基于AT89C51的简易电子琴单片机课程设计报告书

单片机课程设计

题目名称：基于单片机的可演奏电子琴设计专业班级：

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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。

Abstract

Electronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89C51 control of the core components, design of a electronic organ. SCM as a host to the core, with the keyboard, speaker and other core modules. In the main control module has 16 keys and a speaker. The system is steady, its simple hardware circuits, software functions, reliability of control system and high cost performance is its advantages. It also has certain practical and reference value.

目录

摘要 (1)

Abstract (1)

1 系统概述 (3)

1.1 课程设计的目的和意义 (3)

1.2 本系统主要研究容 (3)

1.3 本系统主要研究目标 (4)

1.4主要芯片简介 (4)

2 方案论证 (4)

2.1 控制模块选择方案 (4)

2.2 按键模块选择方案 (5)

3 方案的实现 (5)

3.1系统实现的具体措施 (5)

3.2系统硬件设计 (6)

3.2.1 系统硬件总体设计 (6)

3.2.2子系统（模块）一 (6)

3.2.3子系统（模块）二 (7)

3.2.4 子系统（模块）三 (8)

3.3系统软件设计 (9)

3.3.1系统软件总体设计 (9)

3.3.2子程序（模块）一：LED显示 (9)

3.3.3子程序（模块）二:扬声器 (10)

3.3.4子程序（模块）三：矩阵键盘 (11)

4 系统调试 (12)

4.1 Proteus 简介 (12)

4.2 keil 简介 (12)

4.3 Proteus和Keil的联调 (13)

5 设计心得 (14)

参考文献 (15)

附录1： (16)

1 系统概述

1.1课程设计的目的和意义

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。

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。本系统是简易电子琴的设计，按下键盘矩阵中的按键会使数码管显示当前按键，扬声器播放器对应的音符。通过设计本系统可了解单片机的基本功能。对单片机的了解有一个小的飞跃。

1.2 本系统主要研究容

本系统设计制作一个可演奏的电子琴。综合应用了两项设计。

（1）键盘矩阵识别。即矩阵扫描，显示当前按键。

（2）不同频率音符播放。可以通过按键控制16种发音。

1.3 本系统主要研究目标

本系统的设计是为了实现按下矩阵键盘中的按键会使数码管显示当前按键，扬声器播放对应音符的目标。

1.4主要芯片简介

AT89c51简介

AT89c51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89c51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89c51具有如下特点：40个引脚（引脚图如图1-2所示），4k Bytes Flash 片程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片时钟振荡器。

此外，AT89c51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

2 方案论证

2.1 控制模块选择方案

方案一：用可控硅制作电子琴。将220V交流电经变压器降压，再经过整流、