Mạch phát nhạc đơn âm sử dụng 8051 kèm file mô phỏng code

Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm LỜI NÓI ĐÂU Ngày nay cùng với sự phát triển của nhân loại. Khoa học kĩ thuật phát triển rất mạnh. Đánh dấu sự phát triển của một nền văn minh mới, nến văn minh của khoa học trí tuệ nhân tạo ra đời và rất nhiều sản phẩm của công nghệ này được ứng dụng vào thực tế cuộc sống hàng ngày. ngành điện tử đã tạo ra nhiều bước đột phá mới mẽ cho các ngành kinh tế khác mà còn đảm bảo được yêu cầu của người dùng cả về chất lượng và dịch vụ. Vì vậy, kiến thức về kỹ thuật số, vi điều khiển là không thể thiếu đối với mỗi sinh viên, nhất là sinh viên ngành điện tử. Để đáp ứng nhóm em chọn đề tài “ Mạch phát nhạc đơn âm “ cho môn học. Sau một thời gian tìm hiểu các tài liệu với đề tài đã chọn đã được hoàn thành với nội dung gồm 3 chương như sau: CHƯƠNG 1 : CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ÂM THANH NỐT NHẠC VÀ GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CƠ BẢN CHƯƠNG 2 :GIỚI THIỆU VỀ IC 89C51 CHƯƠNG 3 :MẠCH PHÁT NHẠC ĐƠN ÂM Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Trung Tín, người đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian em thực hiện đề tài này. Mặc dù đã cố gằng rất nhiều trong thời gian hoàn thành đề tài này, nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên đề tài này chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè để đề tài này được hoàn thiện hơn. SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 1 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm MỤC LỤC SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 2 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm DANH MỤC HÌNH SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 3 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ ÂM THANH NỐT NHẠC VÀ GIỚI THIỆU CÁC LINH KIỆN CƠ BẢN 1.1 Khái niệm chung về âm thanh Âm thanh là do vật thể rung động, phát ra tiếng và lan truyền đi trong không khí. 1.2 Nguồn gốc âm thanh Lấy tay bật vào dây đàn, dây đàn rung lên và phát ra tiếng. Tiếng đàn ngân dài, cho đến khi dây đàn hết rung thì âm thanh cũng tắt. Nếu ta gõ trống, mặt trống rung lên và cũng phát ra tiếng. Lấy tay sờ vào màng một cái loa đang kêu thì tay ta cảm 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 ở màng 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 loại mềm, xếp như bông, dạ, cỏ khô… gọi là chất hút âm. Các chất này được dùng lót tường 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 năng lượng âm thanh bị cọ sát với vật chướng ngại, biến thành nhiệt năng tiêu tán đi. 1.3 Đặc tính của âm thanh Tần số: Khi ta gẩy nốt mi của đàn thì dây sẽ rung 330 lần trong một giây. Ta gọi tần số của âm mi là 330 Héc (Hz).Tần số biểu thị độ cao của âm thanh: tiếng trầm có tần số thấp tiếng bổng có tần số cao. Tai người có thể nghe thấy được các tần số thấp tới 16Hz và tần số cao tới 20.000Hz.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: SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 4 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm • 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. 1.4 Loa Hình 1.1 Hình dáng bên ngoài của loa Hình 1.2 Cấu tạo bên trong của loa Loa là dụng cụ điện thanh có tác dụng biến đổi năng lượng điện âm tần thành năng lượng âm thanh. Loa hoạt động dựa trên nguyên tắc một cuộn dây đặt trong một từ trường mạnh của nam châm. Khi có dòng điện âm tần chạy qua, cuộn dây sẽ dao động. Do cuộn dây được nối với màng loa nên các dao động này được truyền ra không khí, tác động vào người nghe. Dù thuộc thể loại nào thì loa cũng phải có một bộ phận quan trọng gọi là màng rung (hoặc màng loa). Màng rung là nơi âm thanh được phát ra để đến với tai người nghe. Tuỳ từng loại loa khác nhau mà nguyên lý làm rung màng rung là khác nhau. Đa số các loa màng rung được gắn với một cuộn dây, cuộn dây này được định vị trong khe hẹp có từ trường mạnh được sinh ra giữa hai cực của một nam châm vĩnh cửu. Khi SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 5 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm cho dòng điện tín hiệu đi qua cuộn dây thì cuộn dây xuất hiện lực từ làm rung nó, sự rung động của cuộn dây sẽ làm chuyển động màng loa. 1.5 Điện trở Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện, được ký hiệu với chữ R .Nó là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể dẫn điện Điện trở có 2 loại chính : Điện trở thường : Điện trở thường là các điện trở có công xuất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W Điện trở công xuất : Là các điện trở có công xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W. Hình 1.3 Điện trở thường Cách đọc giá trị các điện trở Đối với các điện trở có giá trị được định nghĩa theo vạch màu thì chúng ta có 3 loại điện trở: Điện trở 4 vạch màu,điện trở 5 vạch màu và 6 vạch màu. Cách đọc điện trở màu đều dựa trên các giá trị màu sắc được ghi trên điện trở 1 cách tuần tự: Đối với điện trở 4 vạch màu - Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở - Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở - Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở - Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở Đối với điện trở 5 vạch màu - Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở - Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở - Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở - Vạch màu thứ 4: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 6 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm - Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở Lưu ý: Để tránh lẫn lộn trong khi đọc giá trị của các điện trở, đối với các điện trở có tổng số vòng màu từ 5 trở xuống thì có thể không bị nhầm lẫn vì vị trí bị trống không có vòng màu sẽ được đặt về phía tay phải trước khi đọc giá trị. Còn đối với các điện trở có độ chính xác cao và có thêm tham số thay đổi theo nhiệt độ thì vòng màu tham số nhiệt sẽ được nhìn thấy có chiều rộng lớn hơn và phải được xếp về bên tay phải trước khi đọc giá trị. 1.6 Tụ điện: Là một linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi chất điện môi.khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt tại đây sẽ xuất hiện điên tích cùng cường độ nhưng trái dấu Sự tích tụ của điện tích trên bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường của tụ điện Cấu tạo chung gồm hai bản cực làm bằng kim loại đặt song song và cách điện bằng một lớp điện môi Hình 1.4 Tụ gốm Tụ gốm: SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 7 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm _Cấu tạo :gồm một miếng gốm nhỏ hình trụ hoặc có hình giống khuy áo hai mặt được tráng bạc cách điện với nhau tạo thành hai má của tụ điện _Đặc tính :kích thước nhỏ điện áp làm việc cao ,tụ gốm kích thước nhỏ dùng trong các mạch thông thường hiện nay có điện áp làm việc cực đại cho phép là 50V. _Cách đọc tụ gốm, tụ giấy : tụ giấy và tụ gốm (hình dẹp) trị số được ký hiệu trên thanh bằng ba số . VD :103J,223K,…Trong đó ba số đầu tiên ký hiệu cho giá trị ,chữ J và K ở cuối là kí hiệu cho sai số.Hai số đầu giữ nguyên, số thứ 3 tương ứng với số con số 0 thêm vào sau và lấy đơn vị là “Pico” • Tụ hóa: Hình 1.5 Tụ hóa _Cấu tạo :các điện cực làm bằng nhôm tinh khiết độ dày của điện cực khoảng 0,075: 0,13mm .giữa hai bản cực là chất điện phân có nhiệm vụ tiếp tục tạo lớp nhôm oxit trong quá trình làm việc _Đặc tính :tụ hóa có trị số điện dung rất lớn so với các tụ khác .chất điện môi dùng trong tụ hóa thường là hợp chất hóa học như ôxit nhôm .Đặc điểm của chất điện môi này là có tính chất dẫn điện không đổi ,nghĩa là khi đặt điện áp một chiều lên tụ thì tụ có một chiều điện trở rất cao và một chiều điện trở rất nhỏ do đó phải phân cực + và cực – . 1.7 Thạch anh: _Cấu tạo: là một loại linh kiện lằm bằng tinh thể đá thạch anh được mài phẳng và chính xác. _Đặc tính :linh kiện thạch anh àm việc dựa trên hiệu ứng áp điện.Hiệu ứng này có tính thuận nghịch.Khi áp một điện áp vào 2 mặt của thạch anh, nó sẽ bị biến dạng.Ngược lại ,khi tạo sức ép vào 2 bề mặt đó,nó sẽ phát ra điện áp.Một đặc tính SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 8 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm quan trọng của tinh thể thạch anh là nếu tác động bằng các dạng cơ học đến chúng (âm thanh, sóng nước ) vào tinh thể thạch anh thì chúng sẽ tạo ra một điện áp dao động có tần số tương đương với mức độ tác động vào chúng. Hình 1.6 thạch anh điện tử 1.8 IC LM 386N IC LM 386 IC là bộ khuyếch đại công suất được thiết kế áp dụng cho điện áp thấp. Hình 1.7 IC LM386 1.8.1 Sơ đồ chân của LM386 Hình 1.8 Sơ đồ chân của LM386 Chức năng các chân như sau: • Chân 1: Gain • Chân 2: - Input • Chân 3: +Input • Chân 4: GND SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 9 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm • Chân 5: Output • Chân 6: VCC • Chân 7: Bypass • Chân 8: Gain 1.8.2 Cấu tạo bên trong Hình 1.9 Cấu tạo bên trongcủa LM386 1.8.3 Sơ đồ nguyên lí Hình 1.10 Sơ đồ nguyên lí của LM386 1.8.4 Ứng dụng • PM-FM radio. • Khuếch đại cho máy nghe nhạc cassette cầm tay. • Khuếch đại loa • Intercom. SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 10 [...]... của mạch phát nhạc : Thực hiện phát ra nhạc đơn âm Khi hát hết một bài sẽ tự đông chuyển sang bài khác như đã lập trình sẵn Quay lại ban đầu bằng nút ấn reset SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 18 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm 3.3 Sơ đồ nguyên lý EE Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lí 3.4 Sơ đồ mạch in Hinh 3.3 Sơ đồ mạch in SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 19 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm. .. SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 17 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm CHƯƠNG 3 MẠCH PHÁT NHẠC ĐƠN ÂM 3.1 Dạng sóng của nốt nhạc Txung Hình 3.1 Dạng sóng 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 T tương ứng • Bảng giá trị tần số các nốt nhạc STT Tên nốt Tần số 1 A 440,00 2 B 493,88 3 C# 554,37... SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 14 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm Con trỏ dữ liệu DPTR là thanh ghi 16 bit duy nhất của Vi điều khiển được tạo thành từ hai thanh ghi DPL (byte thấp-địa chỉ byte 82H) và DPH (byte cao-địa chỉ byte 83H) Hai thanh ghi DPL và DPT có thể truy xuất độc lập bởi người sử dụng Con trỏ dữ liệu DPTR thường được sử dụng khi truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ ROM hoặc bộ nhớ từ...Đồ án vi xử lý • Mạch phát nhạc đơn âm Dụng cụ của vô tuyến truyền hình CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ IC 89C51 2.1 Giới thiệu Vi điều khiển 8051 được Intel cho ra đời vào năm 1980 thuộc vi điều khiển đầu tiên của họ MCS-5 Hiện tại rất nhiều nhà sản xuất như Siemens, Advanced, Fusisu và Philips tập trung phát triển các sản phẩm trên cơ sở 8051 Atmel là hãng đã cho ra đời các chip... GND(hay nối Mass) Khi thiết kế cần sử dụng một mạch ổn áp để bảo vệ cho Vi điều khiển, cách đơn giản là sử dụng IC ổn áp 7805 • Port 0 (P0): Port 0 gồm 8 chân (từ chân 32 đến 39) có hai chức năng: Chức năng xuất/nhập :các chân này được dùng để nhận tín hiệu từ bên ngoài vào để xử lí, hoặc dùng để xuất tín hiệu ra bên ngoài, chẳng hạn xuất tín hiệu để điều khiển led đơn sáng tắt Chức năng là bus dữ liệu... chu kì máy • Chân XTAL1 và XTAL2: Hai chân này có vị trí chân là 18 và 19 được sử dụng để nhận nguồn xung clock từ bên ngoài để hoạt động, thường được ghép nối với thạch anh và các tụ để tạo nguồn xung clock ổn định Hình 2.3 Sơ đồ chân XTAL1 và XTAL2 SVTH: Dương Xuân Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 16 Đồ án vi xử lý • Mạch phát nhạc đơn âm Chân cho phép bộ nhớ chương trình PSEN: PSEN ( program store enable) tín... Lai_Hồ Sỹ Hoài Trang 12 Đồ án vi xử lý Mạch phát nhạc đơn âm nếu chương trình viết ra có dung lượng lớn hơn 8KByte các byte trong các địa chỉ lớn hơn 1FFFH sẽ bị mất Ngoài ra Vi điều khiển còn có khả năng mở rộng bộ nhớ ROM với việc giao tiếp với bộ nhớ ROM bên ngoài lên đến 64KByte(địa chỉ từ 0000H đến FFFFH) 2.2.4.Bộ nhớ dữ liệu_Bộ nhớ RAM Bộ nhớ RAM dùng làm môi trường xử lý thông tin, lưu trữ các... đến từng bit • Dao động bên ngoài với thạch anh