单片机电子琴音乐盒课程设计

单片机电子琴音乐盒课程设计
单片机电子琴音乐盒课程设计

课程设计报告

设计题目:单片机多功能音乐盒设计

【摘要】本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来暂停歌曲,另一个用来切换歌曲本音乐盒共有四首歌曲,还有4*4矩阵键盘电子琴弹奏功能,播放歌曲时,蜂鸣器发出音调,矩阵键盘无扫描信号,不动作。当按下暂停歌曲键时,可继续弹奏电子琴。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。

设计作者:吴文豪

专业班级/学号:10应电三班 1006020144

合作者1:专业班级/学号:

合作者2:专业班级/学号:

指导教师:王明文

设计时间:2012年5月12日———2012年6月3日

目录

引言 (1)

1.设计任务及要求 (2)

1.1设计任务 (2)

1.2设计要求 (2)

1. 3研究内容 (2)

2.系统总体设计 (3)

2.1系统结构框图设计及说明 (3)

3.软、硬件设计……………………………………………………………..

3.1 系统硬件设计…………………………………………………………

3.1.1系统硬件原理图及工作原理说明…………………………

3.1.2单元电路设计原理与元件参数选择………………………

3. 2系统软件设计……………………………………………………..

3. 2. 1软件系统总流程图及设计思路说明…………………...

3. 2. 2软件各功能模块的流程图设计及思路说明…………... 4.安装与调试……………………………………………………………….

4.1安装调试过程………………………………………………………

4.2调试中遇到的问题…………………………………………………5.结论………………………………………………………………………. 6.使用仪器设备清单………………………………………………………. 7.收获、体会和建议………………………………………………………. 8.参考文献…………………………………………………………………. 9.附录………………………………………………………………………

引言

21世纪,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。

目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。单片机应用的重要意义还在于它从根本上改变了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功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,

这些都离不开单片机。

随着科学技术的进步和社会的发展,人类所接触的信息也在不断增加并且日益复杂。面对浩如烟海的信息,人们已经能够利用计算机等工具高效准确地对之进行处理,但要想将处理完的信息及时,清晰地传递给别人,还必须通过寻求更加卓越的显示技术来实现。单片机技术与液晶显示技术的结合,使信息传输交流向着智能可视化方向迅速发展。

随着人类社会的发展,人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆,提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的,体积笨重,发音单调,不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以单片机为核心元件的电子式音乐盒,体积小,重量轻,能演奏和旋音乐,功能多,外观效果多彩,使用方便,并具有一定的商业价值。

电子琴是高科技在音乐领域的一个代表,它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作,而且由于它又具备现代音乐,特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构、特征,因而使我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音乐的教学时,更直接、更简便。

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,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AT89C51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个弹奏按键、1个播放键,1个暂停键和扬声器。

概述

本设计是以AT89C51芯片的电路为基础,外部加上放音设备,以此来实现音乐演奏控制器的硬件电路,通过软件程序来控制单片机内部的定时器使其演奏出优美动听的音乐。用户可以按照自己的喜好选择音乐并将其转化成机器码存入单片机的存储器中。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性,很高的实际使用价值,为广大的单片机和音乐爱好者提供了很好的借鉴。

课题意义

音乐盒的起源,可追溯至中世纪欧洲文艺复兴时期。当时为使教会的钟塔报时,而将大小的钟表装上机械装置,被称为“可发出声音的组钟”。音乐盒有着300多年的发展历史,是人类文明发展的历史见证。

传统的音乐盒多是机械音乐盒,其工作原理是通过齿轮带动一个带有铁钉的铁桶转动,铁桶上的铁钉撞击铁片制成的琴键,从而发出声音。但是,机械式的音乐盒体积比较大,比较笨重,且发音单调。水、灰尘等外在因素,容易使内部金属发音条变形,从而造成发音跑调。另外,机械音乐盒放音时为了让音色稳定,必须放平不能动摇,而且价格昂贵,不能实现大批量生产。

本文设计的音乐盒,是基于单片机设计制作的电子式音乐盒。与传统的机械式音乐盒相比更小巧,音质更优美且能演奏和弦音乐。电子式音乐盒动力来源是电池,制作工艺简单,可进行批量生产,所以价格便宜。基于单片机制作的电子式音乐盒,控制功能强大,可根据需要选歌,使用方便。根据存储容量的大小,可以尽可能多的存储歌曲。另外,可以设计彩灯外观效果,使音乐盒的功能更加丰富。

1设计任务及要求

1.1设计任务

(1)设计一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,利用按键切换演奏出不同的乐曲。由蜂鸣器发出音调;

(2)设计一个(4X4)的键盘,并将16个键设计成16个音;

(3)可弹奏自己想要表达的音乐。

1.2设计要求

(1)按设计指标进行电路设计;

(2)列出音阶与单片机定时器输出频率关系表格;

(3)制作符合设计指标的硬件电路。

1.3研究内容

(1)电路有两种工作模式:演奏音乐模式和电子琴模式。演奏音乐模式:演奏完整的一首的歌曲。电子琴模式:数码管上0~F表示十六种音调。包括高低音实现更多音乐弹奏

(2)按下按键2进入演奏音乐模式,再按切换歌曲,共四首歌曲。

(3)按下按键1进入暂停歌曲模式,可以进行电子琴弹奏。

2 系统总体方案介绍

2.1系统结构框图设计及说明

2.12 系统组成框图及说明

音乐盒的系统结构以AT89C51单片机位控制核心,4*4矩阵键盘,加上2个按键、时钟复位电路、蜂鸣器、数码管6模块组成。单片机负责接收按键的输入,根据的输入按键所对应的音符蜂由鸣器发音。系统组成框图如图2.1所示。

图2.1 系统组成框图

2.1.2 音乐盒的功能结构图及说明

音乐盒的功能结构如图2.2所示。Key2负责切换播放歌曲,播放歌曲共4首,分别是千年之恋和寂寞沙冷,七子之歌,感恩的心Key1负责暂停。

图2.2 音乐盒功能结构图

2.1.3电子琴的功能结构图及说明

电子琴的功能结构图如2.3所示。4*4键盘按下获取相应的键值和音符有DO到XI 高低音共16个音。并在数码管上显示。

图2.3电子琴功能结构图

3.软、硬件设计

3.1 总体设计框图

图3.1总体设计框图

3.2各部分硬件设计及其原理

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。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。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 A T89C51系列单片机

3.2.2 数码管显示电路和4*4键盘设计与原理

对4*4矩阵键盘及单片机P1口进行扫描得到0~F的按键值由单片机P0口输出显示到数码管上,并由扬声器发出相对应的声音。

3.2.3 时钟振荡电路

AT89C51中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或者陶瓷谐振器一起构成自然振荡器。外接石英晶体及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1,C2虽然没有什么严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易

程序及温度稳定性。如果使用石英晶体,我们推荐电容使用30PF±10PF,而如果使

用陶瓷振荡器建议选择40PF±10PF。用户也可以采用外部时钟。采用外部时钟的电

路如图示。这种情况下,外部时钟脉冲接到XTAL1端,即内部时钟发生器的输入端,XTAL2则悬空。由于外部时钟信号是通过一个2分频触发器后作为内部时钟信号的,所以对外部时钟信号的占空比没有特殊要求,但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合产品技术条件的要求。振荡器电路图如下:

图3.2.3 单片机内部、外部振荡电路

3.24硬件电路图及功能

总体硬件电路实现功能如下,如图3.2.4所示

1.电路中用P3.2、P3.3控制按键。

2.P1.0~P1.7控制4*4矩阵键盘

3.P3.7控制蜂鸣器。

4.P2..0~P2.7数码管显示

5.电路为12MHZ晶振频率工作,起振电路中C1、C2均为30PF。

图3.2.4 硬件电路图

3.2.5硬件总体方案及说明

51单片机P1口通过连接4*4的矩阵键盘,作为琴键键盘;P3.3接播放音乐键;P3.7口接喇叭,通过执行相应的功能程序使电子琴发出不同音色的声音。

(一)芯片介绍:

在本次电子琴设计中,我们组成员单片机芯片选用了AT89C51芯片,而89C51系列的兼容性也比较好。

(外部中断0) (外部中断1)

(二)硬件接线:

(1)利用P1口为按键接入口,形成4×4组成16个按键矩阵,设计成16个音,下图所示:

(2)p3.7口音频输出,接一个喇叭。

(3)复位电路我们本来在方案选择的时候有两种选择的,上电复位和按扭复位,上电复位是利用电容充电来实现的,而按扭复位是电源对外节电容的充电使RST 为高电平,复位松开后,电容通过下拉电阻放电,使RST 恢复低电平。为了制作软件的方便我们还是选择用按扭复位,因为它比较直观。 ()电路设计图如下:

3.3系统软件设计

3.3软件系统总流程图及设计思路说明

在本程序中设置了个标志——count2,分别初始化为1和0。按键Key2使得count2在1~4之间切换。程序检测count2的值,count2等于1时播放第一首歌曲,等于2时播放第二首,以此类推。另一方面根据中断0 Key1来控制count2的值等于0时来暂停歌曲。歌曲停止后,矩阵键盘可以输入音符,相对应的数值由数码管上显示。

3.3.1 音调、节拍以及编码的确定方法

一般说来,单片机演奏音乐基本都是单音频率,它不包含相应幅度的谐波频率,也就是说不能像电子琴那样能奏出多种音色的声音。因此单片机奏乐只需弄清楚两个概念即可,也就是“音调”和节拍表示一个音符唱多长的时间。

3.3.2音调的确定

不同音高的乐音是用C、D、E、F、G、A、B来表示,这7个字母就是音乐的音名,它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7,相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音,这是唱曲时乐音的发音,所以叫“音调”,即Tone。把C、D、E、F、G、A、B这一组音的距离分成12个等份,每一个等份叫一个“半音”。两个音之间的距离有两个“半音”,就叫“全音”。在钢琴等键盘乐器上,C–D、D–E、F–G、G–A、A–B两音之间隔着一个黑键,他们之间的距离就是全音;E–F、B–C两音之间没有黑键相隔,它们之间的距离就是半音。通常唱

成1、2、3、4、5、6、7的音叫自然音,那些在它们的左上角加上﹟号或者b号的叫变化音。﹟叫升记号,表示把音在原来的基础上升高半音,b叫降记音,表示在原来的基础上降低半音。例如高音DO的频率(1046Hz)刚好是中音DO的频率(523Hz)的一倍,中音DO的频率(523Hz)刚好是低音DO频率(266 Hz)的一倍;同样的,高音RE的频率(1175Hz)刚好是中音RE的频率(587Hz)的一倍,中音RE的频率(587Hz)刚好是低音RE频率(294 Hz)的一倍。

1.要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定时器计时这半个周期时间,每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O反相,就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。

2.利用AT89C51的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。

此外结束符和休止符可以分别用代码00H和FFH来表示,若查表结果为00H,则表示曲子终了;若查表结果为FFH,则产生相应的停顿效果。

3.例如频率为523Hz,其周期T=1/523=1912us,因此只要令计数器计时956us/1us=956,在每次计数956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。

计数脉冲值与频率的关系公式如下:

N=Fi÷2÷Fr

N:计算值;Fi:内部计时一次为1us,故其频率为1MHz;

其计数值的求法如下:

T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr

例如:设K=65536,F=1000000=Fi=1MHz,球低音DO(261Hz)。中音DO(523Hz)。高音的DO(1046Hz)的计算值

T=65536-N=65536-Fi÷2÷Fr=65536-1000000÷2÷Fr=65536-500000/Fr

低音DO的T=65536-500000/262=63627

低音DO的T=65536-500000/523=64580

低音DO的T=65536-500000/1047=65059

C调各音符频率与计数值T的对照表如表4.1所示。

表3.3.1 C调各音符频率与计数值T的对照表

低音

T 参

T 参

T 参

Do 2

62

1

908

2

29

D

o

5

23

9

56

1

15

D

o

1

046

5

7

5

7

Do ﹟

2

77

1

805

2

17

D

o﹟

5

54

9

03

1

08

D

o﹟

1

109

5

4

5

4

Re 2

94

1

701

2

04

R

e

5

87

8

52

1

02

R

e

1

175

5

1

5

1

Re ﹟

3

11

1

608

1

93

R

e﹟

6

22

8

04

9

7

R

e﹟

1

245

4

8

4

8

Mi 3

30

1

515

1

82

M

i

6

59

7

59

9

1

M

i

1

318

4

5

4

5

Fa 3

49

1

433

1

72

F

a

6

98

7

16

8

6

F

a

1

397

4

3

4

3

Fa ﹟

3

70

1

351

1

62

F

a﹟

7

40

6

76

8

1

F

a﹟

1

480

4

1

4

1

So 3

92

1

276

1

53

S

o

7

84

6

38

7

7

S

o

1

568

3

8

3

8

So ﹟

4

15

1

205

1

45

S

o﹟

8

31

6

02

7

2

S

o﹟

1

661

3

6

3

6

La 4

40

1

136

1

36

L

a

8

80

5

68

6

8

L

a

1

760

3

4

3

4

La ﹟

4

64

1

078

1

29

L

a﹟

9

32

5

36

6

4

L

a﹟

1

865

3

2

3

2

Si 4

94

1

012

1

21

S

i

9

88

5

06

6

1

S

i

1

976

3

3

3.3.3 节拍的确定

若要构成音乐,光有音调是不够的,还需要节拍,让音乐具有旋律(固定的律动),而且可以调节各个音的快满度。“节拍”,即Beat,简单说就是打拍子,就像我们听音乐不自主的随之拍手或跺脚。若1拍实0.5s,则1/4 拍为0.125s。至于1拍多少s,并没有严格规定,就像人的心跳一样,大部分人的心跳是每分钟72下,有些人快一点,有些人慢一点,只要听的悦耳就好。音持续时间的长短即时值,一般用拍数表示。休止符表示暂停发音。

一首音乐是由许多不同的音符组成的,而每个音符对应着不同频率,这样就可以利用不同的频率的组合,加以与拍数对应的延时,构成音乐。了解音乐的一些基础知识,我们可知产生不同频率的音频脉冲即能产生音乐。对于单片机来说,产生不同频率的脉冲是非常方便的,利用单片机的定时/计数器来产生这样的方波频率信号。因此,需要弄清楚音乐中的音符和对应的频率,以及单片机定时计数的关系。表3.3.2节拍与节拍码对照

节拍码节拍数节拍码节拍数

1 1/4拍 1 1/8拍

2 2/4拍 2 1/4拍

3 3/4拍 3 3/8拍

4 1拍 4 2/1拍

5 1又1/4拍 5 5/8拍

6 1又1/2拍 6 3/4拍

8 2拍8 1拍

A 2又1/2拍 A 1又1/4

C 3拍 C 1又1/2

F 3又3/4拍

每个音符使用1个字节,字节的高4位代表音符的高低,低4位代表音符的节拍,图5.2为节拍码的对照。如果1拍为0.4秒,1/4拍实0.1秒,只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY,则1拍应为4DELAY,以此类推。所以只要求得1/4拍的DELAY时间,其余的节拍就是它的倍数,如图5.3为1/4和1/8节拍的时间设定。

表3.3.3 1/4和1/8节拍的时间设定

曲调值DELAY 曲调值DELAY

调4/4 125毫秒调4/4 62毫秒

调3/4 187毫秒调3/4 94毫秒

调2/4 250毫秒调2/4 125毫秒

3.3.4 编码

do re mi fa so la si分别编码为1~7,重音do编为8,重音re编为9,停顿编为0。播放长度以十六分音符为单位(在本程序中为165ms),一拍即四分音符等于4个十六分音符,编为4,其它的播放时间以此类推。音调作为编码的高4位,而播放时间作为低4位,如此音调和节拍就构成了一个编码。以0xff作为曲谱的结束标志。

举例1:音调do,发音长度为两拍,即二分音符,将其编码为0x18。

举例2:音调re,发音长度为半拍,即八分音符,将其编码为0x22

歌曲播放的设计。先将歌曲的简谱进行编码,储存在一个数据类型为unsigned char 的数组中。程序从数组中取出一个数,然后分离出高4位得到音调,接着找出相应的值赋给定时器0,使之定时操作蜂鸣器,得出相应的音调;接着分离出该数的低4位,得到延时时间,接着调用软件延时。

表4.4 简谱对应的简谱码、T值、节拍数

简谱发音

简谱

T值

节拍

节拍

5

低音

SO

1 64260 1

1/4

6

低音

LA

2 64400 2

2/4

7

低音

TI

3 6452

4 3

3/4

1

中音

DO

4 64580 4 1拍

2

中音

RE

5 64684 5

1又

1/4拍

3

中音

MI

6 6477

7 6

1又

1/2拍

4

中音

FA

7 64820 8 2拍

5

中音

SO

8 64898 A

2又

1/2拍

6

中音

LA

9 64968 C 3拍

7

中音

TI

A 65030 F

3又

3/4拍

1

高音

DO

B 65058

2

高音

RE

C 65110

3

高音

MI

D 65157

4

高音

FA

E 65178

5

高音

SO

F 65217

3.4软件系统总流程图及设计思路说明

(1)键盘扫描程序:

检测是否有键按下,有键按下则记录按下键的键值,并跳转至功能转移程序;无键按下,则返回键盘扫描程序继续检测

(2)功能转移程序:

对检测到得按键值进行判断,是琴键则跳转至琴键处理程序,是功能键则跳转至相应的功能程序,我们设计的功能程序有两种,即音色调节功能和自动播放乐曲功能(3)琴键处理程序:

根据检测到得按键值,查询音律表,给计时器赋值,使发出相应频率的声音

(4)自动播放歌曲程序:

检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序,电子琴会自动播放事先已经存放好的歌曲,歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序,继续等待是否有键按下

程序总流程图

3.4.1软件各功能模块的流程图设计及思路说明弹奏程序流程图

自动播放歌曲程序流程图

4.安装与调试

4.1 检查硬件连接

在PROTUES检查各硬件管脚是否连接正确,线路逻辑是否正确,例如:晶振电路的连接,复位电路是否设计正确。

4.2 检查软件系统

1.根据系统的原理结构检查各流程图是否正确,再根据流程图来检查程序是否也正确。

2.将所有程序组织起来,在软件环境下运行,检查程序是否正确。通过对硬件和软件系统的认真检查,反复测试,如果没有出现问题即可把源程序编译成HEX文件装载到单片机中,对硬件进行仿真。

4.2.1.总体运行图

4.3调试中遇到的问题

1.电子琴实现,音乐盒不能进行音乐播放。经过程序不断修改后。可将电子琴,音乐盒两种不同的音律在同个定时器T0里实现。

5.结论

设计简单原理介绍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。

在这个程序中,弹奏音乐的程序是用定时/计数器T0来完成的,播放音乐程序则也是是用定时/计数器T0来完成的。

6.设计仪器、设备和材料清单

主要仪器设备:

个人计算机和相关的软件

主要元器件:独立按键18个

单片机芯片AT80C51一片

12MHz晶振一个

单个共阳数码管

不同阻值电阻数个

USB电源插口一个

喇叭一个

10uF、30pF电容数个

电路板一块

电烙铁一个等

7. 收获、体会和建议

这次设计从软件方面来讲不是很难,程序相对长一点,但都是书本上所学的知识,主要是中端及其服务程序的编写。在protues上仿真,则起到很好的效果,因为元器件都是理想状态的,但做出实物来却不是那么简单啦。经过多次调试、修改才得以出结果。将程序烧入芯片,调试成功后,可任意弹奏自己想要的旋律。同时可以播放和切换4首歌曲,但是也有不足之处的,声音杂音时而有点大,不稳定。

经过本次课程设计,我们比较好的把理论知识与实践相结合,而我们在也本次设计中收获不少。设计过程中,首先,对于C语言多了一层了解,其次,还有硬件的接线,还有8051芯片的引脚方面,都让我们收获不少。加强了自身的动手能力。当然在这次宝贵的毕业设计活动中,经验才是对于我们最大的收获,而且还增强了自身对未知问题以及对知识的深化认识的能力,用受益匪浅这个词语来概括这次难忘的活动我觉得再合适不过了。但是,光是完成了作品还是不可以自我满足的,在从一开始的时候就怀着将作品制作得更加人性化,更加令人满意,更加地使功能完美又方便地被应用领域这个最终目的下,随着对单片机这门学科的认识加深,到达了拓展的程度,我想这个目的将在不远的时期内被实现。

总之,这次设计从软件编写、调试到软硬件联机调试,我倾注了大量的时间和心血。真是曾经为程序的编写而冥思查找过,曾经为无法找出错误而郁闷苦恼过,也曾经为某一功能不能实现而犹豫彷徨过,但最终我成功了。

我不仅品味到了结果的喜悦,更明白了过程的弥足珍贵。

8.参考文献

[1]周美娟肖来胜《单片机原理及系统设计》清华大学出版社

[2] 谢自美.《电子线路设计·实验·测试》华中理工大学出版社,1992

10.附录

设计源程序

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

//sbit duan=P3^6;

sbit key1=P3^2;//按key1可暂停歌曲

sbit key2=P3^3;//按key2可切换歌曲

sbit fm=P3^7;//蜂鸣器连续的IO口

sbit KK=P2^0; //点亮一个数码管

uchar count2=0;//歌曲标志

uchar timeh,timel,i;

/***********************************************************/

uchar code DSY_table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80, //0~8

0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0x8f};

//9,A~F

uint code tone_delay_table[]={ 64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,

64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178}; //个音符对应的延时

uchar keyno; //定义按键得到的初值

void delay_ms(uchar x) //延时子函数

{ uchar i;

while(x--)

for(i=0;i<120;i++);

}

void keys_scan() //键盘扫描子函数

{ uchar tmp,k;

P1=0x0f; //高四位置0 ,放入四行

delay_ms(2);

//按键后00001111将变成0000xxxx,x中1个为0,3个仍为1

//下面的异或操作会把3个1变成0,唯一的0变成1

tmp=P1^0x0f;

基于单片机的简易电子琴设计课程设计

基于单片机的简易电子琴设计课程设计

湖南文理学院 课程设计报告 课程名称:单片机课程设计 专业班级:自动化10102班17号学生姓名:肖葵 指导教师:王南兰 完成时间:2013年 6 月13 日报告成绩: 湖南文理学院制

摘要 随着社会的发展进步,音乐逐渐成为人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。人们对于电子琴如何实现其功能,如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。 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。本文的主要内容是用AT89S52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。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:AT89S51;音色节拍器;电子琴

ABSTRACT With the development of our society, music has become an important part of life. There’s a saying goes that people who likes music cannot be an evil. During our life, we often enjoy all kinds of music in the world to baptize our spirits. This thesis has designed a simple microcontroller-based electronic key board. We are curious about the foundation of electronic keyboard, such as the choice of timber, the control of volume, the metrononme and automatic playback. The keyboard is a product of modern electronic technology combined with music, it is a new type of keyboard instruments. And it plays an important role in modern music. Single chip has a powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89S51 control of the core components, Design of an electronic organ, single chip as a host to the core, with the keyboard, speakers and other core modules main control module, in the main control module has 16 keys and speakers. Stability of the system, its advantages are simple hardware circuits, software functions, control system reliability, high cost performance and have certain practical and reference value. Key words : single chip MCU keyboard speaker electronic organ

武汉工程大学单片机多路抢答器的课程设计资料

电气信息学院 单片机技术课程设计报告 课题名称多路抢答器的设计 专业班级10 电气4班 学号2010500238 __________________ 学生姓名________ 杨彬____________ 扌旨导教师______ 易先军___________ 评分_____________________________

2013年6月17日至6月21日

课程设计量化评分标准 指导老师评语:

答辩记录 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法(至少两例)。答:(1)问题说明:对于采用独立式按键设计还是行列式按键设计有所困扰。 解决方法:行列式键盘是采用X*丫型按键来实现I/O的扩展的,这种按键的排 列方式可以有效的提高I/O 的利用率。 (2)问题说明:Proteus 软件中,从元器件库中调出的元件有的不能仿真。 解决方法:Proteus 里面又不是器件是没有仿真模型的,只是个原理图 符号,故必须选含仿真模型的器件。 2、教师现场提的问题记录在此(不少于2个问题)。 (1)Proteus 软件的主要功能是什么? 答:Proteus 软件可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路,软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备,各种虚拟仪器,特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。 (2)如果有多个按键几乎同时按下,你是如何来保证最先按下的按钮抢答成功的? 答:可以通过锁存器达到目的。当有第一个按键被按下时,锁存器将迅速锁存优先抢答者的按键状态,并能同时禁止其他选手按键,使其按键操作无效。

现如今生活娱乐的多元化已是现代的生活方式之一。知识、娱乐比赛更是流行于各行各业,而其中又以抢答形式为主。在抢答过程中,为了知道哪一组或 哪一位选手优先获得抢答权,必须要设计一个系统来完成这个任务,避免人的主观意识判断错误。在抢答中,只靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用单片机系统来设计抢答器,使以上问题得以解决,即使两组的抢答时间相差甚小,也可分辨出哪组优先答题。此次设计使用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的抢答器,与数码管、报警器等构成八路抢答器,利用了单片机的延时电路、按键复位电路、时钟电路、定时/中断电路等。设计的抢答器具有实时显示抢答选手的号码和抢答时间的特点,而复位电路,则使其能再开始新的一轮答题和比赛,与此同时还利用汇编语言编程,使其能够实现一些基本的功能。 关键词:AT89C51单片机;抢答器;数码管;报警器 I

单片机课程设计报告书----电子秤

一、设计任务及要求: 设计任务: 完成一个简单的使用数字电子秤的硬件与软件部分的设计。 设计要求: 1.利用单片机实现对所设计的电子秤的各项功能的控制。 2.电子秤能够LCD液晶显示出商品的名称、价格,重量、总价等信息。 3.电子秤具有储存几种简单商品价格的功能。 4.电子秤的测量范围要求达到5KG,测量精度要求达到0.001。 5.电子秤能够自动完成商品的价格计算。 指导教师签名: 2010 年6月16 日二、指导教师评语: 指导教师签名: 2010 年7月3日三、成绩 验收盖章 2010 年7 月日

基于单片机的实用电子秤的设计 1 设计目的 单片机以其功能强,体积小,功耗低,易开发等很多优势被广泛应用。本 次数字电子秤的设计就是需要通过选择合适的单片机来进行主控,再结合A/D 转换、键盘、液晶显示、复位电路和蜂鸣器报警驱动电路的知识,同时在软件 的设计过程中用到键盘扫描、液晶显示驱动、模数转换程序及汉字库的的设计, 做到对我们所学数电、模电、单片机等知识的综合应用,最终实现所设计数字 电子秤的各项功能,达到“巩固知识,培养技能,学而用之”的实践目的。通过这次课程设计,不但要提高我们在工作中的学习能力、探究能力、应用能力和动 手能力,还要历练我们不畏艰难、不懂便学、有漏必补的认真严谨的工作态度,强化我们的社会适应力和社会竞争力,为走向社会提前试水,完善自我。 2 设计的主要内容及要求 本设计主要完成一个简单实用数字电子秤的硬件电路部分和软件部分的设计。硬件部分包括数据采集、最小系统板、人机交互界面三大部分。其中,数 据采集部分由压力传感器和A/D 转换部分组成;人机界面部分为键盘输入、 液晶显示。软件部分应用单片机 C 语言实现了本设计的全部控制功能。本设 计的数字电子秤要求能够显示商品的名称、价格、总量、总价等;能够自动完 成商品的价格计算;能够储存几种简单商品的价格;能够具有超重提醒功能, 一旦重量超出了自身重量的测量的范围,发出警报;同时对数字电子秤的测量 范围要达到5KG,测量精度要求达到0.001。 3 整体设计方案 整个数字电子秤电路由压力传感电路(ADC0832采样)、模数转换系统、单 片机主控制电路、LM4229显示电路、蜂鸣器报警电路和4*4键盘电路6 个部

(完整版)基于51单片机的电子八音盒详细设计步骤

一、设计目的 利用8052单片机结合内部定时器设计一个八音盒,按下单键可以演奏预先设置的歌曲旋律。 二、设计要求 其基本功能为:1,使用LED显示器来显示目前演奏的歌曲编号;2,具有8个按键操作来选择演奏哪一首歌曲;3,内建8首歌曲旋律,按下单键可以演奏歌曲。 三、设计器材 T89C52单片机、晶振、八个按键、二位一体共阳极数码管、电阻电容若干、导线。 四、设计方案及分析 设计思路: (1)选择8052单片机,通过T0定时中断,并配合P2.0引脚输出音频频率。 (2)P2.0引脚输出接蜂鸣器。 (3)通过P0口接LED。 (4)P1口接键盘,输入歌曲号。 音符产生方法: 不同的音调有不同的频率。频率不同,音调也就不同。 利用定时器,使其工作在模式1,定时中断,然后控制P2.0引脚的输出每次取反,就可以在P2.0的引脚输出相应的方波频率。改变计数初值,就改变了频率。定时器的定时时间等于半个周期,定时时间到就输出脉冲取反,重复此过程,就可在P2.0引脚得到一音频的脉冲。 如:中音1的频率=523HZ,周期T=1/523=1912us; 定时器的定时时间为:T/2=1912/2us=956us; 计算得TH0,TL0的计数初值THTL=64580 下面是个音符计数初值

节拍产生方法: 音乐中的节拍用延时时间产生。假设1/4拍执行一次延时程序,这1/2拍就执行两次延时程序,所以只要求出1/4延时时间,其余的节拍就是他的倍数。为方便记谱,将节拍数也进行编码,如下: 建立曲谱编码表: 编谱用8位编码,高4位代表音符,低4位代表节拍。如5 6中音5,中音6,都是1/2拍,则编码为:82H 92H 程序清单: #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ulong unsigned long sbit SPEAK = P2^0;//接蜂鸣器管脚 uchar th0_f; uchar tl0_f;

单片机电子琴音乐盒课程设计

课程设计报告 设计题目:单片机多功能音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来暂停歌曲,另一个用来切换歌曲本音乐盒共有四首歌曲,还有4*4矩阵键盘电子琴弹奏功能,播放歌曲时,蜂鸣器发出音调,矩阵键盘无扫描信号,不动作。当按下暂停歌曲键时,可继续弹奏电子琴。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 设计作者:吴文豪 专业班级/学号:10应电三班 1006020144 合作者1:专业班级/学号: 合作者2:专业班级/学号: 指导教师:王明文 设计时间:2012年5月12日———2012年6月3日

目录 引言 (1) 1.设计任务及要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 1. 3研究内容 (2) 2.系统总体设计 (3) 2.1系统结构框图设计及说明 (3) 3.软、硬件设计…………………………………………………………….. 3.1 系统硬件设计………………………………………………………… 3.1.1系统硬件原理图及工作原理说明………………………… 3.1.2单元电路设计原理与元件参数选择……………………… 3. 2系统软件设计…………………………………………………….. 3. 2. 1软件系统总流程图及设计思路说明…………………... 3. 2. 2软件各功能模块的流程图设计及思路说明…………... 4.安装与调试………………………………………………………………. 4.1安装调试过程……………………………………………………… 4.2调试中遇到的问题…………………………………………………5.结论………………………………………………………………………. 6.使用仪器设备清单………………………………………………………. 7.收获、体会和建议………………………………………………………. 8.参考文献…………………………………………………………………. 9.附录………………………………………………………………………

(完整版)基于51单片机的4人抢答器课程设计

基于51单片机的4人抢答器设计 设计要求: 以单片机为核心,设计一个4位竞赛抢答器:同时供4名选手或4个代表队比赛,分别用4个按钮S0~S3表示。 设置一个系统清除和抢答控制开关S,开关由主持人控制。 抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮,锁存相应的编号,并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。 抢答器具有定时抢答功能,且一次抢答的时间由主持人设定(如30秒)。 当主持人启动“开始”键后,定时器进行减计时,同时扬声器发出短暂的声响,声响持续的时间为0.5s左右。 参赛选手在设定的时间内进行抢答,抢答有效,定时器停止工作,显示器上显示选手的编号和抢答的时间,并保持到主持人将系统清除为止。 如果定时时间已到,无人抢答,本次抢答无效,系统报警并禁止抢答,定时显示器上显示00。 工作原理: 通过键盘改变抢答的时间,原理与闹钟时间的设定相同,将定时时间的变量置为全局变量后,通过键盘扫描程序使每按下一次按键,时间加1(超过30时置0)。同时单片机不断进行按键扫描,当参赛选手的按键按下时,用于产生时钟信号的定时计数器停止计数,同时将选手编号(按键号)和抢答时间分别显示在LED上。

#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar num; //定义中断变量,num计满20表示1秒时间到uchar num1; //十秒倒计时显示初始值 uchar flag1,flag2; //清零键及开始键按下标志位 uchar flag3,flag4=0; //定义键盘按下标志位 uchar code table[]={ 0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f}; //数码管编码

单片机电子秤设计报告

基于单片机的电子秤 单片机电子秤设计报告 秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰,电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。 和传统秤相比较,电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片 机设计实现,具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为 0-10Kg,测量精度达到 5g,有高精度,低成本,易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过,比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外,该电子秤电路简单,使用寿命长,应用范围广,可以应用于商场、超市、家庭等场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。 一、功能描述 1、采用高精度电阻应变式压力传感器,测量量程 0-10kg ,测量精度可 达 5g 。 2、采用电子秤专用模拟 / 数字( A/D)转换器芯片 hx711 对传感器信号进行调理转换, HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片

3、采用 STC89C52单片机作为主控芯片,实现称重、计算价格等主控功 4、采用 128*64 汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。 5、采用 4*4 矩阵键盘进行人机交互,键盘容量大,操作便捷。 6、具有超量程报警功能,可以通过蜂鸣器和 LED灯报警。 7、系统通过 USB电源供电,单片机程序也可通过 USB线串行下载。 二、硬件设计 1、硬件方案 单片机电子秤硬件方案如图 1 所示: 图 1 单片机电子秤硬件方案称重传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟 /数字(A/D)转换器芯片hx711 对传感器信号进行调理转换。 HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的 24 位 A/D 转换器芯片,内置增益控制,精度高,性能稳定。 HX711芯片通过 2 线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据,进行计算转换,再液晶屏上显示出

基于51单片机数字音乐盒的设计

单片机实物设计 题目: 单片机音乐盒设计 班级: K0312416-17 姓名:湛俊朱斌杨裕庆 学号:K031241705 K031241632 K031241737

摘要 本设计是一个基于STC89C51RC系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。本音乐盒共有四首歌曲,用4个按键控制。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS 仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 【关键词】STC89C51RC 按键蜂鸣器 LCD1602液晶

目录 前言 ................................................................................................................................. 第一章工作原理 .............................................................................................................. 1.1设计目标 ............................................................................................................... 第二章软件设计与分析................................................................................................... 2.1 软件设计的组成................................................................................................... 2.2 各部分软件分析 ................................................................................................. 2.2.1 延时165MS,即十六分音符子函数 .......................................................... 2.2.2 延时1MS子函数...................................................................................... 2.2.3 定时器0中断子函数 .............................................................................. 2.2.4 播放音乐子函数...................................................................................... 2.5 定时器1中断子函数.................................................................................. 2.6 按键扫描子函数 ......................................................................................... 2.2.7 主函数..................................................................................................... 2.3 总源程序 ............................................................................................................ 第三章软件仿真 .............................................................................................................. 3.仿真图...................................................................................................................... 3.1 元件清单 ............................................................................................................... 总结 ..................................................................................................................................... 参考文献..............................................................................................................................

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于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。他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。本文的主要内容是用AT89S52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8个按键,和一个复位按键。 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硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎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,构成我们想演奏的那首曲目。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来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282

基于单片机STC89C52RC的八路抢答器课程设计报告75092282

信息与电子工程学院 课程设计报告 课程单片机技术应用 设计题目基于单片机STC89C52RC的八路抢答器专业应用电子技术 班级11级4班 成员姓名学号分工成绩 软件部分 硬件部分

目录 一、课程设计概述.................................................................................................................... - 1 - 1.1课程设计背景 (1) 1.2课程设计内容 (1) 1.3课程设计技术指标 (1) 二、方案的选择及确定............................................................................................................ - 1 - 2.1方案一:集成数字电路 (1) 2.2方案二:单片机 (2) 2.3方案分析比较: (2) 三、硬件设计............................................................................................................................ - 3 - 3.1系统硬件设计 (3) 3.2复位电路的设计 (3) 3.3时钟电路设计 (3) 3.4显示电路设计 (4) 3.5按键电路设计 (5) 3.6报警电路设计 (6) 3.7电源模块设计 (7) 四、系统软件设计.................................................................................................................... - 7 - 4.1系统的功能流程 (7) 4.2主程序流程图 (7) 五、系统调试过程.................................................................................................................... - 9 - 5.1软件调试 (9) 5.2硬件调试 (10) 六、总结.................................................................................................................................. - 13 - 七、遇到的问题及解决方法.................................................................................................. - 13 - 八、参考文献.......................................................................................................................... - 13 - 九、附录.................................................................................................................................. - 14 - 9.1仪器与设备 (14) 9.2元器件清单 (14)

单片机电子秤设计报告共28页文档

单片机电子秤设计报告 秤是一种在实际工作和生活中经常用到的测量器具。随着计量技术和电子技术的发展,传统纯机械结构的杆秤、台秤、磅秤等称量装置逐步被淘汰,电子称量装置电子秤、电子天平等以其准确、快速、方便、显示直观等诸多优点而受到人们的青睐。 和传统秤相比较,电子秤利用新型传感器、高精度AD转换器件、单片机设计实现,具有精度高、功能强等特点。本课题设计的电子秤具有基本称重、键盘输入、计算价格、显示、超重报警功能。该电子秤的测量范围为0-40Kg,测量精度达到5g,有高精度,低成本,易携带的特点。电子秤采用液晶显示汉字和测量记过,比传统秤具有更高的准确性和直观性。另外,该电子秤电路简单,使用寿命长,应用范围广,可以应用于商场、超市、家庭等场所,成为人们日常生活中不可少的必需品。 一、功能描述 1、采用高精度电阻应变式压力传感器,测量量程0-40kg,测量精度可达5g。 2、采用电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换,HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片。 3、采用STC89C52单片机作为主控芯片,实现称重、计算价格等主控功能。 4、采用128*64汉字液晶屏显示称重重量、单价、总价等信息。 5、采用4*4矩阵键盘进行人机交互,键盘容量大,操作便捷。 6、具有超量程报警功能,可以通过蜂鸣器和LED灯报警。 7、系统通过USB电源供电,单片机程序也可通过USB线串行下载。

二、硬件设计 1、硬件方案 单片机电子秤硬件方案如图1所示: 图1 单片机电子秤硬件方案 称重传感器感应被测重力,输出微弱的毫伏级电压信号。该电压信号经过电子秤专用模拟/数字(A/D)转换器芯片hx711对传感器信号进行调理转换。HX711 采用了海芯科技集成电路专利技术,是一款专为高精度电子秤而设计的24 位A/D 转换器芯片,内置增益控制,精度高,性能稳定。HX711芯片通过2线串行方式与单片机通信。单片机读取被测数据,进行计算转换,再液晶屏上显示出来。 矩阵键盘主要用于计算金额。当被测物体重量得到后,用户可以通过矩阵键盘输入单价,电子秤自动计算总金额并在液晶屏显示。电源系统给单片机、HX711电路及传感器供电。 2、称重传感器 传感器是测量机构最重要的部件。称重传感器本身具有单调性,其主要参数指标是灵敏度、总误差和温度漂移。 (1) 灵敏度 称重传感器的电灵敏度为满负荷输出电压与激励电压的比值,典型值是2mV/V。当使用2 mV/V灵敏度和5 V激励电压的传感器时,其满度输出电压为10 mV。通常,为了使用称重传感器线性度最好的一段称重范围,应当仅使用满度范围的三分之二。因此满度输出电压应当大约为6mV。当电子秤应用于工业环境时,在6mV满度范围内测量微小的信号变化并非易事。 (2) 总误差 总误差是指输出误差和额定误差的比值。典型电子秤的总误差指标大约是0.02%,这一技术指标相当重要,它限制了使用理想信号调节电路所能达到的精确度,决定了ADC分辨率的选择以及放大电路和滤波器的设计。

基于单片机的音乐盒设计_毕业设计

毕业设计 基于单片机的音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于A T89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来切换歌曲,另一个用来切换8路LED的变化花样,本音乐盒共有两首歌曲,花样灯花样共计3种。播放歌曲时,蜂鸣器发出某个音调,与之对应的LED亮起。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 【关键字】音乐盒;A T89C51单片机;KEIL;PROTEUS;音调

Design Of Music Box Based On SCM Li Kun (Grade06,Class1, Major Computer Science and Technology, Computer Science and Technology Dept,Shaanxi University Of Technology,Hanzhong 723003,Shaanxi) Tutor: FENG Yong-Zheng Abstract:This design is a series based on A T89C51 microcontroller Music Box, based on principles of SCM technology, through the production of hardware and software compilation, designed a multi-function music box. Mainly by the keys of the music box circuit, reset circuit, clock circuit and the buzzer composition. Using two buttons control music box, one to switch songs, and the other is used to switch the 8 LED pattern changes, the music box has two songs, a total of three kinds of pattern light pattern. Play a song, the buzzer sounded a tone, corresponding LED lights up. This design using KEIL programming software to program the music box and debug source code, with the PROTEUS simulation software to simulate hardware, debugging, saving design time. Key Words: Music Box ;A T89C51 SCM; KEIL; PROTEUS; TONE

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,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,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。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7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、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是存在自定义的表中。

单片机课程设计八位竞赛抢答器的设计

单片机原理及接口技术 课程设计 八位竞赛抢答器的设计 姓名: 学号: 指导教师: 院系(部所):机电工程学院 专业:机械设计制造及其自动化 完成日期:2012年12月20日

摘要 随着单子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用与工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。本设计是以八路抢答为基本理念。考虑到需设定限时回答的功能呢个,利用AT89C51单片机及外围接口实现的抢答系统,利用单片机的定时器/计数器定时和记数的原理,将软、硬件有机地结合起来,使得系统能够正确地进行计时,同时使数码管能够正确地显示时间和抢答的号码。用开关做键盘输出,扬声器发生提示,并且有警告灯显示,正常工作时为绿灯,报警或抢答等违规信号时则出现红灯。 关键词:AT89C51;抢答器;计数器

目录 1概述 (1) 2 抢答器的硬件系统设计 (3) 2.1 系统整体方案设计 (3) 2.2 系统硬件组成 (3) 3 最小系统与主控模块的设计与实现 (5) 3.1 单片机最小硬件系统的组成简述 (5) 3.1.1 电源电路 (5) 3.1.2 时钟电路 (6) 3.1.3 复位电路 (7) 3.2 主流程图 (8) 4 模块的设计与实现 (9) 4.1 抢答电路的设计 (9) 4.2 锁存器74HC573 (9) 4.3 主持人控制电路与扬声器的设计...................... 错误!未定义书签。 4.4 显示电路的设计.................................... 错误!未定义书签。 5 软件的设计 (12) 5.1语言选择 (12) 5.2软件总体设计 (12) 总结 (13) 参考文献 (15) 致谢 (16) 附录 (17)

基于单片机的电子秤的设计样本

四川信息职业技术学院 毕业设计阐明书(论文) 设计(论文)题目: 基于单片机电子秤设计 专业:应用电子技术 班级:应电12-3 学号: 1111111 姓名:某某某 指引教师:某某某

二〇一四年十一月二十五日

四川信息职业技术学院毕业设计(论文)任务书

目录 摘要................................................................................................... 错误!未定义书签。绪论................................................................................................... 错误!未定义书签。第一章方案设计与论证................................................................... 错误!未定义书签。 1.1方案选取 ............................................................................ 错误!未定义书签。 1.2方案论证 ............................................................................ 错误!未定义书签。第二章硬件设计与分析................................................................... 错误!未定义书签。 2.1单片机最小系统 ................................................................ 错误!未定义书签。 2.1.1 芯片简介.............................................................. 错误!未定义书签。 2.1.2 时钟电路设计...................................................... 错误!未定义书签。 2.1.3 复位电路设计...................................................... 错误!未定义书签。 2.2信号采集模块 .................................................................... 错误!未定义书签。 2.2.1 传感器选取.......................................................... 错误!未定义书签。 2.2.2 传感器选取.......................................................... 错误!未定义书签。 2.3数据转换电路 .................................................................... 错误!未定义书签。 2.3.1 A/D转换器选取................................................... 错误!未定义书签。 2.3.2 ADC0832简介 ..................................................... 错误!未定义书签。 2.3.3单片机对ADC0832控制原理 ............................ 错误!未定义书签。 2.4声光报警电路 .................................................................... 错误!未定义书签。 2.5显示电路 ............................................................................ 错误!未定义书签。 2.6整机电路 ............................................................................ 错误!未定义书签。

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