(完整word版)单片机课程设计---简易电子琴设计
单 片 机 课 程 设 计
课程设计名称 ： 专 业 班 级 ： 学 生 姓 名 ： 学 号 ： 指 导 教 师 ： 课程设计时间 ： 一、 需求分析 1.1课题背景 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。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。电子科技也在不断的前进，电子技术正在以不同的方式改变着我们的生活，电子琴设计也是希望给人们带来一些生活的乐趣。电子琴可以应用在很多方面，比如一些简易的玩具上或手机上。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化。
本文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统硬件组成。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。并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
1.2 课题设计的任务与主要内容 本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简单的电子琴。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。定时器按设置的定时参数产生中断，由于定时参数不同，就会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，就会发出不同音调。
先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序，然后进行仿真调试，最后细心焊接硬件电路图，将程序烤入芯片中，最终达到设计目的。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。 1.3简易电子琴功能概述 单片机因体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。AT89C51单片机设计微型电子琴的方法，仅需AT89C51最小系统，扩展一组矩阵键盘，再接一组发光二极管用来指示电子琴的工作状态。
本系统分为两个部分，一个是音乐，另一个就是电子琴。 1.单片机并行连接4*4矩阵键盘和一位数码管 2.利用单片机内部定时器T0的定时功能产生音符所对应的音调 3.经功率放大器后输出至音箱 4.在弹奏音乐的同时将音符显示与数码管 5.具备存储在播放所弹奏的音乐的功能 6.具备示范音乐播放功能
二、 概要设计 2.1硬件系统的组成 嵌入式电路，按键电路，LED显示电路和三个功能键组成，通过功能键可以选择播放音乐。（按键一：是否录音；按键二：是否播放；按键三：复位键） 该系统通过电子琴按键随意键入所要表达的音符，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音乐。
图1 硬件系统总体框图 晶振产生频率
AT89C51 中心控制
供电复位电路 弹奏或播放音乐 4*4矩阵键盘 LED灯的显示
扬声器，放大音乐 2.2软件设计流程图 图2 软件设计流程图 2.3工作原理 打开电子琴电源开关后，电子琴默认为弹奏状态（录音LED灯亮表示按键弹奏录音，不亮则普通按键弹奏功能），弹奏/播放显示灯点亮。此时可以进行弹奏音乐，按下矩阵键盘中的任意键，扬声器发相应的音调，数码管显示对应的数字。
按下播放按钮，电子琴处于自动播放状态，弹奏/播放显示灯不亮，就会播放刚才弹走过的音乐，并循环进行播放，如果按下录音按键，将录音灯灭掉，此时播放的音乐改变，播放电子琴内置的音乐，并显示相应音符，循环播放。此时，如果按下复位键，数码管显示0，清楚录音，此时系统又处于弹奏状态。
本设计存储了二首音乐，可循环播放.（小星星和欢乐颂）
P1 三、 运行环境 3.1硬件环境 3.1.1总体设计软件模型 连线： P3^7————蜂鸣器 P2^0————连接LED0（模式指示灯：弹奏--亮，播放--不亮） P2^1————连接LED1和独立开关（录音指示灯：弹奏保存--亮，弹奏不保存--不亮） P3^2————独立按键，外部中断控制复位键 P3^3————独立按键，外部中断播放/弹奏切换按键 P1————连接数码管显示 P0————连接矩阵键盘 此设计模块实现的功能有: 1.把不同的频率也就是节拍的声音输入到放大器，播放弹奏的声音； 2.在弹奏音乐的同时将音符显示于数码管； 3.弹奏音乐的时候要将音符输入到数码管； 4.播放内置储存的音乐时要显示此时播放的音乐音符； 5.具备存储在播放所弹奏的音乐的功能； 6.复位功能，模式复位、录音清楚，数码管显示为0。
3.1.2 AT89C51单片机相关介绍 1）AT89C51简介 AT89C51是一种带4K字节闪烁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。AT89C51它是一个低功耗高性能单片机，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，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。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 AT89C51引脚分布图 主要引脚功能： 1、RST（9）：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST引脚2个机器周期的高电平时间； 2、XTAL1（19）：反向振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入； 3、XTAL2（18）：来自反向振荡器的输出； 4、P1口（1－8）：P1口是从内部提供上拉电阻器的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收和输出4个TTL门电流；
5、 __EA/PPV:当__EA保持低电平时，单片机只访问外部程序存储器。__EA为高电平时，单片机只访问内部程序存储器。
2）芯片擦除 整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM、定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁 止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 3.1.3 矩阵式键盘的结构与工作原理 矩阵式结构的键盘显然比直接法要复杂一些，识别也要复杂一些，本系统中的矩阵键盘中，列线通过电阻接正电源，并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口则作为输入。
当按键没有按下时，所有的输出端都是高电平，代表无键按下。行线输出是低电平，一旦有键按下，则输入线就会被拉低，这样，通过读入输入线的状态就可得知是否有键按下了。
图4 矩阵式键盘 3.1.4按键显示模块 1）数码管的分类 本设计用的是七段码。可显示0-F。 按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。 1.共阳数码管：是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就 不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。
2.共阴数码管：在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。
2）数码管的驱动方式 数码管的驱动方式分为：静态式和动态式两类。 1.静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。
优点是：编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多。 2.动态显示驱动：动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。
在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。
显示模块如图所示。
课程设计报告基于单片机的简易电子琴设计
课程设计报告课程设计名称：基于51单片机的简易电子琴设计系部名称：中印计算机软件学院学生姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：2012-2013学年第二学期目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计题目和要求 (1)3 课程设计报告内容 (2)3.1原理图 (2)3.2系统板硬件连线 (3)3.3主要芯片简介 (3)3.3.1AT89S51简介 (3)3.3.2 LM386 (4)3.3.3LED数码管 (6)4 实现过程 (7)4.1 4X4行列式键盘识别及显示 (8)4.1.1硬件板上的系统连线设计 (9)4.1.2 程序设计内容 (9)4.1.3 I/O并行口直接驱动LED显示 (9)4.2 音乐产生的方法 (11)4.2.1 原理 (11)4.2.2 程序框图 (13)5. 总结 (14)参考书目 (15)附录 (16)1 课程设计目的音乐是热情洋溢的自由艺术，是室外的艺术，像自然那样无边无际，像风，像天空，像海洋。
音乐是灵魂的完美表现。
音乐表达的是无法用语言描述,却又不可能对其保持沉默的东西。
而能把音乐演绎出来的乐器又是很多人的最爱。
在此设计的是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，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、声音强弱显示功能等等也很好奇。
电子琴有着独特的音色，它在爱音乐人的手里就是一个有生命的工具，是我们的朋友，它也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AT89S51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、LED显示器、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。
单片机实现电子琴课程设计
第一章引言当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品能够已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐消遣几乎样样离不开电子产品。
单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛应用于家用电器，工业控制等领域中。
单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
单片微型计算机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。
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与音乐，特别是电子音乐，电脑音乐的基本结构，特征，因而是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。
电子琴是现代电子科技与与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
他在现代音乐扮演者重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经融入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
本文的主要内容是以单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
以单片机为主控核心，与8255、键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块。
利用定时器发出不同频率的脉冲，经喇叭放大电路放大滤波后，发出不同的音调。
每按键一次发出五十个脉冲，发完后继续检查有无键按下。
第二章芯片引脚介绍2.1 8031引脚介绍8051单片机的引脚及相关功能;40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
⒈电源: ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V；⑵ VSS - 接地端；⒉时钟:XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。
⒊控制线:控制线共有4根，⑴ ALE/PROG地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。
⑵ PSEN:外ROM读选通信号。
⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST（Reset）功能：复位信号输入端。
单片机电子琴的设计 (最新)
目录前言 (1)第一章设计要求及工作原理 (2)1.1 基本设计要求 (2)1.2 方案比较与确定 (2)1.3 系统组成与工作原理 (2)第二章硬件电路设计 (6)2.1 单片机最小系统 (6)2.2 键盘模块 (9)2.3 方波发生模块 (12)2.4 功率放大发声模块 (13)第三章软件设计 (14)3.1 软件结构功能设计 (14)3.2 主程序设计 (14)3.3 子程序设计 (15)第四章实验调试及测试结果分析 (17)4.1 软件调试 (17)4.2系统联调 (18)结论 (19)参考文献 (20)附录1：系统原理图 (21)附录2 源程序 (22)附录3 电子琴成品图 (26)附录4元件清单 (27)前言又称作电子键盘，属于电子乐器(区别于电声乐器)，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。
它还可模仿多种音色，甚至可以奏出常规乐器所无法发出的声音（如合唱声，风雨声，宇宙声等）。
另外，电子琴在独奏时，还可随意配上类似打击乐音响的节拍伴奏，适合于演奏节奏性较强的现代音乐。
另外，电子琴还安装有效果器，如混响、回声、延音，震音轮和调制轮等多项功能装置，表达各种情绪时运用自如。
电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。
还常作为独奏乐器出现，具有鲜明时代特色。
但电子琴的局限性也十分明显：旋律与和声缺乏音量变化，过于协和、单一；在模仿各类管、弦乐器时，技法略显单调。
电子琴是一种功能强大，易于制作，成本低廉的现代新型乐器。
它可根据使用者的不同要求方便的进行设计，成为现代社会一种颇具市场号召力的乐器。
单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，在现代工业生活中随处可见，本次课程设计主要就是利用STC89C52单片机为核心控制元件，设计简易的一个电子琴，并以此对电子琴原理及硬件组成进行分析并设计，最终由此做出实物。
由此更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识，提高应用微机解决问题的能力，加深对微机应用的理解。
简易电子琴设计方案51单片机
简易电子琴(51单片机)目录简易电子琴(51单片机) (1)目录 (1)摘要 (1)ABSTRACT (1)引言 (1)1 方案论证 (1)1.1原理图 (1)1.2系统板硬件连线 (1)1.3 主要芯片简介 (2)1.3.1 AT89S51简介 (2)1.3.2 LM386 (4)图1-3 LM386内部电路原理图 (4)Fig1-3 LM386 internal circuit diagram (4)1.3.3 LED数码管 (5)2 实现过程 (6)2.1 4X4行列式键盘识别及显示 (6)2.1.1 系统板上硬件连线设计 (7)2.1.2 程序设计内容（1）4×4矩阵键盘识别处理，每个按键有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。
矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和CPU通信。
每个按键的状态同样需变成数字量“0”和“1”，开关的一端（列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程序输出数字“0”实现的。
(8)图2.1.1 行列式键盘电路 (8)Figure 2.1.1 determinant keyboard circuit (8)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AT89S51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。
(完整word版)基于C51的电子琴
陕西国防工业职业技术学院单片机课程实训报告专业：班级：姓名：学号：指导老师：实训地点：成绩：一摘要介绍了用单片机实训微型电子琴的方法。
给出了电路、程序框图及程序。
本实训包括单片机学习的外设，如LED灯、独立键盘、矩阵键盘、蜂鸣器等。
关键词：单片机，电子琴，程序。
二实训要求实训一个简易电子琴。
（1）用喇叭发1、2、3、4、5、6、7、ⅰ。
（2）要求按下按键发声，松开延时一段时间停止。
（3）中间再按别的键则发另一音调的声音。
（4）键盘输入功能。
（5）按键同时对应指示灯点亮，按键结束，指示灯熄灭。
三方案实训1.音乐产生原理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。
本次实训中单片机晶振为12MHZ，那么定时器的计数周期为1MHZ，假如选择工作方式1，那T值便为T=216--5﹡105/相应的频率，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数S6 中音la 68S7 中音xi 61S8 高音do 572.方案实训（1）方案一：采用CPLD外接扬声器、键盘、数码管等。
8个译码输出显示的数码管，以显示目标芯片的32 位输出信号，且8个发光管也能显示目标器件的8位输出信号。
时钟为50MHz ，输出接扬声器。
具体过程：主系统可由两个模块组成：当系统检测到有按键按下时，对应音符的频率由模块1获得，这是一个数控分频器。
由其clk端输入一具有较高频率的信号，分频后输出。
音符的持续时间须根据乐曲的速度及每个音符的节拍数决定，模块2的功能是为模块1提供决定所发音的分频预置值，而此数在模块1输入口停留的时间即为此音符的节拍值。
（2）方案二：采用单片机外接扬声器、键盘、数码管等。
电子琴单片机课程设计
引言 (1)1.硬件设计及说明 (2)1.1 系统组成及原理图 (2)1.2 AT89C51单片机 (2)1.3晶振电路 (5)1.4发音电路 (6)2.软件的设计 (8)2.1 如何用单片机实现发音 (8)2.2 系统总体功能流程图 (8)2.3 程序清单 (9)3. Proteus软件仿真 (11)3.1时序仿真图 (11)3.2仿真结果与分析 (11)4.课程设计总结及心得体会 (12)4.1设计中遇到的问题及分析 (12)4.2心得体会 (12)致谢 (14)参考文献 (15)引言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。
随着电子科技的飞速发展，电子产品在人们的生活中扮演着一个不可或缺的角色，无论是生活必须品还是其他东西，都用到了单片机，特别是在儿童玩具中引用很广泛，当前市场上的玩具市场需求量大，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实现电子琴的功能，从而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。
本次试验所设计的简易电子琴利用键盘上的6个按键，能够发出6个不同的音调，并且要求按下键发声，松开延时一段时间停止，再按不同的键发出不同的声音。
1.硬件设计及说明1.1 系统组成及原理图硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。
该设计要实现一种由单片机控制的电子琴，单片机工作于12MHZ 时钟频率，本设计主要是通过直接控制发音的周期来间接控制发音的频率，进而实现了不同的音调。
本设计主要由晶振电路，按键电路和发音电路组成。
按下不同的按键，就可以发出不同的音。
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 。
单片机简易电子琴课程设计报告
单片机简易电子琴课程设计报告山东交通学院单片机原理课程设计说明书题目：简易电子琴设计院(系)别交通与物流工程学院专业物联网工程班级物联141学号140516112姓名解文博指导教师侯贻蒙二○一六年六月摘要本课题的主要内容就是用单片机实现简易电子琴的设计。
本设计的主要内容是用AT89C52单片机为核心控制元件并与键盘、扬声器等模块聚城核心主控制模块，利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8,八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下按键发声。
当系统扫描到键盘上有键被按下，则快速检测出是哪一个键被按下，然后单片机的定时器被启动，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键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音调。
先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序，然后进行仿真调试，最后细心焊接硬件电路图，将程序烤入芯片中，最终达到设计目的。
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：单片机，按键，音阶，扬声器1设计的目的和意义单片机（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。
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。
音乐随着人们的生活水平也逐步提高已经成为了我们生活中很重要的一部分，在工作和学习之余，欣赏音乐不仅使身心得到放松，同时也提高人们的精神品质和个人素养。
当代，爱好音乐的年轻人越来越多，也有不少人自己练习弹奏乐器，作为业余爱好和一种放松的手段，鉴于一些乐器学习难度大需花费太多精力，且其价格太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法，而电子琴又是一种新型的键盘乐器，它是现代电子科技与音乐结合的产物，价格相对便宜，能够满足一般爱好者的需求，因此，在现代音乐中扮演着重要的角色。
单片机设计-简易电子琴
电子设计报告——基于51单片机的多功能电子琴队别：地方生系一大队一队组长：冯硕组员：易森 20075401004冯硕 20075401086程远文 20075401046刘爽 20075401628一、作品简介：漂亮的外观，清澈洪亮的声音，闪闪发亮的彩灯，相信早已吸引住你的眼球！这是一款纯手工打造的电子琴，实为接近MM、生日礼物必备佳品。
二、作品功能：★可以演奏出基本的8种音调：Do、Re、Mi、Fa、SO、La、Si、高音Do；★演奏的同时会以数字显示出当前的音调，利于培养乐感；★可以自动演示这8个音调；★可以演奏内置生日快乐歌。
★自动演奏时，LED进行节拍指示。
使用方法：通过按下方的8个音调键演奏乐曲；按演示按钮可以自动演奏这8种音调；按奏乐按钮可以演奏生日快乐歌；在自动演示和奏乐的过程中按停止键则中断演奏；音量调节按钮可以选择音量大和小。
三、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。
本制作中巧妙地利用了单片机的定时器，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。
本作品使用AT89S52型单片机，ISP在线下载使得修改芯片里面的内容相当简单，便于作品的升级与优化。
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。
本次设计中单片机晶振为12MHZ，那么定时器的计数周期为1MHZ，假如选择工作方式1，那T值便为T= 216--5﹡105/相应的频率，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数中7 SI 988 65030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的方式来获得相应的数据：TABLE DW 64580，64684，64777，64820，64898，64968，65030四、实验目的：（1）能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。
单片机课程设计---电子琴设计
单片机课程设计---电子琴设计南京工程学院课程设计任务书课程名称单片机原理及应用A 设计课题电子琴设计院（系、部、中心）自动化学院专业自动化（数控技术）班级数控094 姓名周阳学号 203090809 起止日期 2012.1.2～2012.1.6 指导教师葛红宇目录一、设计目的及任务1、设计目的2、设计任务题目及要求二、总体方案设计1、设计任务分析2、设计方案三、设计原理1、程序流程图2、硬件原理图四、模块设计1、键盘扫描模块2、定时器模块五、调试过程1、问题发现与解决六、设计总结七、参考文献八．程序清单一、设计目的及任务1．课程设计应达到的目的（1）运用<<单片机原理及应用A>>课程等知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试，从而加深对本课程知识点的理解，使学生综合应用知识能力、设计能力、调试能力及报告撰写能力等显著提高。
（2）了解计算机发声原理，进一步熟悉定时器编程方法及键盘扫描电路工作原理及编程方法。
2．课程设计题目及要求（1）、题目电子琴设计（2）、设计要求：利用实验仪上提供的键盘，使数字键1、2、3、4、5、6、7、8、9作为电子琴按键，其中1～7号键按下后即发出相应的音调。
8号键按下后依次发出“1、2、3、4、5、6、7”音调，9号键按下后依次发出“7、6、5、4、3、2、1”音调，用8255的PA.0 口发出音频脉冲,驱动喇叭。
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.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,就发出了不同频率的脉冲. 本实验中按键一次,会发50个脉冲.发完后继续检测键盘，如果键还按下，继续发音。
二、总体方案设计1、设计任务分析本任务的要求是根据不同的数字键被按下后，发出相对应的音调，或者顺序、逆序连续的发出七中音调，不同音调的产生对喇叭发出不同频率的脉冲，而脉冲则是根据定时器中断产生正负脉冲的跳变，这样就形成了脉冲。