Đồ Án Dùng Vi Xử Lý 89c51 Để Phát Nhiều Bài Nhạc Đơn Âm (Kèm chương trình)

rất ít người nghĩ đến một ứng dụng hơi lạ đó là dùng vi xử lý để PHÁTNHẠC đơn âm và cao hơn nữa có thể phát được nhạc có lời từ USB hay thẻ nhớ.Do thời gian có hạn, nên chúng em chỉ dừng

Xưa nay, cứ hể nói đến vi xử lý hẳn chúng ta ai cũng hình dung đó lànhững mạch điện với rất nhiều LED, động cơ, ma trận phím hay ma trận LED,LCD… rất ít người nghĩ đến một ứng dụng hơi lạ đó là dùng vi xử lý để PHÁTNHẠC đơn âm và cao hơn nữa có thể phát được nhạc có lời từ USB hay thẻ nhớ.

Do thời gian có hạn, nên chúng em chỉ dừng lại ở một ứng dụng nhỏ của

89C51, một ứng dụng khá độc đáo: DÙNG VI XỬ LÝ 89C51 ĐỂ PHÁT NHIỀU BÀI NHẠC ĐƠN ÂM.

Chúng ta có thể sử dụng ứng dụng này để kết hợp với các ứng dụng khác như:

 Kết hợp với cảm biến… ta sẽ được mạch chống trộm với âm thanh báođộng là tiếng nhạc hay tiếng hú……

 Làm một cây đàn organ với đầy đủ các nốt nhạc

Do thời gian có hạn nên chúng em chỉ dừng lại ở việc phát những bài nhạc đơn

âm Nếu có điều kiện sẽ hoàn thiện hơn

CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ÂM

THANH VÀ NỐT NHẠC:

ÂM THANH:

Khái niệm chung về âm thanh

Âm thanh là do vật thể rung động, phát ra tiếng và lan truyền đi trong không khí

I – NGUỒN GỐC ÂM THANH:

Lấy tay bật vào dây đàn, dây đàn rung lên và phát ra tiếng Tiếng đàn ngândài, cho đến khi dây đàn hết rung thì âm thanh cũng tắt Nếu ta gõ trống, mặt trốngrung lên và cũng phát ra tiếng Lấy tay sờ vào màng một cái loa đang kêu thì tay tacảm thấy màng loa đang rung động

Như vậy ta có thể kết luận: Âm thanh là do vật thể rung động, phát ra

tiếng và lan truyền đi trong không khí Sở dĩ tai ta nghe được âm thanh là nhờ ởmàng nhĩ Màng nhĩ nối liền với hệ thống thần kinh

Không khí là môi trường truyền dẫn âm thanh

Âm thanh cũng truyền lan được trong các chất khí, chất lỏng, chất rắn,nhng không truyền lan được trong khoảng chân không

Một số chất truyền dẫn âm rất kém Các chất dẫn âm kém thờng là loạimềm, xếp như bông, dạ, cỏ khô… gọi là chất hút âm Các chất này được dùng lóttường các rạp hát, các phòng cách âm … để hút âm, giảm tiếng vang

Vận tốc truyền lan của âm thanh phụ thuộc vào môi trường truyền âm Thí

dụ trong không khí là 340m/s, trong nước là 1.480m/s, trong sắt là 5.000m/s

Trong hành trình truyền lan, nếu gặp phải các vật chướng ngại như tường,núi đá, hàng cây … thì phần lớn năng lượng của âm thanh sẽ bị phản xạ trở lại,một phần nhỏ tiếp tục truyền lan về phía trước Còn một phần nhỏ nữa của nănglượng âm thanh bị cọ sát với vật chướng ngại, biến thành nhiệt năng tiêu tán đi

II – ĐẶC TÍNH CỦA ÂM THANH:

Âm thanh được đặc trưng bằng các đặc tính chính như sau:

Dải tần số 16Hz đến 20.000Hz gọi là siêu âm

Dòng điện có tần số trong khoảng 16Hz đến 20.000 Hz gọi là dòng điện

âm tần

Trong dải âm tần, người ta chia ra:

 Tiếng trầm từ 16 đến 300Hz,

 Tiếng vừa (tiếng trung) từ 300 đến 3000Hz,

 Tiếng bổng (hay tiếng thanh) 3000Hz đến 20.000Hz

 Tiếng nói của người thường có tần số từ 80Hz đến 8000Hz

 Các nốt nhạc ở bát độ thứ ba có tần số: đồ: 262 Hz, rê: 294 Hz, mi:

300 Hz, pha: 349 Hz, son: 392 Hz, la: 440Hz, si: 494 Hz

2 – Công suất âm thanh:

Công suất âm thanh là năng lượng âm thanh đi qua một diện tích S trongmột thời gian giây

Công suất âm thanh P có thể tính bằng công thức: P = psv.

Trong đó p là thanh áp, v là tốc độ dao động của một phần tử không khí tại

đó và S là diện tích Công suất âm thanh tính theo oát (W)

Sau đây là công suất âm thanh của một số nguồn âm:

 Máy bay phản lực: 10.000W, búa máy: 1W, ô tô vận tải phóng nhanh:0,12W, nói chuyện bình thờng: 0,0003W

3 – Cường độ âm thanh:

Cường độ âm thanh là công suất âm thanh đi qua một đơn vị diện tích là1cm2 I =pv

Ba đại lượng áp suất âm thanh, công suất âm thanh, cường độ âm thanh gắn

liền với nhau: P = IS – pvs Cả ba đều biểu thị độ lớn nhỏ của âm thanh Âm

thanh có năng lượng càng lớn thì công suất, cường độ và áp suất của âm thanhcàng lớn

III –SỰ THỤ CẢM CỦA TAI NGƯỜI ĐỐI VỚI ÂM THANH:

Người bình thường có thể nghe được âm thanh trong dải tần số từ 20Hz đến15.000 Hz Có người nghe được các âm thanh có tần số cao hơn, có người lại chỉnghe được các tần số thấp hơn Người già nghe tiếng thanh kém hơn ngời trẻ Người ta có thể phân biệt được khoảng 130 mức thanh áp khác nhau, mỗi mứccách nhau 1dB Tai người nghe nhậy với các tần số trong khoảng 500Hz đến5000Hz Ở khoảng tần số này chỉ cần nguồn âm thanh có thanh áp nhỏ, nghe cũng

rõ không kém gì ở các khoảng tần số cao hay thấp có thanh áp lớn …

Hình biểu thị phạm vi nghe được của tai người Các đường cong trên là cácđường đẳng âm, biểu thị mức nghe to bằng nhau Có các đường đẳng âm O phôn,

20 phôn… 120 phôn Phôn là đơn vị đo độ to nhỏ của âm thanh thông qua độnhạy chủ quan của tai ngời

Khu vực giới hạn bằng đường gạch đứt quãng là khu vực âm thanh thườnggặp nhất Các đường này đều võng xuống ở khoảng giữa, còn ở hai đầu thì nâng

lên Ta thấy tuy mức thanh áp có khác nhau khá nhiều, nhưng tần số âm thanh khác nhau thì tai ta lại nghe to như nhau Chẳng hạn, ở tần số 1000 Hz

có mức thanh áp 40 dB cũng nghe to như tần số 70Hz có thanh áp 70dB và tần số3000Hz có thanh áp 35dB

Tai người còn có thể phân biệt được các âm sắc khác nhau.

Âm sắc là sắc thái riêng của âm thanh, giúp ta phân biệt được các nguồn âm khácnhau Hai loại nhạc cụ cùng dạo một bản nhạc như nhau, nhưng nghe khác nhau,

vì âm sắc khác nhau Hai âm phức có âm cơ bản giống nhau về tần số và biên độ,nhưng hai âm có tần số và biên độ khác nhau … nên có âm sắc khác nhau

Tai người lại có khả năng ưu tiên nghe rõ các tiếng mà mình nghe quen.Chẳng hạn người Việt Nam nghe tiếng Việt khi thuyết minh phim, rõ hơn tiếngngoại quốc Người ta còn có thể xác định được hướng âm thanh truyền tới, nhờ cóhai tai Vì vậy ta có thể nghe được âm thanh lập thể

CÁC BƯỚC CHUẨN BỊ LẬP

TRÌNH 89C51

1 Dạng sóng của nốt nhạc:

 Mỗi nốt nhạc có một tần số riêng, do đó chu kỳ T cũng khác nhau

 Dựa vào chu kỳ T, ta sẽ viết chương trình tạo ra các dạng xung có Ttương ứng

 Bảng giá trị tần số các nốt nhạc nằm ở phần dưới

2 Sử dụng phần mềm Excell để tính toán các giá trị:

 ½ chu kỳ xung (us): 1 1 *10 (us)6

Txung

nop ;1usnop ;1usnop ;1usdjnz r0,loop ;2usret ;2us

GIẢN ĐỒ THỜI GIAN CỦA HÀM DELAY TRÊN

2us (số hàm nop+2us)*bienlap 2us

Từ giản đồ thời gian trên, ta thấy:

tổng thời gian delay = 2us + (số hàm nop + 2us) * bienlap + 2us

Vậy số hàm nop phải viết là:

số hàm nop:sohamnop tongthoigiandelay 4 2*bienlap

Ta nhận thấy _32 có thời gian trễ nhỏ nhất, ta sẽ lấy nó làm thời gian chuẩn

chung của tất cả các nốt nhạc (trường độ mỗi nốt = 0.0625s)

Giã sử ta muốn trường độ một nốt bất kỳ là _1 thì ta sẽ cho gọi nốt đó 32 lần.

 Tính biến lặng: (bl)

tổng thời gian delay

Tương tự trường độ, lặng cũng có từ _1, _2……_,32 Ta lấy _32 làm chuẩn

nên cần tạo thời gian delay là: 0.0625s

Để nâng cao tính chính xác của hàm lang, ta nhận thấy:

Mỗi vòng lặp của nhãn llang: sẽ dư ra 13us (do thời gian để thực hiện các câu

lệnh như mov (1us), setb (1us) , clr(1us), djnz (2us)……) nên ta chọn thời gian

jnb tf0,$

clr tf0clr tr0djnz r4,llangret

Từ các giá trị trong bảng Excell, ta bắt đầu viết chương trình:

btd equ 22h ;bien truong do

bl equ 23h ;bien lang

mov btd,#01h

;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;BO BEN LA;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

;;;;;;;;;;;BAI XIN LAM NGUOI HAT RONG;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;

mov btd,#_16 ;16a2 suot

call a_2

call b_2 ;16b2, doi

mov btd,#_4 ;4e2, xin

call e_2

mov btd,#_8 ;8b2, lamcall b_2

call a_2 ; 8a2, nguoimov btd,#_4

call a_2 ;4a2, hat

mov btd,#_8 ;8d3, rongcall d_3

mov btd,#_4 ;4b2, chi

call b_2

mov btd,#_8 ;8g2, mong call g_2

call a_2 ;8a2, doi

call e_2 ;8e2, khongcall g_2 ;8g2, chemov btd,#_16 ;16a2, trach call a_2

call a_1t ;8#a1

call a_1 ;8a1

mov btd,#_8 ;8g1

call g_1

call a_1 ;8a1

call a_1t ;8#a1call c_2 ;8c2

call c_2 ;8c2

call c_2 ;8c2

mov btd,#_4 ;4#a1call a_1

mov btd,#_4 ;4d2

call d_2

call d_2 ;4d2

call d_2t ;4#d2call c_2 ;4c2

call a_1 ;4a1

call a_1t ;4#a1

;******************CHUONG TRINH CON CAC NOT*************

c_1: ;not do ;1911us bienlap=191

b_2: ;not si ;506us bienlap=51

d_3: ;not re ;426us bienlap=43

f_3: ;not pha ;358us bienlap=36