基于51单片机的电子琴设计
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8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，具有一定的实用和参考价值。
关键词：AT89C51单片机；数码管；电子琴
1 系统方案设计 (1)
1.1 设计指标 (1)
1.2 系统方案综述 (1)
1.3 系统设计思路 (1)
2 硬件设计 (2)
2.1 电路图 (2)
2.2 单片机AT89C51简介 (2)
2.3 单片机的工作过程 (4)
2.4 键盘电路 (5)
2.5 显示电路 (5)
2.6 声音电路 (7)
3 系统软件设计 (7)
3.1延时程序设计 (9)
3.2定时器初始化及其中断函数 (9)
3.3示例音乐播放程序 (10)
3.4单独按键中断处理函数 (10)
4 实验结果与分析 (10)
4.1 Proteus软件简介 (10)
4.2仿真调试 (12)
5 设计心得 (13)
6 参考文献 (14)
附录 (15)
附录A 元件清单、器件识别与检测 (15)
附录B 程序源代码 (16)
1 系统方案设计
1.1 设计指标
①设计一个简易的八音符电子琴，它可通过按键输入来控制音响。
②演奏时可以选择是手动演奏（由键盘输入）还是自动演奏已存曲目，并且在演奏完已存曲目后可自动复位。
1.2系统方案综述
从系统实现的功能上来看，电子琴的设计主要利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键，能够发出八个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键再发出另外一种音调的声音。
从系统硬件结构上来看，我们主要使用到AT89C51单片机，复位电路以及开关等。将这些硬件电路有机的结合起来使之满足电子琴的实现硬件需要。
从音乐产生的原理方面来看，通过控制单片机的定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲，经放大驱动发出不同音乐的声音。用软件延时来控制发音时间的长短。把音乐的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，分别来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲持续时间。
因此，我们可以综合上述方案设计原理，从软件和硬件两部分进行有计划有步骤的分析和设计。
1.3 系统设计思路
当系统扫描到键盘上有键被按下，则快速检测是哪一个键被按下，然后单片机的定时器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲输入到蜂鸣器后，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，则启动中断系统，前面键的发音停止，转到后按得键的发音程序，发出后按的键的音调。这样，设计一个时钟方式的电路来产生11.0592MHZ的振荡频率产生时钟脉冲，一个按键电平复位电路对AT89C51单片机进行复位，8个开关分别从P2.0，P2.1，P2.2，P2.3，P2.4，P2.5，P2.6，P2.7输出，用于产生八个不同频率的音，一个扬声器电路，从P3.2连接一个开关播放已存曲目，从P3.3与扬声器之间连接
一个上拉电阻和三极管，驱动扬声器响应，以此来设计硬件电路。总体框图如图1-1所示。
1-1 总体框图
2 硬件设计
2.1 电路图
硬件电路图如图2-1所示。
图2-1电路图
2.2 单片机AT89C51简介
AT89C51是51系列单片机的一个型号，它是STC 公司生产的。AT89C51是一
个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash 只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的STC89C51单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C51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，STC89C51可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。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AT89C51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。其封装及引脚图如图2-2。
图2-2单片机外封装及单片机引脚图
AT89C51具体介绍如下：
①主电源引脚（2根）
VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源
GND(Pin20)：接地线
②外接晶振引脚（2根）
XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端
XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端
③控制引脚（4根）
RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号
PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）
AT89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7。
P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7。
P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7。
P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7。
2.3 单片机的工作过程
单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC 赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC在中的
内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。单片机最小应用系统如2-3所示。
图2-3 单片机最小应用系统
2.4 键盘电路
用AT89C51的并行口P1接键盘，在数码管上显示每个按键的对应的音符号。如图2-4。
图2-4单片机与键盘的连线图
本实验还用到单独的一个按键用于控制播放音乐。该键与单片机的P3.2口连接可见主电路图单片机电子琴硬件连接图。
2.5 显示电路
8段LED数码管是利用8个LED（发光二极管）外加一个小数点的LED组合而成的显示设备，可以显示0—9等10个数字和小数点，使用非常广泛。这类数码管可以分为共阳极与共阴极两种，共阳极就是把所有LED的阳极连接到
图2-6 单片机与数码管连接图
2.6 声音电路
喇叭在数字电路中的应用，可以通过不断的给喇叭通断电，使其产生声音，且通电断电时间的间隔不同其声音的音色就不同，所以通过控制通断时间就可以控制不同的音阶产生。这里我们选用单片机的P1.0口来控制喇叭的通断电。一首音乐是由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T1来产生这样方波频率信号，因此，我们只需将不同的音阶对应不同频率的中断即可。单片机与喇叭接线图如图2-7所示。
图2-7 单片机电子琴放音控制系统
3 系统软件设计
一首乐曲是由多个音符构成的。每一个音符都对应着一个确定的频率。另外，每一个音符根据乐曲的要求和设定一个确定的节拍。声音的产生就是是单片机产生一定的延时，所以延时不同，生成的音乐就不同。我们利用定时器计数的方式产生延时的效果，就可以将歌曲中每一个音符所对应的音率换算成相应的计数初值。然后，将这首乐曲所有音符的计数初值编成一个表，并把每一个音符的计数初值。然后，将这首乐曲所有音符的计数初值编成一个表，并把每一个音符的计数初值与一个确定的数字码来联系。这个数组码为简谱码。这里我们选用播放的
歌曲为祝你平安和八月桂花遍地开。软件设计流程图如图3-1所示。
图3-1 软件设计流程图
3.1延时程序设计
因程序设计中很多都要用到延时程序所以延时程序用delay（）函数来实现，其程序如下：
void Delay_xMs(unsigned int x)
{
unsigned int i,j;
for(i=0;i { for(j=0;j<3;j++); } } 3.2定时器初始化及其中断函数 //定时器1的初始化 void Time1_Init() { TMOD=TMOD|0x10; //定时器1，方式1 EA=1; ET1=1; TH1=0xD8; TL1=0xEF; } //定时器中断函数 void Time1_Int() interrupt 3 //外部中断1 { TH1=0xD8; TL1=0xEF; Count++; } 3.3示例音乐播放程序 while(!eg_music) { P0=0xc6; //C表示播放示例音乐 Time1_Init(); Play_Song(0); // 调用示例音乐函数 TR0=0; } 3.4单独按键中断处理函数 void init_interrupt(void ) interrupt 1 { TR0=0; TH0=table[key]/256; TL0=table[key]%256; speak=~speak; TR0=1; } 4 实验结果与分析 4.1 Proteus软件简介 Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是： ①实现了单片机仿真和数字电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分 析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。 ③提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2等软件。 ④具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和电路分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus 7.7 Professional”→“ISIS 7.1 Professional”，如图4-1所示。 图4-1 Proteus启动时的屏幕 Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图4-2所示。包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。 图4-2 Proteus ISIS的工作界面 运行Proteus程序后，进入软件的主界面。通过左侧工具栏中的P(从库中 选择元件命令)命令，在Pick Devices 左侧窗口中选择所需元件的关键字，然后放置元件并调整方向和位置以及参数设置，进行连线。最后载入hex文件后可以进行模拟仿真，可以全速运行也可以单步调试运行。 图4-3 Proteus运行按键 4.2仿真调试 在Proteus中添加单片机AT89C51，2个100Ω电阻,，2个30pF电容，2个10μF电解电容，1个共阳极数码管，1个共阳极晶振，10个按钮开关和1个扬声器即可得到仿真原理图。 按下按钮开关“1”，扬声器发出do声，并且数码管显示“1”。如图4-5示。 图4-5 按下按键1的仿真图 按下按钮开关“EG”，扬声器播放示例曲目，并且数码管显示“C”。如图5-6示。 图4-6 播放示例曲目的仿真图 5 设计心得 这次创新实践周活动加深了我们对单片机以及C51语言的学习与应用，不但对单片机有了较为全面的认识，而且相关的知识也有了足够的掌握，最重要的还是设计思维的形成。与此同时，我们还做到对μVision和Proteus两个软件更加熟练的应用。 在之前的学习过程中没有能够很好的掌握单片机的学习，在很多地方还有生疏和遗漏，并且在此次设计电子琴过程中也遇到困难不能自已独立解决。电路初步焊接完成后，发现扬声器声音较小，分析原因是P3.3电流太小，无法正常驱动扬声器。在老师指导下采用了c8550三极管结合上拉电阻的方式，增大驱动电流，最终扬声器正常发声。这次创新实践周活动，增加了自己的编程能力，还提高了自己的动手能力，并且编程的逻辑思维能力也有所加强。通常设计程序时都是按照先总后分、先分后总的原则来设计，这样增强了程序的逻辑性，在设计时不易出错而且出错时易查找。同时我们也深感“认真严谨”这个词的重要性，一点点小的马虎，便会导致整个程序不能正常运行。在今后的学习中，我将继续保持严谨的学习态度。与此同时，在同学的帮助下，我们更体会到了相互学习的重要性。总之，这次活动让我们受益匪浅。 6 参考文献 [1] 《单片机的C语言程序设计与应用——基于（Proteus仿真）（第2版）》姜志海赵海雷陈松编著电子工业出版社 [2]《C语言程序设计（第4版）》潭浩强编著清华大学出版社 [3]《基于Proteus的电路及单片机设计与仿真（第2版）》周润景张丽娜丁莉编著北京航空航天大学出版社 [4]《单片机系统设计与仿真——基于Proteus》肖婧编著北京航空航天大学出版社 附录 附录A 元件清单、器件识别与检测 表1 器件识别与检测： AT89C51单片机有4组8位的可编程I/O 口，分别为P0、P1、P2、P3： P0口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O 口线，名称为P0.0～P0.7。 P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O 口线，名称为P1.0～P1.7。 P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O 口线，名称为P2.0～P2.7。 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O 口线，名称为P3.0～P3.7。 所用的一般元器件有电阻、电容、开关、扬声器、数码管。晶振是一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。它结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指 元件名称 型号 主要参数 数量 备注 单片机 AT89C51 4KB ，33MHz 1 电阻 RES 100Ω 2 电容 CAP 30pF 2 电解电容 A700D107M006ATE018 10μF 1 数码管 7SEG-COM-AN ODE 共阳极 1 晶振 CRYSTAL 无 1 开关 BUTTON 无 10 扬声器 SOUNDER 无 1 令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快，一般为6MHZ或12MHZ。而数码管LED数码管（LED Segment Displays）是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。LED数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。颜色有红，绿，蓝，黄等几种。 附录B 程序源代码 #include sbit eg_music=P3^2; //播放音乐控制位sbit speak=P3^3; //喇叭控制位 int temp,key=16; unsigned char Count; code unsigned char led[]={0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0xff};//共阳极数码管显示按键号 //七个音符的号码 code unsigned int table[]={63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,64550,64580,64684, 64777,64820,64898,64968,65030,65050,65058,65110,65157,65178,65217,652 52,65283,65310}; //示例音乐 unsigned char code SONG[]={0x26,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x26,0x10,0x20,0x10,0x20,0x80,0 x26,0x20,0x30,0x20,0x30,0x20,0x39,0x10,0x30,0x10,0x30,0x80,0x26,0x20, 0x20,0x20,0x20,0x20,0x1c,0x20,0x20,0x80,0x2b,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20 ,0x2b,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x80,0x26,0x20,0x30,0x20,0x30,0x20,0x39,0x1 0,0x26,0x10,0x26,0x60,0x40,0x10,0x39,0x10,0x26,0x20,0x30,0x20,0x30,0x 20,0x39,0x10,0x26,0x10,0x26,0x80,0x26,0x20,0x2b,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0 x20,0x30,0x10,0x39,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0x20,0x2b,0x40,0x40, 0x20,0x20,0x10,0x20,0x10,0x2b,0x10,0x26,0x30,0x30,0x80,0x18,0x20,0x18 ,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x20,0x40,0x26,0x20,0x2b,0x20,0x30,0x20,0x3 0,0x20,0x1c,0x20,0x20,0x20,0x20,0x80,0x1c,0x20,0x1c,0x20,0x1c,0x20,0x 30,0x20,0x30,0x60,0x39,0x10,0x30,0x10,0x20,0x20,0x2b,0x10,0x26,0x10,0 x2b,0x10,0x26,0x10,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0x80,0x18,0x20,0x18,0x20, 0x26,0x20,0x20,0x20,0x20,0x60,0x26,0x10,0x2b,0x20,0x30,0x20,0x30,0x20 ,0x1c,0x20,0x20,0x20,0x20,0x80,0x26,0x20,0x30,0x10,0x30,0x10,0x30,0x2 0,0x39,0x20,0x26,0x10,0x2b,0x10,0x2b,0x20,0x2b,0x40,0x40,0x10,0x40,0x 10,0x20,0x10,0x20,0x10,0x2b,0x10,0x26,0x30,0x30,0x80,0x00,//祝你平安0x18,0x30,0x1C,0x10,0x20,0x40,0x1C,0x10,0x18,0x10,0x20,0x10,0x1C,0x10 ,0x18， 0x40,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x1C,0x20,0x18,0x20,0x20,0x80,0xFF,0x20,0x30 ,0x1C,0x10,0x18,0x20,0x15,0x20,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x26,0x40,0x20,0x2 0,0x2B,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x30,0x80,0xFF,0x20,0x20,0x1C,0x10,0x 18,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,0x20,0x2B,0x40,0x20,0x20,0 x1C,0x10,0x18,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,0x20,0x2B,0x40, 0x20,0x30,0x1C,0x10,0x18,0x20,0x15,0x20,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x26,0x40 ,0x20,0x20,0x2B,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x30,0x80,0x20,0x30,0x1C,0x1 0,0x20,0x10,0x1C,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0x20,0x30,0x20,0x2B,0x 40,0x20,0x15,0x1F,0x05,0x20,0x10,0x1C,0x10,0x20,0x20,0x26,0x20,0x2B,0 x20,0x30,0x20,0x2B,0x40,0x20,0x30,0x1C,0x10,0x18,0x20,0x15,0x20,0x1C, 0x20,0x20,0x20,0x26,0x40,0x20,0x20,0x2B,0x20,0x26,0x20,0x20,0x20,0x30 ,0x30,0x20,0x30,0x1C,0x10,0x18,0x40,0x1C,0x20,0x20,0x20,0x26,0x40,0x1 3,0x60,0x18,0x20,0x15,0x40,0x13,0x40,0x18,0x80,0x00, //八月桂花遍地开}; //1ms延时子程序 void Delay_xMs(unsigned int x) { unsigned int i,j; for(i=0;i { for(j=0;j<3;j++); } } //定时器1的初始化 void Time1_Init() { TMOD=TMOD|0x10; //定时器1，方式1 EA=1; ET1=1; TH1=0xD8; TL1=0xEF; } //定时器中断函数 void Time1_Int() interrupt 3 //外部中断1 { TH1=0xD8; TL1=0xEF; Count++; } //示例音乐播放函数 void Play_Song(unsigned char i) { unsigned char Temp1,Temp2; unsigned int Addr; Count=0; Addr=i*217; while(1) 重庆三峡学院 单片机课程设计报告书 学院： 年级专业： 学号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 成绩： 制作日期2012年11月29日 基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计 重庆三峡学院 摘要 单片机是电子、计算机及机电专业的一门重要的必修课程。要求我们掌握单片机的基本组成和工作原理、会变程序的一般编写方法、常用接口电路的软硬件设计方法，具备基本的单片机系统应用与开发能力。 随着科技的快速发展，单片机的应用日益普遍。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。本单片机系统设计应用单片机控制技术，用AT89C51单片机为核心控制元件根据本学期所学的单片机知识结合设计了一套单片机控制的电子琴系统。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。 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。 关键词：单片机、电子琴、AT89C51、独立键盘、 目录 第 1 章引言......................................................................................................................... 1. 1. 1 设计背景 (1) 1.2 设计任务 (1) 1.3 设计目的 (1) 1.4 设计思路 (1) 第 2 章方案论证 (1) 2.1 方案论证 (1) 第 3 章硬件系统设计 (2) 3.1时钟电路 (2) 3.2 复位电路 (3) 3.3 原理框图 (3) 3. 4 显示部分设计 (3) 3.5 按键部分设计 (4) 3.6 发音部分设计 (5) 第 4 章软件系统设计 (5) 4.1 系统分析 (5) 4.2 参数计算 (7) 4.3 程序设计 (8) 第 5 章实验结果 (10) 5.1硬件调试 (10) 5.2 软件调试 (10) 5.3 仿真结果 (10) 5.4 结果分析 (11) 第 6 章总结 (11) 附录一：系统整体电路图 (12) 附录二：元器件清单 (12) 附录三：源程序代码 (13) 参考文献 (19) 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8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，具有一定的实用和参考价值。 关键词：AT89C51单片机；数码管；电子琴 1 系统方案设计 (1) 1.1 设计指标 (1) 1.2 系统方案综述 (1) 1.3 系统设计思路 (1) 2 硬件设计 (2) 2.1 电路图 (2) 2.2 单片机AT89C51简介 (2) 2.3 单片机的工作过程 (4) 2.4 键盘电路 (5) 2.5 显示电路 (5) 2.6 声音电路 (7) 3 系统软件设计 (7) 3.1延时程序设计 (9) 3.2定时器初始化及其中断函数 (9) 3.3示例音乐播放程序 (10) 3.4单独按键中断处理函数 (10) 4 实验结果与分析 (10) 4.1 Proteus软件简介 (10) 4.2仿真调试 (12) 5 设计心得 (13) 6 参考文献 (14) 附录 (15) 附录A 元件清单、器件识别与检测 (15) 附录B 程序源代码 (16) 基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于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。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。 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AT89S52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8个按键，和一个复位按键。 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硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 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，构成我们想演奏的那首曲目。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关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，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按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块 基于multisim的51单片机控制电子琴电路 程序：#include if(P0==0xef) key=5; if(P0==0xdf) key=6; if(P0==0xbf) key=7; if(P0==0x7f) key=8; } void delay(unsigned char i) {unsigned int j; for(i;i>0;i--) for(j=250;j>0;j--); } void main() { scan_key(); if(key==1) { while(1) { pf=1; delay(100); pf=0; delay(100); } } if(key==2) { while(1) { pf=1; delay(200); pf=0; delay(200); } } if(key==3) { while(1) { pf=1; delay(300); pf=0; delay(300); } } if(key==4) { while(1) { pf=1; delay(400); pf=0; delay(400); } } if(key==5) { while(1) { pf=1; delay(500); pf=0; delay(500); } } if(key==6) { while(1) { pf=1; delay(600); pf=0; delay(600) } } if(key==7) { while(1) { pf=1; delay(700); pf=0;delay(700) } } 电子琴的设计 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于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。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。 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AT89S52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8个按键，和一个复位按键。 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硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 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，构成我们想演奏的那首曲目。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关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。一. 任务要求与总体设计方案 1.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，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按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 1.2 设计方案 1.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率 //简易电子琴 #include 摘要 本设计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。 电子琴音色优美，音域较宽，和声丰富，表现力极其丰富。它可模仿多种音色，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。它还能够作为独奏乐器出现，具有鲜明的时代特色，深受广大音乐爱好者的喜爱，又是我国广大中小学生学习音乐的重要工具，而且电子琴容易制作，价格便宜，有很好的市场前景。随着科技的不断发展，电子产品也在不断的进步。现在的电子产品越来越接近智能化，性能也精益求精。现阶段，单片机发展日益成熟，且发展迅猛，以单片机为核心部件的电子琴将会比以555定时器为核心部件电子琴的性能更加稳定，而且依靠单片机强大的编程功能更易实现电子琴各音节所对应频率的产生。所以此次设计具有很现实的意义。 本次设计的目的主要是复习并运用我们所学的单片机知识，同时通过本次设计能够对电子电路以及作图软件等方面的知识有进一步的认识并掌握；熟悉AT89S52 单片机的内部结构和功能，合理利用其功能实现简单设计，能够完成相关软件编程设计工作；掌握一般的简单电子电路的设计方法。本次设计的主要内容是利用单片机编程设计出具有发出标准高中低的Dou，Ruai，Mi，Fa、Sou，La，Si，Dou（高音）21个音的功能并能通过9个按键控制的电子琴。它包括数码显示电路、时钟电路、复位电路、发声电路以及键盘接口电路。 目录 1 概述 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。 电子琴功能模式介绍 ..................................................................... 错误!未定义书签。 系统设计的任务与要求.................................................................. 错误!未定义书签。 2 系统总体方案及硬件设计 ........................................................................... 错误!未定义书签。 2. 1 系统总体方案........................................................................... 错误!未定义书签。 定时/计数器的设计和状态字定义 .............................................. 错误!未定义书签。 音调数据表.................................................................................... 错误!未定义书签。 总体硬件组成框图......................................................................... 错误!未定义书签。 主要芯片简介................................................................................ 错误!未定义书签。 子系统模块一................................................................................ 错误!未定义书签。 子系统模块二................................................................................ 错误!未定义书签。 子系统模块三................................................................................ 错误!未定义书签。 AT89S52复位模块 ........................................................................ 错误!未定义书签。 AT89S52晶振模块 ........................................................................ 错误!未定义书签。 3 软件设计 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 系统软件设计 ................................................................................ 错误!未定义书签。 内置歌曲输出.................................................................................. 错误!未定义书签。 音阶键识别........................................................................................ 错误!未定义书签。 系统总流程图 ................................................................................ 错误!未定义书签。 4 Proteus软件仿真........................................................................................... 错误!未定义书签。 程序仿真 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 proteus仿真 .................................................................................. 错误!未定义书签。5课程设计体会 ................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献............................................................................................................ 错误!未定义书签。附1 源程序代码 ............................................................................................ 错误!未定义书签。附2 系统原理图 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 基于51单片机简易电子琴设计 院系；电气信息工程学院 班级；10通信工程三班 姓名：张瑞 指导老师： 设计周数：一周 一设计题目： 设计一简易电子琴，要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。 使用元件：AT89C51、LM324，喇叭，按键等 二设计目的 （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。 （2）熟悉8051单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。 （3）为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。 （4）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。 三设计思路 在本次课程设计中，根据复杂程序设计思想——模块化程序设计，分析和确定程序总体设计目标：电子琴基本功能及部分扩展功能后，将总体目标划分为若干模块（子程序，具体可见下）。 程序设计的思路按以下顺序进行： 1．分析与确定程序总体设计目标 2．将总体目标划分为若干模块 3．定义每个模块的具体任务，明确它与其他模块间的通信方式 4．编写源程序，进行调试 四、设计原理、思路及流程图 设计原理 （1）对于一个特定的Ｄ/Ａ转换接口电路，CPU执行一条输出指令将数据送入Ｄ/Ａ，即可在其输出端得到一定的电压输出。给Ｄ/Ａ转换器输入按正弦规律变化的数据，在其输出端即可产生正弦波。对于音乐，每个音阶都有确定的频率。 各音阶标称频率值： （2）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。 原理: 系统硬件图 《单片机原理》课程设计 说明书 专业名称：电气工程及其自动化 班级：11-2 学号： 姓名： 指导教师： 日期：2013.6.21 《单片机原理课程设计》评阅书 摘要 本文设计了一种基于STC12C5A32S2单片机的电子琴电路。该方案利用单片机定时器产生固定频率的方波信号以驱动蜂鸣器发出一定的旋律，通过矩阵键盘中的相应的按键来输入使蜂鸣器发出相对音阶的单音。同时设计还有自动存储所输入的单音，之后再一起自动演奏出来的功能。 本设计通过控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲，经三极管放大信号后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音。要实现7个音符的各自的高、中、低音，需要建立三个表，分别存储高音、中音和低音的频率值；默认为中音输出，当二个按键开关中某一个按下，通过软件选择相应的音频。按下弹奏键就可弹奏出不同的声音。 另外用软件延时来控制发音时间的长短，来控制节拍。通过把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中。由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间，这样就可以实现乐曲的演奏。 本设计为实物电路板设计开发，报告中详细的阐述了电子琴设计的方法和过程。并经过软硬件的调试，该音乐发生器不但能通过键盘弹奏出很好的音调，而且还可以通过键盘选择播放不同的音乐。 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：STC12C5A32S2 单片机定时器电子琴 目录 摘要 ....................................... 错误！未定义书签。第一章引言 . (2) 第二章电子琴电路硬件电路设计 .............. 错误！未定义书签。 2.1单片机的介绍与组成 (4) 2.2单片机主控电路 (4) 2.3 4×4矩阵键盘电路 (5) 2.4 蜂鸣器电路 (5) 第三章电子琴电路软件设计 .................. 错误！未定义书签。 3.1 程序设计流程图...................... 错误！未定义书签。 3.2音乐播放部分 (5) 3.3电子琴弹奏部分 (5) 3.4发音原理 (5) 第四章程序 ................................ 错误！未定义书签。心得体会 ................................... 错误！未定义书签。参考文献 (11) 附件错误！未定义书签。 XXX学院毕业设计（论文）开题报告 题目名称基于51单片机的显示电子琴设计 学生姓名专业班级学号 一、选题目的和意义： 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，他具有高性能、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。 电子琴是箱子电子科技与音乐结合的产物。之所以受到群众们喜爱,是因为它能模拟各种乐器的音色,如笛、号、琴、颤音、和旋音等以及打击乐板音、鼓乐、沙锤等。本设计介绍一种除有普通电子琴功能外,还有不需要按琴键就能模拟电子琴自动演奏乐曲的电子琴音乐的产生和演奏电路。若与音响放大器相结合,则乐曲的音响效果会更好。 STC89C51单片机为核心控制元件，可提高开发效率，缩短研发周期，降低研发成本，且易于进行功能扩展。 电子琴系统就是以单片机为核心部件设计的一个简易的电子琴，这只是单片机应用的一个点，由点及面，希望能更好的了解和应用单片机技术。我选单片机电子琴这个选题的目的在于通过从日常生活中的细微之处着手，将所学的理论知识与实践更好的结合起来，在设计制作电子琴的过程中，更加熟练的掌握单片机的应用，在更深刻的理解理论知识的同时锻炼提高自己的动手实践能力，使理论和实际能够相得益彰。 二、研究概况及发展趋势综述 计算机技术和通信技术紧密结合，涉及到通信与计算机两个领域。计算机网络的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。 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 51单片机简易电子琴程序 2009-04-16 19:59 感谢网上的诸多前辈，小弟我将这个程序写了出来。这个简易电子琴应用了4*4矩阵键盘，每一个按键赋予了不同的音调，共计有两个八度。并预存了一首乐曲《世上只有妈妈好》。（附有protues仿真图） #include 郑州科技学院 单片机课程设计 题目：基于51单片的声光电子琴设计 学生姓名：苏梦强 专业班级：电子科学与技术 学号：201131074 院系：电气工程学院 指导教师：饶美丽 完成时间：2015年1月9日 目录 一、设计任务与要求............ 错误！未定义书签。 1.1 设计任务 0 1.2 设计要求 0 1.3 设计意义 0 二、方案总体设计 (1) 2.1 方案对比 (1) 2.2总体设计 (3) 2.3 总体方案工作原理 (3) 三、软件设计 (4) 3.1 系统流程 (4) 3.2延时源代码 (5) 3.3 发音源代码 (5) 3.3单个按键源代码 (5) 3.4所有程序代码 (6) 四、系统仿真与调试........... 错误！未定义书签。 4.1 仿真软件简介 (8) 4.2软件调试 (9) 4.3 使用说明 (10) 五、设计总结 (10) 附录1：总体电路原理图 (12) 附录2：元器件清单 (14) 一、设计任务与要求 1.1 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。 说明：单片机的工作时钟频率为11.0592MHz。 1.2 设计要求 设计一个带有复位电路，晶振时钟，能显示音调字符的8键电子琴。 1.3 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 二、方案总体设计 本次课程设计的课题是基于51单片机的电子琴的设计，所要达到的要求如下: 1)利用蜂鸣器作为发声部件。 2)一个数码管作为显示部件。 3)设置8个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7、8的发音。 本次设计主要是要通过软硬件的配合实现电子琴的上述功能，操作人员可以通过按下键盘上任意一个键来发出相应的音符。 2.1 方案对比 AT89C51具有高速度、低电压、低功耗、且可靠性和成本都比较低的特点。因此本次课程设计采用AT89C51单片机作为整个电路核心控制器件。对于本控制系统使用一片AT89C51系列的单片机，不需要外扩展存储器，就能实现显示、预制状态、动态调节的功能，因而整体结构简单。 设计电路时运用89C51系列单片机的接口来实现各种输入、输出功能。P2.7待定部分口用作输出口，向发声电路输出信号；P1口和P0口共同实现一个键盘的功能。 方案一：采用单个的逻辑器件组合 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将键扫描得到的键值通过查表得到相应的8253的频率值，将从 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于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。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。 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AT89S52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8个按键，和一个复位按键。 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硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 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，构成我们想演奏的那首曲目。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关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，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按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块 电子琴设有8个按键，其中7个作为音符输入，另外一个作为模式转换按键，实现用户存放的自动播放歌曲。7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序入口，实 单片机设计报告——基于51单片机的多功能电子琴 班级：通信1111 姓名： 指导老师：刘含 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。 关键词：AT89S51单片机音色节拍器自动放音 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。 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。 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。 一．电子琴整体结构图 简易电子琴设计与实现 一、概述 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。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。 随着社会的发展进步，人们的生活水平也逐步提高，音乐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。故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。 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。 具体实现的功能：按下音符键可以发出相应的音符。 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。 关键词：AT89C51；电子琴；音频功率放大器；发光二极管 Abstract With the development and progress of society,music has become an important part of life,it was said that people do not like the music to the evil.We will find time to enjoy the world music,as the baptism of the spirit.This thesis developed a simple microncontroller-based electronic key board. Electronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments.It played and important role in modern music.SCM has powerful control functions and flexible proguamming 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. Key words：AT89C51 single-chip；electric piano；LM386；LED 第1章绪论 (1) 1.1 题目的来源与开发意义 (1) 1.2 系统功能概述 (2) 第2章总体方案提出与论证硬件 (4) 第3章硬件的设计 (5) 3.1 硬件的构成 (5) 3.1.1 AT89C51单片机 (5) 3.1.2 芯片的擦除 (8) 3.1.3 功放LM386 (10) 3.1.4 LCD硬件接口 (12)基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计
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