单片机的简易电子琴设计报告
简易电子琴设计及制作实验报告
目录摘要 (3)前言 (3)1.课程设计的要求 (4)2.电路的分析 (4)3.电路的绘制 (6)4.pcb图绘制 (6)5.热转印制版法 (7)5.电路焊接与调试 (8)7.总结 (8)附录 (9)参考文献 (9)CAD课程设计简易电子琴设计及制作实验报告摘要本次设计在以STC89C52单片机为核心的系统板上利用C语言设计简易电子琴。
该电子琴能定时给电器供电或断电，最大定时时间可以长达六十分钟且可以再一分钟到六十分钟之间任意调节时间长短，操作使用方便。
采用STC89C52单片机控制，5位共阳数码管显示时间，蜂鸣器提示，继电器作电器电源输出控制。
该定时器可预置定时时间，可通过矩阵键盘上的四个按键来选定定时器预定时间和开始和暂停，然后结合继电器对电器进行供电和断电；利用单片机内部的定时器T0,成功实现了计时器的计时功能；本电子定时器会在定时时间到达零时通过蜂鸣器进行报警，以此提醒用户电器即将断电，方便用户对电器进行其它的操作。
本实验过程包括：①前期设计：1、原理图的绘制、PCB图的设计与排版2、编写程序并下载程序至单片机②实验制作：1、电路板焊接③后期实验工作1、实验调试2、实验报告与总结前言我们生活在一个电子产品层出不穷的时代，作为通信专业的一名学生，了解基本的电子产品的工作原理及基本结构是十分必要的，这对于我们以后了解比较复杂的电子产品有非常重要的作用。
现在电子仪器发展迅速，而且功能越来越齐全化，体积微型化，仪器智能化；电压，电流要求越来越简单，功耗越来越低。
单片机有这体积小，功耗低（STC89C51功耗在100MW左右），功能强，性能价格比高，易于推广应用等显著特点，所以在现代社会中已经占统治地位。
事实上单片机是世界上数量最多的计算机。
现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。
而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。
51单片机设计电子琴报告含代码
电子琴设计报告一、实验目的1.更深刻的了解、学习8051单片机的发声原理，利用定时器可以发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同的音调。
2.其次，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，所以发出不同频率的脉冲。
3.进一步熟悉定时器的编程方法和定时初值的计算，进一步熟悉键盘扫描电路的工作原理和编程方法，了解单片机芯片的接口技术。
二、实验要求1.能够通过键盘演奏音符。
2.能够保存演奏的音乐，并实现回放。
3.有音调调整功能（如：C调，G调）。
4.自由发挥其他功能。
5.要求有单片机硬件系统框图，电路原理图，软件流程图。
三、实验基本原理简易电子琴有主控、蜂鸣器、键盘输入、电源四部分组成。
主控部分以AT89S52 为核心，用C 语言编程，充分运用AT89S52 的8k字节闪烁可编程可擦除只读存储器及其丰富的I/O 口，实现了对键盘数据的采集，和对蜂鸣器声音的控制；键盘输入部分采用4×4的键盘键盘输入，可以实现多个音调；供电部分可对整个电路进行供电。
经测试，整机基本实现预计功能，可以实现键盘演奏音符、调整音调、保存并回放的功能。
四、实验设计分析根据实验所要求实现的功能设计实现该项实验设计的软件电路及硬件电路。
五、实验要求实现A.电路设计1. 整体设计计划利用AT89S52 单片机的功能结合C 语言编程，实现电子琴播放音符等的简单功能，然后结合AT89S52 单片机的控制功能，利用蜂鸣器将输入表达出来，结合程序编制过程中，对各个I/O 的利用设置了键盘的扫描读入，结合电子琴需要多键位的现实，加入了4×4 键盘输入，达到了预期的效果。
2.分块设计1.控制模块AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有8kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。
单片机小制作报告电子琴-5页精选文档
单片机电子琴制作报告这是一款采用89S52单片机控制的8键简易电子琴，用到了单片机定时器和键盘的知识。
一、功能说明：由单片机的P1.0口输出音频信号，在P1.0口接三极管以驱动扬声器喇叭。
P2口连接8个一端接地的按键做为输入，可以连接8只10K的电阻至电源做为上拉电阻（也可以不加）。
P2.0至P2.7依次为Do、Re、Mi、Fa、So、La、Si、Do（高音）。
二、软件仿真：1、先用proteus软件做出仿真电路原理图。
（带上拉电阻时原理图）（无上拉电阻，总线结构原理图）（运行中的原理图）2、再用keil软件编辑汇编代码，联机进行仿真功能的检验。
（keil与proteus联机仿真中）三、汇编代码：BUZZ EQU P1.0ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP INT_T0ORG 0100HMOV 30H,#00MOV 31H,#00MOV P1,#0FFHMOV TMOD,#01HSETB ET0SETB EACLR TR0START: MOV R0,P2CJNE R0,#0FFH,KEY1CLR TR0SJMP STARTKEY1: CJNE R0,#0FEH,KEY2MOV 30H,#0FBHMOV 31H,#0E9HLJMP SET_TIMERKEY2: CJNE R0,#0FDH,KEY3MOV 30H,#0FCHMOV 31H,#5CHLJMP SET_TIMERKEY3: CJNE R0,#0FBH,KEY4MOV 30H,#0FCHLJMP SET_TIMERKEY4: CJNE R0,#0F7H,KEY5MOV 30H,#0FCHMOV 31H,#0EFHLJMP SET_TIMERKEY5: CJNE R0,#0EFH,KEY6MOV 30H,#0FDHMOV 31H,#045HLJMP SET_TIMERKEY6: CJNE R0,#0DFH,KEY7MOV 30H,#0FDHMOV 31H,#92HLJMP SET_TIMERKEY7: CJNE R0,#0BFH,KEY8MOV 30H,#0FDHMOV 31H,#0D6HLJMP SET_TIMERKEY8: CJNE R0,#7FH,NOKEY MOV 30H,#0FDHMOV 31H,#0FBHSET_TIMER:SETB TR0SJMP STARTNOKEY: CLR TR0SJMP STARTINT_T0: MOV TH0,30HMOV TL0,31HCPL BUZZRETIEND四、实物图希望以上资料对你有所帮助，附励志名言3条：1、生气，就是拿别人的过错来惩罚自己。
简易电子琴实验报告
简易电子琴实验报告引言：本实验旨在设计和制作一台基于微控制器的简易电子琴，通过按下不同键盘上的按键产生不同音调，从而实现音乐的演奏。
电子琴采用的主要器件为微控制器、音频发声模块以及按键电路。
一、实验目的1.学习和理解数字音乐技术的基本原理；2.掌握微控制器的编程方法和音频发声的实现技术；3.熟悉电子琴的工作原理和设计过程。
二、实验器材1. 单片机：Arduino Uno；2.音频发声模块；3.面包板；4.按键；5.电阻、电容等元件；6.连线和连接器。
三、实验步骤1. 将Arduino Uno连接至音频发声模块，确保连接正确并稳定。
2.在面包板上连接按键电路，将按键与单片机的引脚相连。
3. 编写Arduino Uno的程序，实现按键按下时的音调发声。
4.上电，并测试按键是否能够产生正确的音调。
四、实验结果经过实验得到的结果如下：1.按下不同按键，电子琴会产生不同的音调。
2.通过改变程序中相应按键的频率值，可以调整音调的高低。
五、实验分析1.通过对单片机的编程，实现了按键按下时的音调发声，成功地实现了电子琴的基本功能。
2.实验中使用了音频发声模块，利用其内置的DAC（数字模拟转换器）实现了数字音频信号的模拟输出。
六、实验总结和心得体会通过本次实验，我对电子琴的工作原理和设计过程有了更深入的了解。
学习和掌握了单片机的编程方法和音频发声的实现技术，提高了我的实验能力和动手能力。
同时，也对数字音乐技术有了初步的认识。
在今后的学习和工作中，我将继续深入研究和应用这些知识，为电子音乐的发展做出自己的贡献。
简易电子琴设计报告
简易电子琴设计报告一、硬件设计方案及相关解释：设计一个基于AT89C51单片机的简易电子琴。
要求：1．4X4的16个按键矩阵，并且每个键对应一个音。
2．用AT89C51将键盘连接设计成为电子琴。
3．编写电子琴的程序，要达到可以随意弹奏想要表达的音乐的目的。
基本原理：一定频率产生声音，频率高低决定音调。
利用单片机输出脉冲信号经放大后送给喇叭，便可发出声音。
利用单片机的定时器，让定时器中断一次就对改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波，这也是数字电路产生声音的方法。
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，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，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，只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
二、设计思路：1.定时/计数器的设计和状态字定义：若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。
利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。
就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。
利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数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式是：N＝fi÷2÷fr，式中，N 是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。
其计数初值T的求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求中音DO（261Hz）。
T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580。
单片机实验报告_电子琴
随着科技的飞速发展，单片机技术已成为现代电子技术的重要分支。
为了更好地学习和掌握单片机编程及应用，我们设计并实现了一款基于单片机的简易电子琴。
本实验旨在通过设计一个简易电子琴，让学生深入了解单片机的原理和应用，提高动手实践能力。
二、实验目的1. 掌握单片机的基本原理和编程方法。
2. 学会使用定时器、中断、键盘扫描等技术。
3. 了解电子琴的工作原理和制作方法。
4. 培养学生的创新意识和团队协作能力。
三、实验原理本实验采用STC12C5A32S2单片机作为核心控制单元，通过定时器产生方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音，实现电子琴的演奏功能。
具体原理如下：1. 单片机原理：STC12C5A32S2单片机是一款高性能、低功耗的单片机，具有丰富的片上资源，如定时器、中断、串口等。
2. 定时器：定时器用于产生固定频率的方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音。
通过调整定时器的计数值，可以改变方波信号的频率，从而改变音调。
3. 中断：中断技术用于实现按键扫描功能。
当按键被按下时，单片机响应中断，读取按键状态，并产生相应的音调。
4. 键盘扫描：键盘扫描技术用于检测按键状态。
通过扫描键盘矩阵，可以判断哪个按键被按下，并产生相应的音调。
四、实验内容1. 硬件设计：主要包括单片机、蜂鸣器、键盘、电阻、电容等元器件。
将元器件按照电路图连接，形成电子琴的硬件电路。
2. 软件设计：主要包括主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
通过Keil C编程，实现电子琴的演奏功能。
3. 调试与测试：对电子琴进行调试和测试，确保其能够正常工作。
1. 搭建电路：按照电路图连接元器件，形成电子琴的硬件电路。
2. 编写程序：使用Keil C编写主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
3. 编译程序：将编写好的程序编译成HEX文件。
4. 烧录程序：将编译好的HEX文件烧录到单片机中。
5. 调试与测试：使用万用表测试电路是否正常工作，并对程序进行调试，确保电子琴能够正常演奏。
基于51单片机简易电子琴设计报告
创新制作报告简易电子琴设计摘要本设计主要研究基于STC90C51单片机地简易电子琴设计.它是以单片机作为主控核心，键盘、电脑音响、led等外围器件构成；本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、led显示模块和发声模块组成.其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序.（1）最小系统：它是单片机应用系统地设计基础.它包括单片机地选择、时钟系统设计、复位电路设计等.（2）按键系统模块：本设计采用24个按键，其中21个按键用来显示21个音调，其它3个按键可以进行功能地切换.（3）LED显示模块：八个LED，七个红色LED来显示音符，1个绿色LED指示.（4）发声模块：此电子琴发音是用现成地电脑音响.本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路和编写软件地程序，最后进行软硬件地调试运行.并且从原理图，主要芯片，各模块地原理和各个模块地程序调试来阐述.利用单片机产生不同频率来获得我们要求地音阶，实现高、中、低共21个音符地发音和显示和音乐播放时地控制显示，并且能自动播放程序中编排地音乐，同时还有保存兵播放已按下地音符.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.目录1.概述41.1设计背景41.2设计意义41.3 设计任务42.系统总体方案及硬件设计42.1总体设计42.2硬件设计62.3单片机地最小工作系统62.4电源设计:2.5按键设计:2.6LED灯设计：2.7发声模块：3.系统软件地地编写 73.1电子琴基本原理 73.2主程序 93.3播放音乐模块 163.4录音模块 204.1硬件调试 234.2软件调试 235课程设计体会附1 源程序代码241.概述1.1设计背景由于本课程要做一个创新制作，而老师给地参考题中觉得电子琴这课题不错，因为电子琴能陶冶人地情操，同时使人更快乐，他能真正影响人地心情，因此决定做.单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴地功能，从而可以实现电子琴地微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等.并且可以进行一定地功能扩展.鉴于传统电子琴可以用键盘上地“1”到“A”键演奏从低So到高DO等11个音，从而也可以通过单片机实现对十个按键地扩展，实现七个音符键地高、中、低21个音调地显示播放和音乐地自动播放.1.2设计意义①可以了解音乐地基本知识；②加深对单片机地使用；③学会自己做工程；1.3 设计任务实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：利用现成电脑音响作为发声部件，21个音符键，实现高音、中音、低音地1、2、3、4、5、6、7地发音.并在存储几首歌曲地内容，可以实现自动播放.2.系统总体方案及硬件设计2.1总体设计音乐是有由不同地音阶组成地，而不同地音阶又是由不同地频率发出地，那么产生不同地频率，就可以发出不同地音乐了.而利用单片机就可以产生不同地频率地方波，因此选择单片机为为主来设计.通过程序编写实现单片机输出不同地频率，输出地方波信号再通过接口给电脑音响，让其发声.同时电子琴加入led用来显示.本设计地主要工作是程序编写，通过程序让电子琴实现音乐演奏，歌曲播放以及记录已按下地音符，并播放，最后实现led显示.而硬件主要有单片机最小系统，键盘模块，发声模块，还有一个电源模块.总体框图22.2硬件设计电路图1注：本系统有主控单片机、键盘、led 显示模块、发声模块以及电源组成.2.2.2单片机地最小工作系统:按键输入LED 显示电脑音响单片机这里用地单片机地型号是STC90C516RD+，配以12M地晶振，以及复位电路供电电路构成最小系统.2.2.3电源设计:这里电源直接用直流5v电源；2.2.4按键设计:按键采用4*6扫描；4根行线接P10-P13,六根列线接P14-P17以及P20，P21口共24个按键，0-20代表音符键，0-6代表低音1,2,3,4,5,6,7；7-13代表中音1,2,3,4,5,6,7；14-20代表高音1,2,3,4,5,6,7；21号按键表示播放歌曲键，当按下21号键，进入播放歌曲函数，当按下22号键时，播放下一首歌曲，当按下23键时，退出播放返回主程序.而在主程序中时，代表演奏状态，当按下23号键时，进入录音状态，此时有个绿色地指示灯会亮.而进入录音后，再按一次23键，指示灯灭，退出录音状态，返回主程序.2.2.5LED灯设计：七个红色地LED代表按键地音符DO，RE，MI...分别接到P0口地各个I端口音符DO时，一个LED亮，音符MI时，2个LED亮...同时为了区分高中低音，三个八度LED显示不同，当低音音符播放时，LED闪亮，当是中音时，LED也闪亮，但是闪亮地频率更快，当是高音时，LED全亮，这是通过调节LED亮灭时间来实现，也可以说是PWM吧.还有一个绿色LED指示当前状态，当电子琴处于录音时，LED亮，否则，灭；2.2.6发声模块：这里没有自己做功放，而是使用电脑地音响.3系统软件地地编写3.1电子琴基本原理首先地弄清楚电子琴地基本原理：声音地频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机地某个口线不断输出“高”“低”电平，则在该口线上就能产生一定频率地方波，讲该方波接上喇叭就能发出一定频率地声音，若再利用程序控制“高”“低”电平地持续时间，就能改变输出波形地频率从而改变音调.乐曲中，每个音符对应着确定地频率，下表给出各音符频率.如果单片机某个口线输出“高”“低”电平地频率和某个音符地频率一样，那么将此口线接上喇叭就可以发出此音符地声音.根据这个原理就能设计出，对于单片机来说要产生一定频率地方波大致是先将某口线输出高电平然后延迟一段时间再输出低电平，如此循环地输出就会产生一定频率地方波，通过改变延迟地时间就可以改变输出方波地频率.单片机内部有两个定时计数器T1和T0，单片机地定时计数器实际上是个计数装置，它既可以对单片机内部晶振驱动时钟计数，也可以对外部输入地脉冲计数，对内部晶振计数时称为定时器，对外部时钟计数时称为计数器.当对单片机内部晶振驱动时钟计数时，每个机器周期定时计数器地计数值就加，当计数值达到计数最大值时计数完毕并通知单片机.音乐中各个音符地频率表如下：音符频率表3弄懂后开始程序地实现3.2主程序模块主程序框图参数计算发音原理若要产生音频脉冲，只要算出某一音频地周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期地时间.利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相.就可在P1.0引脚上得到此频率地脉冲.利用AT89C51地内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率地方法产生不同音阶.计算举例例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）.计数脉冲值与频率地关系式是：N＝fi÷2÷fr，式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生地频率.其计数初值T地求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr 例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求中音DO（261Hz）.T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr ＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr，中音DO地T＝65536－500000/523＝64580. 3.2.3计算结果（1）单片机12MHZ晶振，中音符与计数T0相关地计数值如表所示：采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表地方式来获得相应地数据：低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间.用单片机播放音乐，或者弹奏电子琴，实际上是按照特定地频率，输出一连串地方波.为了输出合适地方波，首先应该知道音符与频率地关系.（2）音调数据表曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125ms调4/462ms调3/4187ms调3/494ms调2/4250ms调2/4125ms 上表中地频率数值，有些过多，去掉不常用地黑键频率，只是把白键对应地数据存放在单片机中，即可满足绝大部分地应用需求.定义音调数据表地程序如下：DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 。
单片机实验报告 电子琴
单片机实验报告电子琴单片机实验报告电子琴引言：电子琴是一种流行的乐器，它通过电子元件产生声音，具有丰富的音色和音效。
在本次实验中，我们使用单片机来设计和制作一个简单的电子琴，通过按键触发不同的音调，实现基本的音乐演奏功能。
本文将介绍电子琴的原理、设计过程和实验结果。
一、原理电子琴的原理是基于音频合成技术，通过控制不同频率的声音波形来产生不同的音调。
而单片机作为电子琴的控制核心，负责接收按键信号，并通过输出引脚控制声音的发声。
具体来说，单片机通过读取按键的状态，判断按键是否按下，并根据按键的不同触发相应的音调发声。
二、设计过程1. 硬件设计在硬件设计方面，我们需要准备以下元件：单片机、按键、蜂鸣器、电阻、电容等。
首先，将按键连接到单片机的输入引脚上，以便检测按键的状态。
然后，将蜂鸣器连接到单片机的输出引脚上，以便通过控制引脚输出高低电平来实现声音的发声。
最后，根据需要添加电阻和电容等元件，以保证电路的稳定性和正确性。
2. 软件设计在软件设计方面，我们需要使用单片机的编程语言来实现电子琴的功能。
首先，我们需要设置单片机的输入引脚和输出引脚，并定义按键的状态和蜂鸣器的控制信号。
然后，我们需要编写程序来实现按键的检测和音调的控制。
具体来说，当按键按下时，单片机会读取按键的状态，并根据不同的按键触发不同的音调，同时控制蜂鸣器的输出信号，以实现声音的发声。
三、实验结果在实验过程中，我们成功地设计和制作了一个简单的电子琴。
通过按下不同的按键，我们可以听到不同的音调发声，从而演奏出简单的音乐。
实验结果表明，我们设计的电子琴具有良好的音效和音色，能够满足基本的音乐演奏需求。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电子琴的原理和设计过程，并成功地制作了一个简单的电子琴。
通过单片机的控制，我们可以实现按键触发不同音调的发声，从而演奏出简单的音乐。
电子琴作为一种流行的乐器，具有广泛的应用和发展前景。
通过不断的学习和实践，我们相信可以设计出更加复杂和高级的电子琴，为音乐爱好者提供更多的乐器选择和音乐表达方式。
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设计摘要本设计主要研究基于AT89C52单片机的简易电子琴设计。
它是以单片机作为主控核心，设置键盘、蜂鸣器等外围器件；另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器进行播放“送别”。
本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。
其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序。
（1）最小系统：它是单片机应用系统的设计基础。
它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的I/O口扩展、掉电保护等。
（2）按键系统模块：本设计采用10个按键，其中7个按键用来显示7个音调，其它3个按键可以进行高低中音的切换，并自动播放已存歌曲。
（3）数码管显示模块：SM420562段选端接在单片机的P0口，两个位选端分别接在P2^0和P2^1。
（4）蜂鸣器模块：此电子琴发音电路是通过三极管驱动蜂鸣器发音，经过上拉电阻提高驱动能力。
本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路和编写软件的程序，最后进行软硬件的调试运行。
并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示，并且能自动播放程序中编排的音乐。
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，性价比高等，具有一定的使用和参考价值。
目录1.概述 (4)1.1设计背景 (4)1.2设计意义 (4)1.3设计任务 (4)2.系统总体方案及硬件设计 (5)2.1总体设计 (5)2.2单片机选型 (6)2.3单片机的最小工作系统 (6)2.3.1 时钟电路 (6)2.3.2复位电路 (7)2.4原理框图 (7)2.5显示部分设计 (8)2.5.1数码显示方式 (8)2.5.2八位数码管的结构 (8)2.6按键部分设计 (9)2.6.1操作键设计 (9)2.6.2键盘设计 (9)2.6.3去抖动 (10)2.7发音部分设计 (11)3.系统软件设计 (12)3.1系统分析 (12)3.1.1系统软件的组成 (12)3.1.2 系统总体功能流程图 (13)3.2参数计算 (14)3.2.1发音原理 (14)3.2.2 计算举例 (14)3.2.3 计算结果 (14)3.3程序设计 (16)3.3.1 判断音阶（高中低音）子程序 (16)3.3.2 播放子程序（包括自动播放存储音乐和按键发音） (17)4. PROTEUS软件仿真 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.3仿真结果（任举一例） (20)4.4结果分析 (20)5. 课程设计体会 (21)参考文献 (22)附1 源程序代码 (23)附2 系统原理图 (32)1.概述1.1设计背景随着电子科学技术的飞速发展，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带来更多的生活乐趣。
基于当前市场上的玩具需求量增大，其中电子琴就是一个很好的应用方面。
单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴的功能，从而可以实现电子琴的微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。
并且可以进行一定的功能扩展。
鉴于传统电子琴可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低So到高DO等11个音，从而也可以通过单片机实现对十个按键的扩展，实现七个音符键的高、中、低21个音调的显示播放和任意音乐的自动播放。
该设计将十个音键制作成独立键盘，其中七个为音符键，三个为控制键，并用数码管进行显示，使电子琴的功能更加完美。
不但可以实现对按键的显示，而且可以实现对音乐的自动存储和播放，使该设计功能更加完善。
1.2设计意义该设计具有以下优点：①可以方便得知播放的音符和音调；②比传统电子琴功能更完善；③制作简单，成本低；1.3 设计任务实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：利用蜂鸣器作为发声部件，两个数码管作为显示部件，设置10个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音。
并在存储一首歌曲的内容，可以实现自动播放。
用PROTEUS实现的电子琴仿真设计说明：单片机的工作时钟频率为11.0592MHz。
2.系统总体方案及硬件设计2.1总体设计实现本次设计的方案有多种，下面比较说明一下最佳方案的选择。
方案一：采用单个的逻辑器件组合音乐是有由不同的音阶组成的，而不同的音阶又是由不同的频率发出的，那么利用不同的频率，就可以发出不同的音乐了。
我们知道计数器8253可以产生任意频率的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率与计数器的频率对应起来就可通过计数器产生音乐了。
根据本实验要求，采用8279将键扫得到的键值通过查表得到相应的8253的频率值，将从8253得到相对应的按键弹奏信号经过LM386进行放大，再用喇叭输出，就实现了简易电子琴的基本功能，也就完成了实验的要求。
方案二：用VHDL语言编程来实现系统整体基本原理图如下：图1、系统整体基本原理图利用我们实验室先进的数字电路实验设备，我们可以采用VHDL语言编程来实现。
我们可以通过VDHL语言，对实验原理图的各个部分进行设计，通过编译，可以在计算机上下载此实验原理图，利用电路学习机上的芯片。
我们很快就可以设计出一个简单的电子琴。
并实现其功能。
方案三：采用AT89S52单片机作为主控芯片，设置键盘、蜂鸣器等外围器件，另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器发音。
三种方案的比较：方案一采用单个的逻辑器件组合实现。
这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然，但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。
例如七个不同的音符是由七个不同的频率来控制发出的，所用仪器之多显而易见。
方案二采用VHDL 语言编程来实现电子琴的各项功能。
系统主要由电子琴发声模块、选择控制模块和储存器模块组成。
和方案一相比较，方案二就显得比较笼统，虽然我们可以看到用超高速硬件描述语言VHDL的优势，但本质上它只是把整个系统分为了若干个模块，而不牵涉到具体的硬件电路。
方案三与前两种方案相比，主控芯片采用AT89S52单片机，它是大规模集成电路技术发展的产物，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。
同时具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，由于本设计主要用于人们娱乐方面，因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。
而第三种方案具有经济可行性、技术可行性、实物应用性。
综上所述，本次课程设计采用第三种方案。
2.2单片机选型硬件电路要以单片机作为主控芯片，实现按键输入音符和音调，两位数码管的显示以及低音频功率放大和蜂鸣器发音。
针对本设计的功能和用途，采用AT89S51单片机更好，实现功能完全，性价比较高，更适合本设计。
2.3单片机的最小工作系统单片机加上适当的外围器件和应用程序，构成的应用系统称为最小系统。
2.3.1 时钟电路单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。
通常在引脚XTALl 和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，结构图2 中X1、C1、C2。
可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体，补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。
图2、时钟电路2.3.2复位电路单片机小系统常采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。
上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。
手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。
其结构如下图。
上电自动复位通过电容C3充电来实现。
手动按键复位是通过按键将电阻R1与VCC接通来实现。
图3、复位电路2.4 原理框图本系统有主控芯片89S52、发音单元、显示模块、按键模块组成。
图4、原理框图2.5显示部分设计2.5.1数码显示方式数码显示有静态显示方式与动态显示方式两种。
工作在静态显示方式时，数码管的位线与电源一直相连，数码管中的二极管均处于通电状态，即在静态工作方式下，显示电路中数码管的位选线是同时选通，而数码管的段选线是独立输入。
工作在动态显示方式时，数码管的位线在扫描控制电路的控制下按设定顺序导通，即电路中的数码管是逐个接通电源，数码管的段选线以并联方式与译码电路联接，即在动态工作方式下，数码管不是同时导通显示而是按照设定顺序分时导通显示。
2.5.2八位数码管的结构本次课程设计的显示电路采用两位数码管进行显示，由于此设计采用的是共阴极的，使用时不加限流电阻。
为了显示字符，要为 LED 显示器段码，除了组成8字形的字符的 7段，另加上1个小数点位，共计8段，因此提供给 LED 显示器的显示段码为1个字节。
图5、数码管电路2.6 按键部分设计2.6.1操作键设计常用的按键有三种：机械触点式按键、导电橡胶式和柔性按键（又称触摸式键盘）。
机械触点式按键是利用机械弹性使键复位，手感明显，连线清晰，工艺简单，适合单件制造。
但是触点处易侵入灰尘而导致接触不良，体积相对较大。
导电橡胶按键是利用橡胶的弹性来复位，通过压制的方法把面板上所有的按键制成一块，体积小，装配方便，适合批量生产。
但是时间长了，橡胶老化而使弹力下降，同时易侵入灰尘。
柔性按键是近年来迅速发展的一种新型按键，可以分为凸球型和平面型两种。
柔性按键最大特点是防尘、防潮、耐蚀，外形美观，装嵌方便。
而且外形和面板的布局、色彩、键距可按照整机的要求来设计。
但是由于客观条件与经济能力有限，本系统采用机械触点式按键。
2.6.2键盘设计键盘在单片机应用系统中是一个关键的部件，它能实现向计算机输入数据，传送命令等功能，是人工干预计算机的主要手段。
键盘可以分为2类：独立连接式键盘和矩阵式键盘。
(1)矩阵式键盘单片机系统中，若按键较多时，通常采用矩阵式（也称行列式）键盘。
矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上。
显然，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。
矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关的两端，行线通过上拉电阻接到+5V上．当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连的列线电平决定。
这是识别按键是否按下的关键。
(2)独立连接式键盘独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。