基于51单片机电子设计制作-屏幕式声光电子琴
基于51单片机的多功能电子琴的设计
基于51单片机的多功能电子琴的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个按键、一排LED灯和扬声器。
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。
一、总体方案设计1、系统设计要求本系统分为三个部分，一个是音乐播放，一个是电子琴弹奏，和一个流水灯演示。
具体指标如下：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）固定音乐播放有按键控制：“播放”、“弹奏/停止”。
5）弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放内置音乐。
6）弹奏电子琴时，流水灯会不停的亮灭。
2、系统设计组成本系统分为两个部分，一个是音乐另一个就是电子琴。
音乐播放部分：乐音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，同时，那排流水灯会不停的闪烁，当不想弹奏时通过按放歌键可以演奏事先存放在单片机中的几首动听的曲子供消遣。
当歌曲演奏完时，通过按复位键便可回到初始状态，这样就做出了一台微型电子琴。
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。
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单片机电子设计制作-屏幕式声光电子琴
《综合技能训练》设计报告课题名称：屏幕式声光电子琴姓名：余顺春班级：1320602学号：201320060216指导老师：马善农东华理工大学机械与电子工程学院2016年6月目录1．引言…………………………………………………………………1.1设计的目的……………………………………………………... 1.2设计的内容……………………………………………………... 2．系统硬件设计………………………………………………………2.1 原理图……………………………………………………………….2.2 系统板硬件连线…………………………………………………….2.3 主要芯片简介………………………………………………….. 2.4 三极管放大电路……………………………………………….2.5 时钟电路………………………………………………………..2.6 复位电路………………………………………………………2.7 键盘方案………………………………………………………3．系统软件设计……………………………………………………..3.1 理论基础……………………………………………………………3.2 系统流程图…………………………………………………………4．设计结果及分析………………………………………………….. 5．总结………………………………………………………………. 参考文献…………………………………………………………………附录主要程序代码…………………………………………………….摘要作为电气专业的学生，掌握电子琴的制作是很好检验我们所学知识应用。
它所包含的知识基本上覆盖我们的模拟电子技术基础、数字电子技术基础、单片机基础等技术课程的重要章节。
用电子琴可以演奏出各种美妙的音乐,而音乐是由音符组成,不同的音符又是由相应频率的振动产生,而用单片机来产生不同的频率非常方便,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.子琴的设计以89C52单片机作为系统的核心控制部分，通过制作硬件电路和软件的设计编写，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。
(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。
基于51单片机的显示电子琴设计毕业论文开题报告
近年来，正是由于计算机技术的发展加之计算机多媒体技术及多媒体制作软件的 广泛应用，使模拟电子琴技术也紧随时代的潮流加速发展，比如现在从互联网上就可 以随意免费下载许多计算机软件开发出来的模拟电子琴软件，比如大名鼎鼎的悠悠电 子琴，nbPiano 模拟电子琴，顺风雷电子琴等，不仅以其完美的界面争得了广大电子 琴爱好者地喜爱，而且其功能已经基本接近于真正的电子琴。相信计算机模拟电子琴 的发展会越来越好。
最近 20 年内，软件模拟电子琴技术发展迅速，不论是在制作过程上、操作程序 上还是在演奏技法上都有了突飞猛进的发展，这在音乐发展史上是其他任何实体乐器 所不能比拟的。自从八十年代电子琴进入我国以来，电子琴以它适合中国国情、经济 适用、表现力强、功能强大而受到广大的初学者、音乐爱好者、专业音乐工作者，音 乐家的喜爱，可以说现在电子琴在中国的普及率是很高的。这无论是对提高人们整体 的音乐素质，还是对音乐的发展都是功德无量的事。本课题就是基于电子琴的上述诸 多优点而提出来的。虽然现在电子琴的价格也比较低廉，但是低端的电子琴功能还是 比较单一的，它不能满足人们对多种乐器乐感的要求。而计算机模拟电子琴，功能丰
拟解决的关键问题:
1、完成矩阵键盘的设计，分配好各个按键输入对应单片机各口的控制信息； 2、完成 LED 显示电路的设计，提示信息的显示； 3、完成功率放大电路的设计，使其能够提供更大的电流驱动扬声器；
基于51单片机的电子琴设计
目录摘要Abstract第1章前言 (1)第2章方案论证 (2)2.1 控制模块选择方案 (2)2.2按键选择方案 (2)第3章系统硬件设计及说明 (3)3.1系统组成及总体框图 (3)3.2元件简介 (3)3.2.1 AT89S52 (3)3.2.2 LM386 (5)3.2.3 LED数码管 (7)3.3显示电路 (8)3.4 各功能模块原理图 (9)3.4.1 AT89S52模块电路原理图 (9)3.4.2键盘扫描模块电路原理图 (10)3.4.3数码管显示模块电路原理图 (10)3.4.4音频处理模块电路原理图 (11)3.4.5电源模块电路原理图 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1音乐相关知识 (12)4.2如何用单片机实现音乐的节拍 (12)4.3如何用单片机产生音频脉冲 (12)4.4系统总体功能流程图 (13)第5章电路仿真 (17)5.1 ISIS软件介绍 (17)5.2 仿真图 (17)5.3 仿真图介绍 (18)第6章PCB印制板制作 (19)6.1 印制板制作的要求 (19)6.2印制电路板图 (19)第7章系统调试 (20)7.1软件仿真调试 (20)7.2软件调试 (20)第8章调试结论 (21)第9章参考文献答谢辞附录1：元器件清单附录2：主要电路原理图附录3：程序摘要微型电子琴的设计以AT89S52单片机作为系统的核心控制部分，通过制作硬件电路和软件的设计编写，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。
设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。
可以用它来弹奏和播放乐曲。
特点是设计思路简单、清晰，成本低。
关键词：单片机电子琴AT89S52AbstractThe design takes 89S52 MCU as the core of system's control section . In order to achieve the effect of the circuit that performancing the musical instrument，requesting a song，the function of the memory and demonstration，we can carry on software and hardware's debugging through manufacturing hardware circuit and compiling the software's design . The design applies the principle of the interruption system and fixed time/the counting to performance sound production，and according to the program language to realize the separation of the note and time at the same time. We can use it to play with the broadcast music. And the best advantage is this design is simply and clear .Key words: MCU electronicorgan AT89S52第1章前言1.1 系统开发背景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。
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单片机的液晶显示电子琴设计
基于51单片机的液晶显示电子琴设计摘要单片机是一种集成电路芯片，是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口、中断系统和定时器/计数器等集成到一块硅片上构成一个小而完善的微型计算机系统。
单片机具有体积小、功耗低、速度快、控制能力强、扩展灵活和使用方便等优点，已渗透到我们生活的各个领域，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制的领域。
音乐现在也成了人们生活的一部分，生活的压力，学习的压力，工作的压力，一切的不顺利可以在音乐声中放松下来，让人们心情舒畅，听着音乐放松心情，让我们提高生活质量。
本次课程设计是基于51单片机的简易电子琴系统设计。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种键盘乐器。
本系统以STC89C52为主芯片，4*4矩阵键盘、1602液晶显示屏、扬声器等电路组成，完成显示输入信息、播放相应音符等基本功能。
关键词：STC89C52；LCD1602；电子琴系统Design Of Liquid Crystal Display Keyboard Based On51Single-chip MicrocomputerABSTRACTMCU is an integrated circuit chip,is the CPU,RAM,ROM,I/O interface, interrupt system and timer/counter,etc.integrated into a silicon chip to form a small and perfect micro-computer system.SCM has a small size,low power consumption,speed,control,strong,flexible and easy to expand and other advantages,has infiltrated all areas of our lives,widely used in instrumen -tation,household appliances,medical equipment,aerospace,special equipment of the intelligent management and process control areas.Music is now also a part of people's lives,the pressure of life,the pressure of learning,work pressure,everything is not smooth can relax in the music,let people feel comfortable,listening to music relax,let us improve the quality of life.This course design is based on the 51 single-chip simple keyboard system design.Keyboard is a combination of modern electronic technology and music products,is a keyboard instrument.This system is mainly composed of STC89C52 chip, 4*4 matrix keyboard,1602 LCD screen,speaker and other circuits to complete the display input information,play the corresponding notes and other basic functions.Keyword: STC89C52, LCD1602, keyboard system目录第一章引言 ........................................................................................................... - 1 -1.1 课题设计目的及其意义 ......................................................................... - 1 -1.2 课题设计的任务与主要内容 ................................................................. - 2 - 第二章系统总体方案设计.................................................................................. - 3 -2.1 系统设计要求 ......................................................................................... - 3 -2.2 系统电路框图 ......................................................................................... - 3 - 第三章硬件设计.................................................................................................. - 5 -3.1 STC89C52芯片 ....................................................................................... - 5 -3.2 1602LCD .................................................................................................. - 6 -3.3 矩阵键盘 ................................................................................................. - 7 -3.4 振荡电路 ................................................................................................. - 8 -3.5 复位电路 ................................................................................................. - 9 -3.6 扬声器模块 ........................................................................................... - 10 - 第四章软件设计与调试.................................................................................... - 11 -4.1 使用AltiumDesigner绘制电路图........................................................ - 11 -4.2 程序调试 ............................................................................................... - 11 - 第五章总结与致谢............................................................................................ - 13 -5.1 总结 ....................................................................................................... - 13 -5.2 致谢 ....................................................................................................... - 14 - 参考文献................................................................................................................ - 15 - 附录........................................................................................................................ - 17 - 附录A 实物图............................................................................................. - 17 - 附录B 程序代码......................................................................................... - 18 -第一章引言1.1 课题设计目的及其意义单片机（单片微型计算机）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、稳定可靠等特点。
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《综合技能训练》设计报告课题名称：屏幕式声光电子琴姓名：余顺春班级：1320602学号：201320060216指导老师：马善农东华理工大学机械与电子工程学院2016年6月目录1．引言…………………………………………………………………1.1设计的目的……………………………………………………... 1.2设计的内容……………………………………………………... 2．系统硬件设计………………………………………………………2.1 原理图……………………………………………………………….2.2 系统板硬件连线…………………………………………………….2.3 主要芯片简介………………………………………………….. 2.4 三极管放大电路……………………………………………….2.5 时钟电路………………………………………………………..2.6 复位电路………………………………………………………2.7 键盘方案………………………………………………………3．系统软件设计……………………………………………………..3.1 理论基础……………………………………………………………3.2 系统流程图…………………………………………………………4．设计结果及分析………………………………………………….. 5．总结………………………………………………………………. 参考文献…………………………………………………………………附录主要程序代码…………………………………………………….摘要作为电气专业的学生，掌握电子琴的制作是很好检验我们所学知识应用。
它所包含的知识基本上覆盖我们的模拟电子技术基础、数字电子技术基础、单片机基础等技术课程的重要章节。
用电子琴可以演奏出各种美妙的音乐,而音乐是由音符组成,不同的音符又是由相应频率的振动产生,而用单片机来产生不同的频率非常方便,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.子琴的设计以89C52单片机作为系统的核心控制部分，通过制作硬件电路和软件的设计编写，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。
可以用它来弹奏和播放乐曲。
特点是设计思路简单、清晰，成本低。
关键词:单片机;电子琴;按键;扬声器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。
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，成为不可代替的一部分。
本文的主要内容是用STC89C52RC单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
以单片机作为核心，与按键，扬声器等模块组成核心主控制模块。
本文主要对使用单片机设计简单电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴系统的硬件组成。
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。
本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及程序调试来详细阐述。
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每一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。
1.1设计的目的巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力，通过对一个简易的八音符电子琴的设计，进一步加深对单片机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。
巩固所学课堂知识，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。
1.2设计的内容1. 通过八个按键，分别控制发出do，re，mi，fa，sao，la，xi，do 八个音符。
2. 显示屏上显示所按的键，如按下第一个键，屏幕上显示do，当选择播放歌曲时，播放歌曲“找朋友”，当按下另一个按键，则会显示四种流水灯花样。
系统硬件设计2.1原理图图2-12.2系统板硬件连线系统板硬件连线如图2-1所示，发生模块连线如下1.“单片机系统”的P1.0端口用导线连接到“流水灯”模块上；2.“单片机系统”的P1.1端口用导线连接到播放音乐模块上；3.“单片机系统”的P2.0---P2.7端口用导线连接到“八个音符按键”区域；4.“单片机系统”的P1.4端口用导线接到键盘控制喇叭；2.3 主要芯片简介STC89C52RC芯片STC89C52RC有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，STC89C52RC可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
▲芯片封装与引脚功能2-3 STC89C52RC引脚图▲主要功能特性：· 兼容MCS51指令系统· 8k可反复擦写(>1000次）Flash ROM · 32个双向I/O口· 256x8bit内部RAM· 3个16位可编程定时/计数器中断· 时钟频率0-24MHz· 2个串行中断· 可编程UART串行通道· 2个外部中断源· 共6个中断源· 2个读写中断口线· 3级加密位· 低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能2.4三极管放大电路图2--5放大电路输出原理图此部分的放大电路简单容易实现。
可以采用两个大功率PNP型硅管8550，利用“分压偏置式工作点稳定直流通路”，达到了对静态工作点的稳定。
分压电阻分别选择10K。
蜂鸣器一端接+5V电压，一端接晶体管的发射极。
由P1.0输出预定的方波，加到晶体管进行放大，再输出到嗡宁器，很好的实现了频率、声音的转换。
2.5时钟电路此系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。
MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。
引脚XTAL1和XTAL2分别是此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晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。
外接晶体谐振器以及电容C5和C6构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12. 0592 MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30μF。
在焊接刷电路板时，晶体振荡器和电容应尽可能安装得与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证震荡器稳定和可靠地工作。
2.6复位电路MS-51的复位是由外部的复位电路来实现的。
片内复位电路是复位引脚RESET通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式，此电路系统采用的是上电与按钮复位电路，如图7所示。
当时钟频率选用12 MHz时，C取10μF，R2约为1KΩ，R4约为10KΩ。
图2-7为复位电路的原理图。
2.7键盘方案1键盘设计原理图此系统琴键输入是通过独立式键盘来完成的。
由于8052单片机的八位I/O口足以能实现控制C调各音阶的输出，并且独立式键盘的编程容易易懂，结构简单，实现起来方便，而且每个按键单独占有一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响，所以采用独立式键盘。
P2.0~P2.7 口分别对应琴键1~7输入，如下图所示。
图2-8-1 键盘设计原理图2.关于键盘的抖动问题的分析和解决当用手按下一个键时，如图4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。
很容易想到，抖动问题不解决就会引起对闭合键的识别。
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，这之后，在读入键盘码。
3.1理论基础软件的设计主要是对STC89C52RC单片机进行编程，屏幕式声光电子琴的程序主要是对音符频率的转换，采用定时中断，延时等实现其设计指标，通过外中断T0控制音乐的播放。
首先建立音乐，把音乐的音符找出，建立各个音符的定时常数T值表，如表1所示。
编写程序时我们把T值表按顺序建立在“TABLE”。
每个发音符使用1个字节，字节的高4位(简谱码)代表音符的高低，低4位(节拍码)代表音符的节拍。
如果l 拍为0.4s，1／4拍就是0.1s，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4 DELAY，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。
1／4拍的延时时间在此我们设为125ms，节拍码如表2所示。
音符节拍码编程时放在程序的最后面“SONGx”处。
T值表按顺序建立在“TABLE”如下：table:dw 64260,64400,64524,64580dw 64684,64777,64820,64898dw 64968,65030,65058,65110dw 65157,65178,65217程序框图如图3。
图3 程序框图设计结果与分析单片机的频率和声音输出的原理是，利用琴键控制定时器的开中断和闭中断，即实现发音和闭音。
在此期间再通过对定时器的定时时间进行控制来产生不同频率的方波，驱动功放发出不同音阶的声音。
把C调中相应琴键对应的音符变换为定常数，作为数据表格存放在存储器中。
由程序查表得到定时常数，用以控制定时器产生方波的频率。
当下一个琴键按下时，再查下此琴键所对应音符的定时常数。
依次进行下去，就可以演奏出自己所要的歌曲。
单片机以其体积小、可靠性高、控制功能强、使用方便、性能价格比高、容易产品化等特点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，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。
总结经过两周努力,简易电子琴的设计基本上完成了。
在整个设计过程中，不像以前很多都只是差不多相当于一个焊接工。
从着手设计开始，到最终调试成功总共花了两周时间，从开始的选题，到查资料查看可行性，到最后成功无处不充满了我的期待。
1) 这个设计的基本是学习C语言并加以应用，对于我来说，没有想到的是入手的速度比我的预料慢，在网上搜索大程序的基础上加以修改和编译，总体上所到了许多的时间，并动手绘制原理图，不着手制作硬件（电路板）。