东方红一号卫星于1958年提出预研计划，1965年正式开始研制，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米、远地点2368千米、倾角68.44度的椭圆轨道。卫星进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。东方红一号卫星工作28天（设计寿命20天）。卫星于5月14日停止发射信号。东方红一号卫星仍在空间轨道上运行 。
东方红一号发射成功，开创了中国航天史的新纪元，使中国成为继苏、美、法、日之后世界上第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家?。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?——东方红一号（1970年4月24日中国发射的第一颗人造卫星）_百度百科
这个项目来源于学校上学期举办的科学技术协会电子技术联赛，比赛的赛题为“电子之声”。当我看到题目时脑海里便联想到了我国的第一颗人造地球卫星——东方红一号，让电子与音乐在太空来一场浪漫邂逅。而2021年是东方红一号卫星成功发射51周年，我和我的伙伴便决定制作一个基于51单片机的东方红乐音装置，通过电子技术联赛这个平台，向中国航天人致敬，向中国航天人致敬！
该装置以51开发板QX-MINI51（MCU型号：STC89C52）为核心，集成了无源蜂鸣器、红外发射、接收、LED指示灯等元器件。能够实现东方红乐曲的循环播放。
一、设计方案工作原理
该作品预期实现通过无源蜂鸣器模拟乐音，实现东方红乐曲的循环播放。使定时器产生音频脉冲，发送到无源蜂鸣器。
二、核心部件电路设计
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三、系统软件设计分析
播放东方红乐曲的代码如下：
#include <reg52.h>
sbit beep = P3^6;
unsigned char timer0H, timer0L, time;
//单片机晶振采用11.0592MHz
// 高八度
code unsigned char FREQH[] = {
0xF2, 0xF3, 0xF5, 0xF5, 0xF6, 0xF7, 0xF8, //低音
0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC,//标准
0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE, //高音
0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFE, 0xFF}; //超高音
// 低八度
code unsigned char FREQL[] = {
0x42, 0xC1, 0x17, 0xB6, 0xD0, 0xD1, 0xB6, //低音
0x21, 0xE1, 0x8C, 0xD8, 0x68, 0xE9, 0x5B, 0x8F, //标准
0xEE, 0x44, 0x6B, 0xB4, 0xF4, 0x2D, //高音
0x47, 0x77, 0xA2, 0xB6, 0xDA, 0xFA, 0x16}; //超高音
//东方红乐曲乐谱如下前为音符、中为八度、后为时长。
code unsigned char song[] = {
5,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 2,2,4, 1,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 2,2,4, 5,2,2, 5,2,2, 6,2,1, 1,3,1, 6,2,1, 5,2,1, 1,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 2,2,4,
5,2,2, 5,2,1, 6,2,1, 2,2,4, 1,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 2,2,4, 5,2,2, 5,2,2, 6,2,1, 1,3,1, 6,2,1, 5,2,1, 1,2,2, 1,2,1, 6,1,1, 2,2,4, 0,0,0,
};
void t0int() interrupt 1 //T0中断程序，控制发音的音调
{
TR0 = 0; //先关闭T0
beep = !beep; //输出方波, 发音
TH0 = timer0H; //下次的中断时间, 这个时间, 控制音调高低
TL0 = timer0L;
TR0 = 1; //启动T0
}
void delay(unsigned char t) //延时程序，控制发音的时间长度
{
unsigned char t1;
unsigned long t2;
for(t1 = 0; t1 < t; t1++) //双重循环, 共延时t个半拍
for(t2 = 0; t2 < 10000; t2++); //延时期间, 可进入T0中断去发音
TR0 = 0; //关闭T0, 停止发音
}
void sing() //演奏一个音符
{
TH0 = timer0H; //控制音调
TL0 = timer0L;
TR0 = 1; //启动T0, 由T0输出方波去发音
delay(time); //控制时间长度
}
void main(void)
{
unsigned char k, i;
TMOD = 1; //置T0定时工作方式1
ET0 = 1; //开T0中断
EA = 1; //开总中断
while(1)
{
i = 0;
time = 1;
while(time)
{
k = song[i] + 7 * song[i + 1] - 1;//第i个是音符, 第i+1个是第几个八度
timer0H = FREQH[k]; //从数据表中读出频率数值
timer0L = FREQL[k]; //时间长度
time = song[i + 2]; //读出时间长度数值
i += 3;
sing(); //发出一个音符
}
}
}ps：本部分参考了CSDN博主「shy_0001」的原创文章
原文链接：51单片机模拟音乐详解_shy_0001的博客-CSDN博客_单片机音乐
四、工作环境条件
在设计分析的过程中，我们使用了KeliC51编写代码和烧录程序。以51开发板QX-MINI51（MCU型号：STC89C52）为核心，集成了无源蜂鸣器、红外发射、接收、LED指示灯等元器件。外壳采用1mm厚度的亚克力板切割、拼接，辅以铝箔纸、金箔纸等材料。大部分工作为手工完成。
五、作品成效总结分析
经测试，该装置能够成功循环播放东方红乐曲，声音洪亮，曲调准确，稳定性高，基本达到了预期目标。但受制于技术水平与元器件的限制，未能实现FM调频发射，未能更好的还原东方红一号的核心功能。该装置的特色在于：在东方红一号发射51周年之际，我们使用51单片机制作了东方红乐音装置，希望通过此作品致敬中国航天，致敬中国航天人！因为我们的征途是星辰大海！
演示视频：
【王卓群】基于51单片机的东方红乐音装置
彩蛋：附上几张作品照片
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