而引起的誤差。A/D轉換器的主要技術指標偏移誤差 指輸入信號為零時,輸出信號不為零的值,所以有時又稱為零值誤差。滿刻度誤差 滿刻度誤差又稱為增益誤差。指滿刻度輸出數碼所對應的實際輸入電壓與理想輸入電壓之差。線性度 線性度有時又稱為非線性度,指轉換器實際的轉換特性與理想直線的最大偏差。A/D轉換器的主要技術指標絕對精度 在一個轉換器中,任何數碼所對應的實際模擬量輸入與理論模擬輸入之差的最大值,稱為絕對精度。對于ADC而言,可以在每一個階梯的水平中點進行測量,它包括了所有的誤差。轉換速率 指ADC能夠重復進行數據轉換的速度,即每秒轉換的次數。而完成一次A/D轉換所需的時間(包括穩定時間),則是轉換速率的倒數。
上傳時間: 2013-11-25
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提出了一種改進的LSM-ALSM子空間模式識別方法,將LSM的旋轉策略引入ALSM,使子空間之間互不關聯的情況得到改善,提高了ALSM對相似樣本的區分能力。討論中以性能函數代替經驗函數來確定拒識規則的參數,實現了識別率、誤識率與拒識率之間的最佳平衡;通過對有限字符集的實驗結果表明,LSM-ALSM算法有效地改善了分類器的識別率和可靠性。關 鍵 詞 學習子空間; 性能函數; 散布矩陣; 最小描述長度在子空間模式識別方法中,一個線性子空間代表一個模式類別,該子空間由反映類別本質的一組特征矢量張成,分類器根據輸入樣本在各子空間上的投影長度將其歸為相應的類別。典型的子空間算法有以下三種[1, 2]:CLAFIC(Class-feature Information Compression)算法以相關矩陣的部分特征向量來構造子空間,實現了特征信息的壓縮,但對樣本的利用為一次性,不能根據分類結果進行調整和學習,對樣本信息的利用不充分;學習子空間方法(Leaning Subspace Method, LSM)通過旋轉子空間來拉大樣本所屬類別與最近鄰類別的距離,以此提高分類能力,但對樣本的訓練順序敏感,同一樣本訓練的順序不同對子空間構造的影響就不同;平均學習子空間算法(Averaged Learning Subspace Method, ALSM)是在迭代訓練過程中,用錯誤分類的樣本去調整散布矩陣,訓練結果與樣本輸入順序無關,所有樣本平均參與訓練,其不足之處是各模式的子空間之間相互獨立。針對以上問題,本文提出一種改進的子空間模式識別方法。子空間模式識別的基本原理1.1 子空間的分類規則子空間模式識別方法的每一類別由一個子空間表示,子空間分類器的基本分類規則是按矢量在各子空間上的投影長度大小,將樣本歸類到最大長度所對應的類別,在類x()iω的子空間上投影長度的平方為()211,2,,()argmax()jMTkkjpg===Σx (1)式中 函數稱為分類函數;為子空間基矢量。兩類的分類情況如圖1所示。
上傳時間: 2013-12-25
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摘 要:單片機多機通訊一般采用串行總線方式,但在通訊距離短,通訊數據量大,通訊速率高的場合也會用到多機并行通訊。本文介紹一種采用簡單邏輯電路實現單片機多機并行通訊的方法。關鍵詞:并行通訊,三態緩沖寄存器,雙端口存儲器,總線隔離1、 簡介本文介紹的單片機多機并行通訊系統,使用89C51作為主機,多片89C2051作為從機。(89C2051為20腳300MIL封裝,帶有2K FLASH E2PROM的單片機,除了少了兩個并口外,具備MCS-51系列單片機所有功能。因為其體積小,功能強,必將在單片機應用領域內廣泛使用)。這種并行通訊方法適用于在多站點,多層次的檢測和控制系統中充當通信控制器的角色;也適合于用作單片機串行口擴充電路。
上傳時間: 2013-10-31
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PLC 以 其 可靠性高、抗干擾能力強、配套齊全、功能完善、適應性強等特點,廣泛應用于各種控制領域。PLC作為通用工業控制計算機,是面向工礦企業的工控設備,使用梯形圖符號進行編程,與繼電器電路相當接近,被廣大工程技術人員接受。但是在實際應用中,如何編程能夠提高PLC程序運行速度是一個值得我們思考研究的問題。1 PLC工作原理PLC 與 計 算機的工作原理基本相同,即在系統程序的管理下,通過運行應用程序完成用戶任務。但兩者的工作方式有所不同。計算機一般采用等待命令的工作方式,而PLC在確定了工作任務并裝人了專用程序后成為一種專用機,它采用循環掃描工作方式,系統工作任務管理及應用程序執行都是用循環掃描方式完成的。PLC 有 兩 種基本的工作狀態,即運行(RUN)與停止(STOP)狀態。在這兩種狀態下,PLC的掃描過程及所要完成的任務是不盡相同的,如圖1所示。 PLC在RUN工作狀態時,執行一次掃描操作所的時間稱為掃描周期,其典型值通常為1一100nis,不同PLC廠家的產品則略有不同。掃描周期由內部處理時間、輸A/ 輸出處理執行時間、指令執行時間等三部分組成。通常在一個掃描過程中,執行指令的時間占了絕大部分,而執行指令的時間與用戶程序的長短有關。用戶 程 序 是根據控制要求由用戶編制,由許多條PLC指令所組成。不同的指令所對應的程序步不同,以三菱FX2N系列的PLC為例,PLC對每一個程序步操作處理時間為:基本指令占0.741s/步,功能指令占幾百微米/步。完成一個控制任務可以有多種編制程序的方法,因此,選擇合理、巧妙的編程方法既可以大大提高程序運行速度,又可以保證可靠性。 提高PLC程序運行速度的幾種編程方法2.1 用數據傳送給位元件組合的方法來控制輸出在 PL C應 用編程中,最后都會有一段輸出控制程序,一般都是用邏輯取及輸出指令來編寫,如圖2所示。在圖2所示的程序中,邏輯取的程序步為1,輸出的程序步為2,執行上述程序共需3個程序步。通常情況下,PLC要控制的輸出都不會是少量的,比如,有8個輸出,在條件滿足時要同時輸出。此時,執行圖2所示的程序共需17個程序步。若我們通過位元件的組合并采用數據傳送的方法來完成圖2所示的程序,就會大大減少程序步驟。在三 菱 PLC中,只處理ON/OFF狀態的元件(如X,Y,M和S),稱為位元件。但將位元件組合起來也可以處理數據。位元件組合由Kn加首元件號來表示。位元件每4bit為一組組合成單元。如KYO中的n是組數,當n=1時,K,Yo 對應的是Y3一Yo。當n二2時,KZYo對應的是Y7一Yo。通過位元件組合,就可以用處理數據的方式來處理位元件,圖2程序所示的功能可用圖3所示的傳送數據的方式來完成。
上傳時間: 2013-11-11
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提出了一種在TI公司高性能數字信號處理器TMS320DM3730上進行H.264編碼器(即x264編碼器)移植與優化的方法,詳細描述了在CCS4.2開發平臺上進行x264編碼器移植工作的基本原理和需要注意的問題。為了提高編碼速度,針對DM3730處理器的結構特點,對x264編碼器進行了優化,主要方法包括編譯器優化、內存優化、C語言代碼優化及匯編代碼優化。對x264編碼器進行的CIF格式編碼測試結果表明,在均值信噪比略微降低的前提下,編碼速度得到了顯著提高,因此獲得了更優的編碼效率。
上傳時間: 2013-10-30
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簡要介紹了DSP的發展歷程、技術應用、基本特點以及在我國市場的前景情況,并詳細闡述了DSP結構的主要特點和基本功能,介紹了DSP的工作原理和運算方法,對DSP的數值計算測試方法進行了深入的研究和探索,著重論述了DSP的數值表示方法、核心運算功能測試算法以及各種復雜指令的應用,對測試過程中主要的關鍵和難點進行闡述。
上傳時間: 2013-10-31
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