趣味电子琴

河南机电高等专科学校综合实训报告系部：电子通信工程系专业：电子信息工程班级：电信121学生姓名：付玉峰学号： 1204071112015年 6月1．时间：2015年6月15日～2015年6月26日2. 实训单位：河南机电高等专科学校3. 实训目的：熟悉电子产品研发及制作的全过程4. 实训任务：①分析任务要求，确定实现任务的具体方案；②根据方案确定电路原理图；③使用电路板生成软件绘制电路板图，熟练掌握电路板图的绘制技巧；④使用热转印机将电路图转印到覆铜板上，并腐蚀、打孔，制作电路板；⑤认识电子元器件，熟悉常用元器件的特性；⑥熟练掌握焊接方法和技巧，完成电路板的焊接；⑦为产品编写程序，并熟练掌握电子产品通电调试的注意事项；⑧作好实训笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教和解决；⑨联系自己专业知识，体会电子产品制作过程，总结自己的心得体会；○10参考相关的书籍、资料，认真完成实训报告。

综合实训报告前言：单片机，全称单片微型计算机，又称微控制器，是把中央处理器、存储器、定时/计数器、各种输入输出接口等都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。

与应用在个人电脑中的通用型微处理器相比，它更强调自供应（不用外接硬件）和节约成本。

它的最大优点是体积小，可放在仪表内部，但存储量小，输入输出接口简单，功能较低。

单片机的应用相当广泛，从平常的家用电器到航空航天系统和国防军事、尖端武器都能找到它的身影。

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。

在现在的社会中，音乐已经成为了人们生活中不可缺少的一部分。

音乐可以使人放松，让人身心愉悦。

现在人们听音乐大多是通过手机电脑等一些设备，本次实训通过一个单片机来制作一个电子琴，可以让人们在听觉上有更加有趣的享受。

一、实训内容本次设计用89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的电子琴。

以89C51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.根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。

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。

本次实训具体实现的功能：按下音符键可以发出相应的音符。

二、基本原理1、简易的电子琴系统主要是采用AT89C51单片机，单片机工作于12MHZ的时钟频率，使用其定时/计数器T0，工作模式为1，设置成16个音，可随意弹奏想要表现的音乐。

由于本课程设计是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握，不由程序控制。

因此，我们只需弄清楚音乐中的音符和对应的频率，利用单片机的定时/计数器来产生方波频率信号即可。

要产生相应的音频脉冲，只需要计算出某音频的周期，再除以2。

利用计数器计时半周期，计满时使P2.0反向，然后重复计时再反向。

本例中，单片机工作在12MHz时钟，使用定时器/计数器T0，工作模式为1，改变计数初值TH0、TL0就可产生不同频率的脉冲信号。

例如低3MI音，频率为330Hz，其周期T=1/f=1/330=3030us，计数值N=3030/2=1515,所以每计数1515次P2.0反向。

计数初值T=65536-N=64021。

C 调的各音符频率与计数值T的对照表如表1所示。

表1 C调各音符频率与计数值T对照表2、总体硬件组成框图3、主程序流程图三、原理图趣味电子琴四、制作电路板1、画PCB，如下图：2、复印通过计算机把已画好的PCB图复印在专用的纸上。

3、热转印用热复印机把已画好的PCB图复印在提前已经设计好的板子上。

4、腐蚀配一次腐蚀液，一般可以一次腐蚀多块电路板，腐蚀液一般用三氯化铁加水配置而成，三氯化铁为土黄色固体，也易于吸收空气中的水份，所以应密封保存。

用做腐蚀线路板时,与水调节比例为：(1：4)即：500g的三氯化铁约调配2000cc的水，用热水可加快蚀刻速度。

或者用温水（不是热水，以防油漆脱落）可使反应速度快些。

腐蚀是从边缘开始的，当未覆盖碳粉的铜箔被腐蚀完后应该及时取出电路板，以防碳粉脱落后腐蚀掉有用的线路。

这时用清水冲洗，顺便用细砂纸打磨碳粉。

然后擦干，就露出了闪亮的铜箔，一张印刷电路板就做好了。

为了保存成果，通常会用松香溶液涂一遍打磨好的电路板，既可以助焊，又可以防止氧化。

注意三氯化铁具有一定的腐蚀性，最好不要弄在皮肤上和衣服上，很难洗。

5、打孔用打孔机再板子上的焊盘位置打孔，打孔过程中，要注意焊盘的尺寸和钻头的型号。

6、安装器件这一步要注意，拿到器件以后不要急于安装，首先要检查元器件的质量，元器件是否损坏等，其次要注意元器件的安装顺序及正负极。

7、焊接焊接是个技术活，要多锻炼，多动手。

焊接技术能直观的反映一个人对电子产品制作工艺的掌握程度。

焊接的主要方法有熔焊、压焊和钎焊3大类。

焊接的材料是焊接时所消耗的材料，包括焊料和焊剂。

焊料的作用是在接触表面形成合金层与被焊金属连接在一起。

在电子产品装配中，常用的是锡铅焊料。

焊剂的功能是清除金属表面的氧化物、硫化物、油和其他污染物，并防止在加热过程中焊料继续氧化。

另外焊接过程中要注意安全，防止被烙铁烫伤。

到这一步，一块电路板基本上就做成功了，接下来要做的就是把板子修饰下，重要的是调试电路。

完整的电路板如下图：五、电路调试根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。

1、硬件调试对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。

2、软件调试软件调试采用Proteus软件，将编好的程序进行调试，主要是检查语法错误。

3、硬件软件联调将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。

六、总结通过两周的电子实训，我的电子琴终于制作成功了。

首先，本次实训锻炼了我的动手能力，让我掌握了焊接技术的基本要领。

其次，本次实训也锻炼了我发现问题解决问题的能力。

在通电调试的时候，发现当按键按下去的时候，扬声器不会响，然后我就要万用表开始检测，最终找到问题，并解决了问题。

另外，在画PCB的时候要注意线宽30mil，建议焊盘外径80mil，在焊接过程要谨慎，避免出现接点之间的粘连和虚焊等情况。

最后，要认真检查电路，在确认准确无误后接通电源进行调试。

只有熟练掌握了元器件的检测、安装、焊接等技术才能成功地制作出一个成品。

在制作出一个电子产品以后，要多思考，多探索，能不能从原理上简化电路，从原材料上节约材料等方面使电路更加完美。

随着信息科学技术的不断发展，学习电子信息工程的我越来越强烈地感觉到理论知识与实践结合的重要性，可以说实践是我们研究电子技术的一个重要手段，是对理论的验证又是理论知识的实施。

通过这样的实验加深了我们对电子技术知识理论的理解，同时掌握了实验的基本技能和归纳总结的能力，也展现了我们在实验中排除故障的能力和创造性学习的能力。

因此，在今后的学习中要多思考，多探索，多尝试，努力把每一个电子产品都做得完美无瑕！参考文献[1] 张毅坤，陈善久.单片微型计算机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.[2] 张友德，赵志英，徐时亮.单片微机原理应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，2000.[3] 张毅.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2003.源程序#include <stc12c5a.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit speak = P1^0; //P1.0接扬声器sbit LED=P1^1; //P1.1接LEDuint f; //定时常数，音节表值uint tab[] = { //定时半周期的初始值关键在于这个音节表，即定时常数 64021,64103,64260,64400, //低音3 4 5 664524,64580,64684,64777, //低音7,中音1 2 364820,64898,64968,65030, //中音4 5 6 765058,65110,65157,65178}; //高音1 2 3 4void delay(uint c) //延时c毫秒{uchar a,b;for(;c>0;c--)for(b=142;b>0;b--)for(a=2;a>0;a--);}uchar keyscan(void) //键扫描函数，有返回值i{uchar i=16;if(P2!=0xff||P0!=0xff) //按键消抖delay(30);if(P20==0){i=0;} //P20-P27对应按键s16-s9；else if(P21==0){i=1;}else if(P22==0){i=2;}else if(P23==0){i=3;}else if(P24==0){i=4;}else if(P25==0){i=5;}else if(P26==0){i=6;}else if(P27==0){i=7;}else if(P07==0){i=8;} //P07-P00对应按键s8-s1；else if(P06==0){i=9;} //用软件的方式将按键顺序调整else if(P05==0){i=10;} //使硬件按键的顺序从左置右是低到高音else if(P04==0){i=11;}else if(P03==0){i=12;}else if(P02==0){i=13;}else if(P01==0){i=14;}else if(P00==0){i=15;}else {i=16;}return i;}main(void){uchar key_value = 16, key_temp1, key_temp2;//读出的键值TMOD = 0x01; //T0定时方式1ET0 = 1; //允许T0中断EX0 = 1; //允许INT0中断EA = 1; //开总中断TH0 = f/256; //装入定时半周期的初始值TL0 = f%256;while(1){LED=0; //接通电源后，未按键，点亮指示通电TR0 = 0; //T0工作停，暂不发音key_temp1 = keyscan(); //第一次读入按键if(key_temp1 != 16) //有键按下{key_temp2 = keyscan(); //再读一次if (key_temp1 == key_temp2) //两次相等{key_value = key_temp1; //就确认下来f = tab[key_value]; //根据键值，取出定时半周期的初始值 TR0 = 1; //启动定时器T0，发音LED = 1; //LED灭while (keyscan() < 16); //等待释放speak = 1; //停止发音}}}}void time0() interrupt 1{TH0 = f/256; //再装入定时半周期的初始值TL0 = f%256;speak = ~speak; //发音即产生不同频率的方波，使扬声器振动发声}。