基于51单片机简易电子琴的设计

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(完整版)基于51单片机的简易电子琴设计

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鉴于 51 单片机的简略电子琴设计一.问题提出为何选择简略电子琴设计?1.关于音乐的兴趣我们对音乐都有着浓重的兴趣,喜爱听钢琴曲,如理查德·克莱德曼演奏的《思乡曲》《星空》《秋天的密语》等,音乐在我们的生活中饰演着很重要的角色。

有人曾说,喜爱音乐的人不会向恶。

从前不认为然,但是跟着这些年来慢慢喜爱上阴暗,听了愈来愈多的钢琴曲以后,感觉这句话特别有道理。

音乐是用艺术家用音符记录世界,传达感情的一种艺术形式,音乐里有一种和睦之美,听音乐能够让人心情愉快,与外界和睦一致。

音乐此刻已经成为我生活中很重要的一部分,我们每周都会抽些时间去赏识世界名曲,作为对精神的浸礼。

2.关于电子琴的好奇好奇是人的本性,人类关于自然的认识,关于科学的探究,无不始于好奇。

我们对电子琴怎样实现其功能,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,想经过学习单片机这个时机,深入认识电子琴的功能实现原理。

3.关于51单片机强盛功能的信任51单片机有基本特征:(1)面向控制的 8 位 CPU 和指令系统(2)4K 字节的程序储存器( ROM 或 EPROM)(3)128 字节的数据储存器(4)可编程的并行 I/O 口 P0~P3,有 32 位双向输入 /输出线(5)一个全双工串行口(6)两个 16 位准时器 /计数器(7)五其中止源,两个优先级的中止构造(8)一个片内时钟振荡器和时钟电路(9)能够寻址 64K 字节的程序储存器和 64K 字节的外面数据储存器51单片机功能强盛,性能日益完美,在工业测控、智能仪器仪表、机电一体化产品、家电领域中应用宽泛,所以鉴于51 单片机设计简易的电子琴可行性特别大。

二.功能需求1.能够实现基本的琴键功能即每按下一个琴键,单片机能够检测到键盘的按键,并依据按键的地点,经过程序来控制,使蜂鸣器发出不一样频次(音调)的声音,声音延缓一段时间,等到按键松开后,声音停止。

而后再连续扫描,看能否有键按下,这样循环下去,即可实现基本的琴键功能。

基于51单片机的电子琴设计课程设计

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。

基于51单片机的简易电子琴设计

基于51单片机的简易电子琴设计

基于51单⽚机的简易电⼦琴设计基于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个按键可以发出do、re、mi、fa、sol、la、si、Do 8个⾳阶。

2、设计三个拨码开关,三个拨码开关可以调节⾼⾳、中⾳、低⾳三个⾳调。

3、画出电路的总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组合,构成我们想要的⾳乐。

简易电⼦琴是摁下拨码开关时,单⽚机AT89C51会发出声⾳,声⾳从P1.0端⼝经过LM386,经过放⼤以后传⼊喇叭。

声⾳主要是经过单⽚机4×4矩阵键盘的按键产⽣,这⾥只⽤到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:三、设计⽅案本次设计的电⼦琴主要是利⽤AT89C51单⽚机为核⼼控制元件,同时还包括键盘、拨码开关和扬声器等控制模块,由键盘选择⼋个⾳阶。

1、电路原理图的总体设计总体电路需要c51单⽚机⼀⽚,⾳乐按键及喇叭等外围电路,要进⾏⾳调控制和⾳频放⼤,设计好的电路图如下图所⽰:2、键盘控制模块的设计矩阵按键部分由8个轻触按键按照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,则作为输⼊。

⾏线输出是低电平,有健按下,则输⼊线就会被拉低,这样,通过读输⼊线的状态就可得知是否有键按下。

3、键盘消抖当⽤⼿按下⼀个键时,如图所⽰,往往按键在闭合位置和断开位置之间跳⼏下才稳定到闭合状态的情况;在释放⼀个键时,也回会出现类似的情况。

这就是抖动。

抖动的持续时间随键盘材料和操作员⽽异,不过通常总是不⼤于10ms。

⽤软件⽅法可以很容易地解决抖动问题,这就是通过延迟10ms来等待抖动消失,此后再读⼊键盘码。

⼀个单⽚机⼯作于12M晶振,它的时钟周期是1/12(微秒)。

它的⼀个机器周期是12*(1/12)也就是1微秒。

基于51单片机实现的电子琴设计

基于51单片机实现的电子琴设计

目录摘要 (3)Abstract (3)1绪论 (4)1.1背景 (4)1.2目的 (4)1.3 意义 (4)1.4基本理论依据和主要工作内容 (4)2 设计方案简述 (6)2.1键盘模块 (6)2.2发声模块 (6)2.3 8X8点阵显示模块 (6)2.4系统技术指标和预期功能 (7)3 详细设计 (8)3.1主要IC芯片介绍 (8)3.2硬件设计 (11)4 设计结果及分析 (19)4.1 测试 (19)5总结 (20)参考文献 (21)附录主要程序代码 (22)摘要单片机的应用已经越来越贴近生活,用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。

本设计阐述的主要内容是一种基于51 单片机的电子琴的设计,其核心芯片AT89S52 单片机,内部电路包括4X4行列式键盘模块、音频放大模块和8X8LED点阵显示模块,本系统运行稳定,功能较为完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的实用价值。

对于那些需要显示的信息量不是很大,分辨率不是很高,又需要制造成本相对比较低的场合,使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的,他可以显示字符、数字和简单图形,显示亮度较高,并且对环境条件要求比较低。

电子乐器的结构较为复杂,音源是由晶体管产生的电振动,并通过音色回路而产生各种音色;同时由周波数调制产生颤音效果,由振幅调制产生各种乐器的音效。

关键词:AT89S52单片机;音频放大模块;8X8点阵AbstractIts applications have become increasingly close to life, with a single chip to achieve a number of electronic design is becoming simpler. The main elements of the design described is based on 51 single-chip, the flower design, the core chip AT89S52 microcontroller Internal circuit including the 4X4 determinant keyboard module, audio amplifier module and 8X8LED dot matrix display module, the system is stable, function better, control system reliability, higher cost and so on, has some practical value. For those who need to display the amount of information is small, resolution is not high, they need to make the occasion a relatively low cost, using large and small screen, LED dot matrix display is more economical, and he can display characters, numbers and simple graphics, display brightness higher and lower demands on the environmental conditions. : The structure of more complex electronic instruments, the source is generated by the transistor electrical vibration, and sound loops generated by a variety of tone; also modulated by the frequency to produce vibrato effects, generated by the amplitude modulated sounds of various instruments.Keywords:AT89S52 Microcontroller;Audio Amplifier Module;8X8 matrix1绪论1.1背景单片机是随着大规模集成电路的出现极其发展,将计算机的CPU,RAM,ROM,定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成了芯片级的计算机,因此单片机早期的含义称为单片微型计算机(single chipmicrocomputer).它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果。

基于51单片机的电子琴设计

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。

基于51单片机的电子琴设计_论文 精品

基于51单片机的电子琴设计_论文 精品

电创“十年杯”电子设计竞赛论文触摸你心爱的旋律----电子琴设计目录摘要-------------------------------------------------------------3 引言-------------------------------------------------------------4一概述-------------------------------------------------------------------5系统开发意义------------------------------------------------------------5 设计目标-------------------------------------------------------------------------------------------------5系统组成及总框图--------------------------------------------------------6二、硬件设计-----------------------------------------------------------7系统的硬件电路设计 (7)2.1AT89C51 (7)2.2单片机的时钟振荡电路 (7)2.3.复位状态 (8)2.3.复位电路 (8)2.4 单片机最小系统 (9)2.5 键盘输入部分 (9)2.6音频功放电路 (10)TDA2030A放大电路----------------------------------------------------------------------------------112.8扬声器 (11)三、软件设计 (12)3.1如何用单片机实现音乐的节---------------------------------------------13音乐相关知识---------------------------------------------------------------------------------------133.1.1定时/计数器的设计和状态字定义: (14)3.2音调数据表 (16)3.3 软件流程 .................................................................... 错误!未定义书签。

基于51单片机学习板的简易电子琴__本科毕业设计论文

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51单片机实现简易电子琴

基于51单片机实现简易电子琴

2012年-2013年第二届“萌芽计划”报告题目名称:简易电子琴2013年3月目录一.问题重述 (3)二.方案比较 (3)1.方案说明 (3)2.方案比较 (3)三.原理简述 (4)1.用单片机产生音频脉冲 (4)2.音频功放 (4)四.电路原理图和说明以及主要元件说明 (5)1.硬件结构框图 (5)2.仿真电路原理图及说明 (5)3.主要元件及说明 (6)1).STC89C52单片机 (6)2).LM386 (7)3).矩阵式键盘 (8)4.软件设计 (8)五.实现的功能 (9)六.附件 (11)一.问题重述(一)任务设计一个简易的电子琴,实现发不同音调的功能。

(1)采用555做振荡器。

(2)通过扬声器(喇叭)发出不同频率的声音。

(二)要求二.方案比较1.方案说明方案一.用NE555做振荡器,产生不同频率发声。

方案二.用51单片机产生音频脉冲,通过扩音器发声;a.用独立链接式键盘做发声的按键;b.用矩阵式键盘做发声的按键;c.用三极管8050做音频功放电路;d.用LM386做音频功放电路;e.用蜂鸣器发声;f.用喇叭发声。

2.方案比较对于方案一,如果用555振荡器,则实现不了许多发挥的功能。

对于方案二,单片机功能强大,能实现许多的功能,再加上本身也在学习单片机知识,所以我们就选择了方案二而在是用独立链接是键盘还是用矩阵式键盘上,我们看到,独立链接是键盘需要占据单片机的I/O口数量多,而且不好排版,考虑到矩阵式键盘只需接单片机8个I/O口,而且有16个按键,可以实现的音调较多,所以我们选择了用矩阵式键盘在用8050还是用LM386的问题上,刚开始还没有很清晰的决定。

但是我们倾向于用LM386,虽然用8050做功放电路相对于LM386来说电路相对简单,但是用8050三极管不是太了解,再网上搜索资料后,我们感觉,用LM386显得高端一些,而且功放的电压增益在20~200V之间,可供选择的空间大,所以我们选择了用LM386.对于是用蜂鸣器发声还是用喇叭发声,之前买的开发板上有蜂鸣器,感觉那个声音太难听了,所以我们就选用了音色好一点的喇叭。

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电子琴的设计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。

一. 任务要求与总体设计方案1.1 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。

1.2 设计方案1.2.1 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。

1.2.2 按键控制模块电子琴设有8个按键,其中7个作为音符输入,另外一个作为模式转换按键,实现用户存放的自动播放歌曲。

7个按键分别代表7个音符,包括中音段的全部音符,通过软硬件设计,模式转换按键触发外部中断,中断使程序跳转,实现模式转换,启动电子琴。

然后通过查询电子琴所按下的按键,读取电子琴输入状态,跳转到对应的程序入口,实现自编歌曲的。

1.3 总体硬件组成框图该设计方案是通过按键随意按下所要表达的音符,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我们想要的音符或者是音调,电路由复位电路,指示灯电路,和功能按键电路组成,通过功能键可以选择播放音乐或者弹奏音节,硬件主要有下面几个部分组成。

图1-1电子琴硬件设计框图用P2口的高四位和P2口的第四位作为按键的接口,用P1口做信号输出口。

二. 系统的硬件设计为了使电子琴的控制系统更加的方便、灵活以及稳定性,我们对系统硬件进行了简约和优化,使硬件更加的实用,更加的人性化,硬件电路包括中心控制模块、播放模块、按键控制模块、复位按键模块四大类。

2.1 中心控制模块的硬件设计 这次设计的中心控制模块是采用AT89S52单片机来控制整个系统。

其中P2口作为输入口,P1口为信号输出口,P1.0连接音响驱动电路。

2.2 声音播放模块的硬件设计如下图所示,为声音的播放模块,它接到P1.0口上,当有按键按下时,它通过AT89S52中心控制芯片的识别后发出相应的音符。

图2-1音频放大电路2.3 按键控制模块和复位电路模块的硬件设计在P2口连接有8个按键开关加8个拉电阻,它们一端接5伏电源,一端接地。

只要有一个按键被按下,并被单片机扫描到,则会播放发出音符。

图2-2上图为按键复位电路图2-3上图为按键电路4 单片机最小系统设计4.1 电子琴主要电路及其芯片在电子琴主要电路设计中,我们采用了AT89S52单片机芯片,其特点及管脚封装如下介绍一般。

At89s52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。

使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。

AT89S52具有以下标准功能: 8k字节Flash,256字节RAM, 32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。

另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。

空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。

掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。

8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S52P3口亦作为AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。

在flash编程和校验时,P3口也接收一些控制信号。

端口引脚第二功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 INTO(外中断0)P3.3 INT1(外中断1)P3.4 TO(定时/计数器0)P3.5 T1(定时/计数器1)P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器读选通)此外,P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。

RST——复位输入。

当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

上图为AT89S52芯片的管脚图4.2 音频功放电路LM386芯片电子琴的功放电路采用了LM386芯片,使用AT89S52驱动音频放大芯片工作,以达到我们想要输出的音频效果。

LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。

为使外围元件最少,电压增益内置为20。

但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。

输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。

图4-1为LM386管脚封装图。

LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少喝和谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。

4.3 扬声器扬声器是一种把电平转变为声信号的换能器件,扬声器和性能对音质的高低音响很大。

扬声器的种类很多,按其换能原理可分为电动式、静电式、电磁式、压电式等几种,后两种多用于农村有线广播网中,按频率范围可分为低音扬声器、中音扬声器,这些常在音箱中作为组合扬声器使用。

在本次试验作品中使用电磁式扬声器软件是该电子琴控制系统的重要组成部分,在系统的软件设计中我们也用了模块设计,将系统的各部分功能编写成子模块的形式,这样增强了系统软件的可读性和可移植性。

图4-3软件设计流程图本系统软件中还要是编辑电子琴播放状态的内容,在设计中采用汇编语言编写了电子琴控制系统控制和播放内容的程序。

源程序参考附录一主要程序:MAIN:MOV SP,#60H ;初始化堆栈指针MOV 30H,#00 ;定时器初值清零MOV 31H,#00MOV P1,#0FFH ;设置P1口为输入模式MOV TOMD,#01H ;设置定时器0为工作模式1SETB ET0 ;开定时器0中断SETB EA ;开总中断CLR TR0 ;关闭定时器0在程序编写中多次采用了判断指令,来扫描按键的按下,然后把相应的音符传送到指定的内存空间,使其相应的按键对应相应的音符。

源程序参考附录一。

5 电路的仿真和调试Proteus的ISIS事一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统,可仿真各种电路和IC,并支持单片机,元件库齐全,使用方便,可以给我们做电路设计提供方便快捷的仿真效果,让我们事半功倍。

目前支持的单片机类型有:680以及各种外围芯片0系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、HC11系列。

图5-1电路仿真图5-1电子琴仿真图把程序烧进单片机,进行仿真没有问题,证明电路原理图和程序可以使用。

2由于音频功放电路采用了LM386芯片,使得音频放大更加的稳定和没有杂音,进一步达到了实验目的理想效果在此之前,本实验组功放电路曽一度采用简单的三极管NPN9013放大电路来播放声音,其仿真图如下所示:图5-3NPN9013功放电路仿真虽然成功,但是在做完板子调试的时候性能及其不稳定,音响效果也很差,声音大小无法调节,最后通过询问老师以及同学,最后采用了LM386芯片的音频放大电路,最终达到了实验所要的目的。

在作品板的调试过程中,本作品的复位电路的高电平和单片机没有接好,在一开始的调试中就遇到了难题,最终在检验板子和检测中找出问题,并以解决,最终达到了实验的目的。

总结将以调试好的程序烧进AT89S52芯片,再放到电路板中,按下按键就可以发出相应的音。

本次试验通过制作电子琴,将几个模块换呢好的融合起来,对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并接受了基于单片机电子期硬件组成。

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。

说明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,于是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,然后我们利用功放电路来将音乐声音放大,同时同股沟显示模块来确知自己所弹的音符。

通过这次实训设计,我感觉收获了很多:通过这次的单片机实训,我加深了对单片机系列知识及其系统的认识。

这个设计题目并不怎么新颖,但从中体现到了个系统开发设计的过程,足以让我们受益匪浅。

在这次的实训中,让我更进一步的提高了动手能力,也重新复习了一次单片机的程序编程能力,在这期间,让我更加深刻了体会到了汇编程序的思路,加强了对编程能力的理解和对相应资料的查阅。

谢词在这次实训过程中,能够得以顺利的完成,是所有曾经指导过我的老师,帮助过我的同学,成功是你们的帮助和鼓励成果。

在这里我要对你们表示深深的谢意!首先,我要特别感谢我的指导老师,李静老师,莫容老师,在实训过程中,提供了许多宝贵的建议,老师渊博的专业知识,严谨的治学态度,精益求精的工作作风,诲人不惓的高尚师德,朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。

不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法,还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。

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