基于单片机的简单电子琴毕业设计
单片机课设设计论文：基于STC89C51单片机的简易电子琴设计
单片机课程设计论文题目：基于单片机的简易电子琴设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化姓名: ### ### ###指导教师:完成日期: 2012-12-27目录摘要 (1)绪论 (2)1方案论证 (3)1.1原理图 (3)1.2主体方案 (3)1.3系统方案设计绍 (4)1.3.STC89C51简介 (5)1.3.1单片机工作原理 (8)1.3.2数码管 (13)2实现过程 (14)2.1.1 程序设计内容 (14)2.1.2 I/O并行口直接驱动LED显示 (14)2.2 音乐产生的方法 (15)2.2.1 原理 (15)2.2.2 程序框图 (16)3全文总结 (17)3.1结束语 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.电路原理图 (20)2.程序框图 (21)3.系统流程图 (22)4.语言源程序 (23)摘要在现代各种生活中，电子琴作为一种音乐型玩具，广泛用于与人们的日常生活中。
市场上有各种各样的电子琴。
特别是日本产的，音质优美，它是有专门的音乐控制芯片制造的。
由于其价格较贵，无法大面积普及，且功能单一。
用89c51作为主控中心，研制一种简易的微型电子琴，尽可能地体现较好的音质来，是一种可做的尝试。
以单片机为核心设计的简易电子琴系统，由按键扫描电路、声音产生驱动电路、复位电路、等模块组成的，是一种比较实用、廉价的电子玩具。
本论文所设计的简易电子琴，它分为两大部分，硬件电路的设计和软件的设计。
硬件电路的设计以AT89S51单片机为控制主板，辅以外围的扩展设备蜂鸣器、矩阵键盘、共阳数码管，形成一个可被控制的显示系统。
软件设计通过控制单片机内部的定时器T0来产生不同频率的方波,驱动喇叭发出不同音节的声音.再利用延迟来控制发音时间的长短,即可控制音调中的节拍.把乐谱中的音符对应的频率转换为定时常数,把相应的节拍变换为定时常数,然后作成表格存放在储存器中,由程序查表得到定时常数和延时常数,分别用以控制定时器产生方波的频率和该频率方波的持续时间.当延迟常数到时,再查下一个音符的定时常数和延迟常数.依次进行下去,就可演奏悦耳动听的音乐.主要实现 1》能够发出1.2.3.4.5.6.7等七个音符。
基于51单片机的电子琴设计
以下内容根据各专业特点自行确定（如条件、资料、内容、任务、进度安排及要求等）：1.设计主要内容及要求基于单片机的简易电子琴的设计。
1）简要说明用单片机设计出一个简易电子琴。
此电子琴完成产生中音Do到高音Do的8个音阶功能。
2）任务和要求设计一个简易电子琴，该电子琴基本功能：通过本系统的扬声器产生从中音Do到高音Do的8个音阶。
实现的具体要求：首先设置8个按键分别连到单片机的I/O口，通过按键按下改变单片机I/O口的电平，其次根据单片机检测到I/O口上的信号，在某个I/O 引脚输出不同频率的方波，最后此方波最后输出到扬声器中。
对于此题目学生首先研究不同音阶所对应的输出频率，根据所研究的内容，完成延时模块的设计、按键检测模块和波形输出模块的设计。
3）训练目标熟练使用Keil开发环境，具备使用C语言编写单片机程序的初步能力，通过完成本课题的软硬件设计，使同学们了解单片机实例的整个开发流程。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
3）说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；III摘要随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。
我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。
本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。
我们对于电子琴如何实现其功能，如声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。
(完整版)基于51单片机的电子琴毕业设计论文
摘要本设计是基于AT89S52单片机的简易电子琴设计。
主要组成是以51单片机最小系统为核心，通过键盘获取按键信息，通过运用单片机定时器等部件实现蜂鸣器发声同时用数码管同步显示。
本系统具有播放歌曲及选取按键输入高、中、低音的功能。
本设计的特点是：大部分功能通过软件实现，使电路简单明了，系统稳定性好。
电子琴是电子科技与音乐结合的产物是一种新型的键盘乐器。
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
关键字：AT89S52，按键，数码管，蜂鸣器，音阶。
(要求宋体、小四号，行间距为固定值22磅。
字数500字以上。
介绍你所作设计的主要内容及主要方法和取得的结果，是整个报告的概括性内容，不要超过一页面)目录(小三号居中，加粗)1 概述………………………………………………………………………………1.1 51系列单片机简介89系列单片机是ATMEL公司的8位FLASH单片机系列。
89系列单片机是以8031为核心构成的，它和8051系列单片机外部端子是一样的、兼容的，其最大特点是片内含有FLASH存储器。
AT89S52单片机是一种低功耗、高性能、内含4KB的闪速存储器（Flash Memory）的8位微控制器。
片内闪速存储器的程序代码或数据可在线写入，也可通过常规的编程器编程。
(宋体、小四，行间距固定值18磅。
以下相同要求)……………………1.2 电子琴简介电子琴为键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。
电子琴有多种类型，为业余型和专业型。
使用五线谱，多为高低音双行记谱。
有时也用中音谱。
电子琴又称作电子键盘，属于电子乐器，发音音量可以自由调节。
音域较宽，和声丰富，甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，表现力极其丰富。
基于单片机的电子琴设计毕业设计论文
基于单片机的电子琴设计目录1 概述 (3)1.1 引言 (3)1.2 设计思路 (4)1.3 方案论证 (4)2 系统总体方案及硬件设计 (4)2.1 系统组成及总体框图 (4)2.2 元件介绍 (5)2.2.1 AT89S52 (5)2.2.2 三极管 (5)2.2.3 LED数码管 (6)2.3 按键选择方案 (6)2.4各功能模块原理图 (6)2.4.1 AT89S52模块电路原理图 (6)2.4.2 键盘扫描模块电路原理图 (7)2.4.3 数码管显示模块电路原理图 (7)2.4.4 音频处理模块电路原理图 (7)3 软件设计 (8)3.1 音乐相关知识 (8)3.2 如何用单片机实现音乐的节拍 (8)3.3 如何用单片机产生音频脉冲 (8)3.4 系统总体功能流程图 (10)4 Proteus软件仿真 (11)4.1 ISIS软件介绍 (11)4.2 仿真图介绍 (11)5 系统调试 (12)5.1 硬件调试 (12)5.2 软件调试 (12)6课程设计体会 (12)参考文献 (12)附1：源程序代码 (22)附2：系统原理图 (23)概述1.1 引言电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
目前市场上各种品牌、型号的电子琴有上百种，由几十块的玩具电子琴到几百，几千的学习、演奏用琴真是琳琅满目，电子琴能够模仿各种音色和具有自动伴奏功能，这些是电子琴最基本的特征。
档次的高低无非是音色模仿的是否逼真，自动伴奏设计的是否丰富，或者增加了其他制作，编曲功能的。
本设计主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴系统硬件组成。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的7个音符，最终可随意弹奏想要表达的音乐。
并且本设计分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
基于51单片机学习板的简易电子琴__本科毕业设计论文
中国矿业大学徐海学院技能考核培训姓名：申鹏飞学 号： 22120768专业：信息12-2班题目：基于单片机的技能考核专题：简易的电子琴制作，数据收发指导教师：有鹏设计地点：电工电子实验室时间： 2015 年 6 月通信系统综合设计训练任务书学生姓名 申鹏飞 专业年级 信息12-2班 学号 22120768设计日期： 2015 年 6 月 20 日 至 2015 年7 月3日设计题目：设计专题题目：设计主要内容和要求：1. 主要内容：（1）系统硬件设计及说明）系统硬件设计及说明）系统硬件设计及说明（2）系统硬件设计及说明）单片机学习板主要功能介绍（3）单片机学习板主要功能介绍）系统软件设计（4）系统软件设计2. 功能扩展要求（1）2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用及其应用）简易的电子琴制作的步骤和功能（2）简易的电子琴制作的步骤和功能指导教师签字：摘要：随着电子技术的发展，电子技术与音乐的结合不断加深。
由此而产生的电子琴在这种形势下，因其体积小，易于携带，经济适用，是一般家庭都能承受得了的经济投入。
而且电子琴键盘操作直观易于掌握。
子琴键盘操作直观易于掌握。
这样对初学者，这样对初学者，尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的，尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的，一首简一首简单的曲子灵感好的人甚至不用很多的练习和教师的指导就能很快的弹奏出来。
这样就强烈地激发了学习者的学习兴趣，迅速地提高了电子琴的普及率。
激发了学习者的学习兴趣，迅速地提高了电子琴的普及率。
关键词：关键词：5151单片机，电子琴单片机，电子琴 ，数据收发，数据收发目录第一章第一章 前言前言 .............................................. 6 1.1 系统开发背景系统开发背景 ...................................... 6 1.2 系统开发意义系统开发意义 ...................................... 6 第二章第二章 设计任务及要求设计任务及要求设计任务及要求 ................................... 7 第三章第三章 系统硬件设计及说明系统硬件设计及说明 ................................ 8 3.1系统组成及总体框图系统组成及总体框图 ................................. 8 第四章第四章 单片机学习板主要功能介绍单片机学习板主要功能介绍 .......................... 9 4.1AT89S52简介简介 ....................................... .......................................9 4.1.1功能特性：功能特性： ................................... 10 4.1.2主要性能主要性能..................................... ..................................... 11 4.1.3管脚说明管脚说明..................................... ..................................... 11 4.2 LED 数码管数码管 ....................................... ....................................... 12 4.3显示电路显示电路 ......................................... ......................................... 13 4.4键盘扫描模块电路图键盘扫描模块电路图 ................................ 13 4.5数码管显示模块电路原理图数码管显示模块电路原理图 .......................... 14 4.6电源模块电路原理图电源模块电路原理图 ............................... 15 第5章 系统软件设计系统软件设计 ..................................... 16 5.1音乐相关知识音乐相关知识...................................... ...................................... 16 5.2如何用单片机实现音乐的节拍如何用单片机实现音乐的节拍 ........................ 16 5.3如何用单片机产生音频脉冲如何用单片机产生音频脉冲 .......................... 16 5.4系统总体功能流程图系统总体功能流程图 (18)第六章2.4GHz 射频收发芯片nRF2401 模块介绍模块介绍 ............... 20 6.1芯片结构芯片结构 ......................................... ......................................... 21 6.2引脚说明引脚说明 ......................................... ......................................... 21 6.3工作模式工作模式 ......................................... .........................................23 6.3.1收发模式收发模式..................................... ..................................... 23 6.3.2直接收发模式直接收发模式 ................................. 24 6.3.3配置模式配置模式..................................... ..................................... 25 6.3.4空闲模式空闲模式..................................... ..................................... 25 6.3.5关机模式关机模式..................................... ..................................... 25 6.4.6.4.器件配置器件配置器件配置 ......................................... 25 6.5.6.5.应用电路应用电路应用电路 ......................................... 26 6.6无线音频系统无线音频系统...................................... ...................................... 27 第七章第七章 51 51单片机与NRF24L01模块融合模块融合 ..................... 28 第八章第八章 收获与总结收获与总结收获与总结 ...................................... 29 第九章第九章 参考文献参考文献 ......................................... 30 附录一附录一.................................................. 31 附录二附录二 .. (42)第一章 前言1.1 1.1 系统开发背景系统开发背景随着电子科技的飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作，因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。
基于单片机的电子琴设计
基于单片机的电子琴设计一、引言二、总体设计方案（一）设计目标设计一款基于单片机的电子琴，能够实现基本的音符演奏、音色切换、节奏控制等功能，并且具有良好的音质和稳定性。
（二）系统组成本电子琴系统主要由单片机控制模块、键盘输入模块、音频输出模块、显示模块和电源模块等部分组成。
1、单片机控制模块选用 STM32 系列单片机作为控制核心，负责处理键盘输入信号、生成音频信号、控制显示等功能。
2、键盘输入模块采用矩阵键盘，通过扫描键盘获取用户的按键操作，将其转换为对应的音符编码发送给单片机。
3、音频输出模块使用DAC 芯片将单片机生成的数字音频信号转换为模拟音频信号，再通过放大器和扬声器输出声音。
4、显示模块采用液晶显示屏，用于显示当前的演奏状态、音色选择、节奏模式等信息。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源供应，可采用电池供电或外接电源适配器。
三、硬件设计（一）单片机最小系统STM32 单片机的最小系统包括时钟电路、复位电路和电源电路。
时钟电路为单片机提供工作时钟，复位电路用于系统初始化，电源电路为单片机提供稳定的电源。
（二）键盘电路矩阵键盘由行线和列线组成，通过逐行扫描的方式检测按键状态。
将键盘的行线和列线分别连接到单片机的 GPIO 引脚，通过编程实现键盘扫描和按键识别。
（三）音频输出电路选用高性能的 DAC 芯片，如 PCM1794，将单片机输出的数字音频信号转换为模拟音频信号。
为了提高音频输出的质量，还需要添加放大器和滤波电路，以增强信号的功率和去除噪声。
（四）显示电路液晶显示屏通过 SPI 接口或 I2C 接口与单片机连接，单片机通过发送指令和数据来控制显示屏的显示内容。
（五）电源电路根据系统的工作电压和电流需求，选择合适的电源芯片，如LM7805 等，将输入电源转换为所需的电压，并通过滤波电容等元件提高电源的稳定性。
四、软件设计（一）主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机初始化、键盘初始化、音频输出初始化、显示初始化等。
基于51单片机的简易电子琴的设计与实现
基于51单片机的简易电子琴设计一、设计任务及要求1、在该简易电子琴设计中,设置8个按键，8个按键能够发出do、re、mi、fa、sol、la、si、Do 8个音阶。
二、设计三个拨码开关，三个拨码开关能够调剂高音、中音、低音三个音调。
3、画出电路的整体方框图和电路原理图。
二、设计原理音乐由许多不同的音阶组成的，而每一个音阶对应着不同的频率，如此,咱们就能够够利用不同的频率组合，组成咱们想要的音乐。
简易电子琴是摁下拨码开关时，单片机AT89C51会发作声音，声音从端口通过LM386，通过放大以后传入喇叭。
声音主若是通过单片机4×4矩阵键盘的按键产生，那个地址只用到8个按键来产生高中低的8个音阶，来产生do re mi fa sol la si Do。
下面是计数初值：中1DO 523 0956 64580 #4FA# 1480 338 65198#1DO# 554 0903 64633 高5SO 1568 319 65217中2RE 578 0842 64684 #5SO# 1661 292 65235#2RE# 622 0804 64732 高6LA 1760 284 65252中3MI 659 0759 64777 #6LA# 1865 268 65268中4FA 698 0716 64820 高7SI 1976 253 65283三、设计方案本次设计的电子琴主若是利用AT89C51单片机为核心操纵元件，同时还包括键盘、拨码开关和扬声器等操纵模块，由键盘选择八个音阶。
一、电路原理图的整体设计整体电路需要c51单片机一片，音乐按键及喇叭等外围电路，要进行音调操纵和音频放大，设计好的电路图如以下图所示：2、键盘操纵模块的设计矩阵按键部份由8个轻触按键依照2行4列排列，连接到P3端口。
将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O,那么作为输入。
行线输出是低电平，有健按下，那么输入线就会被拉低，如此，通过读输入线的状态就可得知是不是有键按下。
51单片机简易电子琴设计
毕业设计（论文）课题名称：指导教师：系别：专业：班级：姓名：摘要音乐一直都是人类情感表达的一个重要媒介，随着社会的进步与发展，音乐在人类的生活与学习中的作用越发不可忽视。
电子琴也是实现播放音乐的一个途径。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器，它在音乐演奏中已成为不可缺少的一部分。
单片机是一个具有功能强大和编程灵活性的控制器，它已广泛应用于现代人们的生活中，扮演着重要的角色。
本设计主要是使用AT89C51单片机及单片机C语言，用AT89S51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。
在PROTEUS 仿真平台上实现功能仿真，同时还增加了音乐播放功能。
本文中给出了该系统设计的硬件电路，软件设计等。
其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程。
本设计具有硬件电路简单、功能完善、控制可靠、运行稳定等特点，具有一定的实用性。
关键词: 单片机；电子琴；PROTEUS；KEIL；C语言1.引言单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。
它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。
因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
它在现代音乐扮演着重要的角色。
简易电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。
还常作为独奏乐器出现，具有鲜明时代特色。
但电子琴的局限性也是十分明显：旋律与和声缺乏音量变化，过于协和、单一；在模仿各类馆、弦乐器时，音色还不够逼真，模仿提琴类乐器的音色时，失真度更大，还需要不断改进。
单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
本文的主要内容是用AT89S51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
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基于单片机的简单电子琴毕业设计目录1引言 (1)2 总体设计 (2)2.1 设计目的与要求 (2)2.2 电子琴系统的组成 (2)2.3 系统设计框图 (3)3 详细设计 (4)3.1 硬件设计 (4)3.2 硬件简介 (5)3.2.1 AT89C51简介 (5)3.2.2 LED数码管 (10)3.3整体程序处理流程图设计 (11)3.4矩阵式键盘的识别和显示与设计 (12)3.4.1矩阵式键盘的结构与工作原理 (12)3.4.2矩阵式键盘的按键识别方法 (13)3.4.3键盘接口必须具有的4个基本功能 (15)3.5音乐播放设计 (16)3.5.1音乐发声原理 (16)3.5.2音乐播放流程图 (18)3.5.3放歌子程序流程图 (18)4实现联调 (20)4.1 Proteus 简介 (20)4.2 keil 简介 (20)4.3利用keil与Proteus进行的调试 (21)5 总结与展望 (23)参考文献 (25)Abstract： (26)致谢 (27)附录A：程序设计 (28)附录B 印制电路板（PCB）设计 (34)基于单片机的简单电子琴设计摘要：电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析与设计，并介绍了基于单片机电子琴的系统硬件组成。
该文设计是一种基于AT89C51的简单音乐发生器，利用单片机技术、键盘和一组发光二极、SPEARK等实现原理图设计，并用C51语言进行键盘识别程序设计和音频脉冲输出程序的设计。
经过软件和硬件的联调，并仿真出来。
该音乐发生器不仅能通过键盘弹奏出来简单的乐曲，而且不弹奏时按播放键可以播放置音乐，音调和节拍都由单片机控制实现。
本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。
关键词：单片机；键盘；扬声器；电子琴1引言单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。
它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。
因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。
虽然单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。
目前单片机已用于工业控制、机电一体化设备、仪器仪表、信号处理、现代兵器、交通能源、商用设备、医疗设备及家用电器等各个领域，随着单片机性能的不断提高，它的应用将会更加广泛。
单片机技术发展非常快，及时掌握最新的单片机技术，在条件允许的情况下，尽可能地利用最新的单片机技术来研制其应用系统，再利用单片机体积小、价格低、功能强等特点，以保证所设计的产品在未来的一段时间仍具生命力。
在生活和生产的各个领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想象到的地方几乎都有使用单片机的需求。
现在，尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有可以想象和拓展的空间。
单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。
但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。
这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。
微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。
随单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器，它在现代音乐扮演着重要的角色，简易电子琴系统就是以单片机为主要元器件设计的一个简易电子琴。
这只是单片机应用的一个点，由点及面，希望可以更好的了解和应用单片机技术。
之所以以单片机设计简易的电子琴为选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践跟家很好的结合。
通过单片机设计简易电子琴这个选题，更深层次的了解了单片机技术，以前只是有理论，实践的机会不是很多，在做单片机设计简易电子琴这个选题的过程中，更加熟练的掌握了一些单片机芯片的应用，也解决了很多以前理论和实践脱节的问题，可谓对单片机的认识有了一个小的飞跃。
本文的主要容是用AT89C51单片机为核心控制元件，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。
并且主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴统硬件组成。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。
并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
2 总体设计2.1 设计目的与要求本系统分为两个部分，一个是音乐播放，另一个就是电子琴弹奏。
关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号只存在定义的表中。
具体要求如下：1.要求达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲。
2.用键盘作出电子琴的按键，每一个键代表一个音符。
3.各音符按一定的顺序排列，必须符合电子琴的按键排列顺序。
4.固定音乐播放由按键控制：“播放”按键，“弹奏/停止”按键。
5.弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放置音乐。
2.2 电子琴系统的组成单片机因体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。
AT89C51单片机设计微型电子琴的方法，仅需AT89C51最小系统，扩展一组矩阵键盘，再接一组发光二极管用来指示电子琴的工作状态。
本系统分为两个部分，一个是音乐的播放，另一个就是电子琴的弹奏。
音乐播放部分：音乐实际上是有固定周期的信号。
本文介绍用AT89C51的两个定时器（如T0，T1）控制，在P3.7脚上输出方波周期信号，产生乐音，通过矩阵键盘按键产生不同的音符，由此操作人员可以随心所欲的弹奏自己所喜爱的乐曲，当不想弹奏时通过按播放键可以演奏事先存放在单片机中的几首简单的曲子。
当歌曲演奏完时，通过按复位键便可回到初始状态，这样就做出了一台简易电子琴。
由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
乐曲中，每一音符对应着固定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。
电子琴弹奏部分：实际上就是把每个按键所对应的值经过处理后发给单片机，再在单片机把数字当作指针指向所对应的音符。
2.3 系统设计框图该系统通过电子琴按键随意键入所要表达的音符，作为电平送给主体电路，中央处理器通过识别，解码输出音符，在扬声器中发出有效的声音。
通过这样可以不断的弹奏音乐。
该设计由嵌入式电路，按键电路，LED显示电路和两个功能键组成，通过功能键可以选择播放音乐。
其主要模块由五个部分组成,具体关系如下图2-1所示。
图2-1 电子琴的主模块上图即为此次设计中的电子琴的硬件结构图，我们运用单片机的最小系统。
3 详细设计3.1 硬件设计本设计采用AT89C51作为主控部件，扩展一组4*4矩阵键盘，再接一组发光二极管，LED显示器和SPEARK，再接两个按键，一个用于播放置音乐，一个用于用户弹奏与复位。
电路原理图如下图3-1所示。
图3-1系统板硬件连线3.2 硬件简介3.2.1 AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图3-2所示：图3-2 AT89C51管脚图（1）AT89C51的主要特性·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位部RAM·32可编程I/O 线·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式 ·片振荡器和时钟电路（2）8051单片机部结构图P2.0—P2.7P0.0—P0.7图3-3 8051单片机部结构图（3）主要管脚说明VCC ：供电电压。
GND ：接地。
MCS-51单片机有4个双向的8位I/O口P0-P3。
在无片外存储器的系统中，这4个I/O口的每一位都可以作为准双向通用I/O口使用。
在有片外存储器的系统中，P2口作为地址的高8位，P0口作为地址的低8位和双向数据总线。
P0口： P0口的位部结构如图3-4所示。
它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动及控制电路组成。
它既可作为I/O口，又可作为地址/数据总线。
本设计中它只作为I/O口使用。
作为输出口使用时，部控制端发0电平使与门输出为0，场效应管T1截止，此时多路开关MUX与锁存器的端接通。
部数据加在锁存器D端，当CL端的写脉冲出现后，与部总线相连的D端数据取反后出现在端，经场效应管T2反向出现在P0的引脚上。
当作输入口时，读脉冲将图中下方的三态输入缓冲器打开，这样端口上的数据经缓冲器送至部总线。
图中上方的缓冲器并不直接读端口引角上的数据，而是读锁存器Q端的数据，Q端与引角上的数据是一致的。