基于單片機(jī)的簡易電子琴設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程設(shè)計(jì)名稱： 基于51單片機(jī)的簡易電子琴設(shè)計(jì) 系部名稱： 中印計(jì)算機(jī)軟件學(xué)院 學(xué)生姓名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 成 績： 指導(dǎo)教師： 開課時(shí)間： 2012-2013 學(xué)年 第 二 學(xué)期目 錄 1 課程設(shè)計(jì)目的 .1 2 課程設(shè)計(jì)題目和要求 13 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容 23.1原理圖23.2系統(tǒng)板硬件連線33.3主要芯片簡介33.3.1AT89S51簡介33.3.2 LM38643.3.3LED數(shù)碼管64 實(shí)現(xiàn)過程74.1 4X4行列式鍵盤識(shí)別及顯示84.1.1硬件板上的系統(tǒng)連線設(shè)計(jì)94.1.2 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容94.1.3 I/O并行口直接驅(qū)動(dòng)LED顯示94.2 音樂產(chǎn)生的方法 114.2

2、.1 原理114.2.2 程序框圖135. 總結(jié)14參考書目15附錄16I1 課程設(shè)計(jì)目的 音樂是熱情洋溢的自由藝術(shù)，是室外的藝術(shù)，像自然那樣無邊無際，像風(fēng)，像天空，像海洋。音樂是靈魂的完美表現(xiàn)。音樂表達(dá)的是無法用語言描述,卻又不可能對(duì)其保持沉默的東西。而能把音樂演繹出來的樂器又是很多人的最愛。在此設(shè)計(jì)的是一個(gè)基于單片機(jī)的簡易電子琴。我們對(duì)于電子琴如何實(shí)現(xiàn)其功能，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、節(jié)拍器、聲音強(qiáng)弱顯示功能等等也很好奇。電子琴有著獨(dú)特的音色，它在愛音樂人的手里就是一個(gè)有生命的工具，是我們的朋友，它也是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色。單片機(jī)

3、具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89S51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、LED顯示器、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。2課程設(shè)計(jì)的題目和要求 電子琴的設(shè)計(jì)以AT89S51單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)簡易電子琴。1. 利用鍵盤模擬琴鍵，彈奏出8個(gè)不同的音符1，2，3，4，5，6，7，i。2. 按下按鍵發(fā)聲，松開延時(shí)一段時(shí)間停止，中間再按別的鍵則發(fā)

4、另一音調(diào)的聲音。3. LM386將音頻信號(hào)功率放大后送揚(yáng)聲器發(fā)聲。4. 其他創(chuàng)新功能設(shè)計(jì)，例如增加按鍵數(shù)量，發(fā)出更多的音符，用點(diǎn)陣LED顯示音符高低等。3 課程設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容3.1原理圖圖1-1 電子琴電路圖3.2系統(tǒng)板硬件連線 系統(tǒng)板硬件連線如圖1-1所示，發(fā)生模塊，鍵盤模塊，及LED顯示模塊連接如下1.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0端口用導(dǎo)線連接到“音頻放大模塊”區(qū)域中的SPK IN端口上；2.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.0P3.7端口用8芯排線連接到“4X4行列式鍵盤”區(qū)域中的C1C4R1R4端口上；3.把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0P0.7/AD7端口用8芯排線連接到“四路

5、靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)ah端口上；要求：P0.0/AD0對(duì)應(yīng)著a，P0.1/AD1對(duì)應(yīng)著b，P0.7/AD7對(duì)應(yīng)著h。3.3 主要芯片簡介3.3.1 AT89S51簡介AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比

6、的解決方案。 AT89S51具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳（引腳圖如圖1-2所示），4k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。 此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP

7、和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。圖1-2 管腳圖3.3.1.1 主要功能特性 兼容MCS-51指令系統(tǒng) 32個(gè)雙向I/O口 2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器 全雙工UART串行中斷口線 2個(gè)外部中斷源 中斷喚醒省電模式 看門狗（WDT）電路 靈活的ISP字節(jié)和分頁編程 4k可反復(fù)擦寫ISP Flash ROM 4.5-5.5V工作電壓 時(shí)鐘頻率0-33MHz 128*8bit內(nèi)部RAM 低功耗空閑和省電模式 3級(jí)加密位 軟件設(shè)置空閑和省電功能 雙數(shù)據(jù)寄存器指針3.3.2 LM3863.3.2.1 LM386內(nèi)部電路LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓

8、消費(fèi)類產(chǎn)品。LM386特性：靜態(tài)功耗低，約為4mA，可用于電池供電；工作電壓范圍寬，4V-12V或5V-18V；外圍元件少；電壓增益可調(diào)，20-200；低失真度。LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。圖1-3 LM386內(nèi)部電路原理圖LM386內(nèi)部電路原理圖如圖1-3所示。與通用型集成運(yùn)放相類似，它是一個(gè)三級(jí)放大電路. 第一級(jí)為差分放大電路，T1和T3、T2和T4分別構(gòu)成復(fù)合管，作為差分放大電路的放大管；T5和T6組成鏡像電流源作為T1和T2的有源負(fù)載；T3和T4信號(hào)從管的基極輸入，從T2管的

9、集電極輸出，為雙端輸入單端輸出差分電路。使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益 第二級(jí)為共射放大電路，T7為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍數(shù)。 第三級(jí)中的T8和T9管復(fù)合成PNP型管，與NPN型管T10構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。二極管D1和D2為輸出級(jí)提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。 引腳2為反相輸入端，引腳3為同相輸入端。電路由單電源供電，故為OTL電路。輸出端（引腳5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。 電阻R7從輸出端連接到T2的發(fā)射極，形成反饋通路，并與R5和R6構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，從而引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使整個(gè)電路具有穩(wěn)定的電壓增益。圖

10、2.3 音頻放大器電路3.3.3 LED數(shù)碼管圖1-4 7段數(shù)碼管數(shù)碼管（如圖1-4所示）使用條件：a、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻b、使用電壓：段：根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點(diǎn)：根據(jù)發(fā)光顏色決定c、使用電流：靜態(tài)：總電流 80mA（每段 10mA）；動(dòng)態(tài)：平均電流 4-5mA 峰值電流 100mA上面這只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明：（1）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；（2）焊接溫度：260度；焊接時(shí)間：5S（3）表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。4 實(shí)現(xiàn)過程4.1 4X4行列式鍵盤識(shí)別及顯示組成鍵盤的按鍵有機(jī)械式、電容式、導(dǎo)電

11、橡膠式、薄膜式多種，但不管什么形式，其作用都是一個(gè)使電路接通與斷開的開關(guān)。目前微機(jī)系統(tǒng)中使用的鍵盤按其功能不同，通?？煞譃榫幋a鍵盤和非編碼鍵盤兩種基本類型。 編碼鍵盤：鍵盤本身帶有實(shí)現(xiàn)接口主要功能所需的硬件電路。不僅能自動(dòng)檢測(cè)被按下的鍵，并完成去抖動(dòng)、防串鍵等功能，而且能提供與被按鍵功能對(duì)應(yīng)的鍵碼（如ASCII碼）送往CPU。所以，編碼鍵盤接口簡單、使用方便。但由于硬件電路較復(fù)雜，因而價(jià)格較貴。 非編碼鍵盤：鍵盤只簡單地提供按鍵開關(guān)的行列矩陣。有關(guān)按鍵的識(shí)別、鍵碼的確定與輸入、去抖動(dòng)等功能均由軟件完成。目前微機(jī)系統(tǒng)中，一般為了降低成本大多數(shù)采用非編碼鍵盤。 鍵盤接口必須具有去抖動(dòng)、防串鍵、按鍵

12、識(shí)別和鍵碼產(chǎn)生4個(gè)基本功能。 （1）去抖動(dòng):每個(gè)按鍵在按下或松開時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為520mm。所謂抖動(dòng)是指在識(shí)別被按鍵是必須避開抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識(shí)別正確無誤。去抖問題可通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。 （2）防串鍵：防串鍵是為了解決多個(gè)鍵同時(shí)按下或者前一按鍵沒有釋放又有新的按鍵按下時(shí)產(chǎn)生的問題。常用的方法有雙鍵鎖定和N鍵輪回兩種方法。雙鍵鎖定，是當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下時(shí)，只把最后釋放的鍵當(dāng)作有效鍵并產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。N鍵輪回，是當(dāng)檢測(cè)到有多個(gè)鍵被按下時(shí)，能根據(jù)發(fā)現(xiàn)它們的順序依次產(chǎn)生相應(yīng)鍵的鍵碼。 （3）被按鍵識(shí)別：如何

13、識(shí)別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。常用的方法有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法兩種。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測(cè)到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此，需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來識(shí)別閉合鍵，為此需要提供兩個(gè)可編程的雙向輸入/輸出端口。 （4）鍵碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標(biāo)編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在內(nèi)存區(qū)中建立一個(gè)鍵盤編碼表，通過查表獲得被按鍵的鍵碼。用AT89S51的并行口P1接44矩陣鍵盤，以P1.0P1.3作輸入線，以P1.4P1.7作輸出線；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“0F”序號(hào)。4

14、.1.1 系統(tǒng)板上硬件連線設(shè)計(jì)鍵盤模塊硬件連線如圖2-1所示：（1）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.0P3.7端口用8芯排線連接到“4X4行列式鍵盤”區(qū)域中的C1C4R1R4端口上；（2）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0P0.7/AD7端口用8芯排線連接到“7段數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)ah端口上；要求：P0.0/AD0對(duì)應(yīng)著a，P0.1/AD1對(duì)應(yīng)著b，P0.7/AD7對(duì)應(yīng)著h。圖2-1 鍵盤識(shí)別模塊4.1.2 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）44矩陣鍵盤識(shí)別處理，每個(gè)按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識(shí)別這個(gè)按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和CPU通信。每個(gè)按鍵的狀態(tài)同樣需

15、變成數(shù)字量“0”和“1”，開關(guān)的一端（列線）通過電阻接VCC，而接地是通過程序輸出數(shù)字“0”實(shí)現(xiàn)的。（2）鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。電路圖如下圖2.1.1 行列式鍵盤電路4.1.3 I/O并行口直接驅(qū)動(dòng)LED顯示LED顯示模塊如圖2-2所示，利用AT89S51單片機(jī)的P0端口的P0.0P0.7連接到一個(gè)七段數(shù)碼管的ah的筆段上，數(shù)碼管的公共端接地。在數(shù)碼管上循環(huán)顯示

16、07數(shù)字，時(shí)間間隔0.2秒。圖2-2 電路原理圖系統(tǒng)板上硬件連線：（如圖2-2所示） 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P0.0/AD0P0.7/AD7端口用8芯排線連接到“七段數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)數(shù)碼管的ah端口上；要求：P0.0/AD0與a相連，P0.1/AD1與b相連，P0.2/AD2與c相連，P0.7/AD7與h相連。（1）LED數(shù)碼顯示原理: 七段LED顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的極管的接線形式，可分成共陰極型和共陽極型。 LED數(shù)碼管的ga七個(gè)發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不以發(fā)亮，不同亮暗的組合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形

17、碼，下面給出共陰極的字形碼表（如表2-1所示）表2-1 字形碼表“0”3FH“8”7FH“1”06H“9”6FH“2”5BH“A”77H“3”4FH“b”7CH“4”66H“C”39H“5”6DH“d”5EH“6”7DH“E”79H“7”07H“F”71H（2)由于顯示的數(shù)字09的字形碼沒有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來完成我們所需的要求了。這樣我們按著數(shù)字09的順序，把每個(gè)數(shù)字的筆段代碼按順序排好！建立的表格如下所示：TABLEDB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH。4.2 音樂產(chǎn)生的方法4.2.1 原理一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階

18、對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系正確即可。若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），再將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將P1.0反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。就可在P1.0引腳上得到此頻率的脈沖。 利用AT89C51的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（MODE1）下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為523Hz，其周期T1

19、/5231912s，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956s/1s956，每計(jì)數(shù)956次時(shí)將I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式(如式2-1所示)是：Nfi2fr 2-1式中，N是計(jì)數(shù)值；fi是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為12MHz時(shí)，其頻率為1MHz）；fr是想要產(chǎn)生的頻率。其計(jì)數(shù)初值T的求法如下： T65536N65536fi2fr 例如：設(shè)K65536，fi1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的計(jì)數(shù)值。 T65536N65536fi2fr6553610000002fr65536500000/fr 低音DO的T655365000

20、00/26263627 中音DO的T65536500000/52364580 高音DO的T65536500000/104665059單片機(jī)12MHZ晶振，高中低音符與計(jì)數(shù)T0相關(guān)的計(jì)數(shù)值如表2-2所示表2-2 音符頻率表音符頻率（HZ）簡譜碼（T值）音符頻率（HZ）簡譜碼（T值）低1DO26263628# 4 FA#74064860#1DO#27763731中 5 SO78464898低2RE29463835# 5 SO#83164934#2 RE#31163928中 6 LA88064968低 3 M33064021# 693264994低 4 FA34964103中 7 SI9886503

21、0# 4 FA#37064185高 1 DO104665058低 5 SO39264260# 1 DO#110965085# 5 SO#41564331高 2 RE117565110低 6 LA44064400# 2 RE#124565134# 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中 1 DO52364580# 4 FA#148065198# 1 DO#55464633高 5 SO156865217中 2 RE58764684# 5 SO#166165235# 2 RE#62264732高 6 LA176065252中 3 M

22、65964777# 6186565268中 4 FA69864820高 7 SI196765283我們要為這個(gè)音符建立一個(gè)表格，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù) 低音019之間，中音在2039之間，高音在4059之間 TABLE: DW 0, 63628, 63835, 64021, 64103, 64260, 64400, 64524, 0, 0 DW 0, 63731, 63928, 0, 64185, 64331, 64463, 0, 0, 0 DW 0, 64580, 64684, 64777, 64820, 64898, 64968, 65030, 0, 0 DW 0, 6463

23、3, 64732, 0, 64860, 64934, 64994, 0, 0, 0 DW 0, 65058, 65110，65157, 65178, 65217, 65252, 65283, 0, 0 DW 0, 65085, 65134, 0, 65198, 65235, 65268, 0, 0, 0 DW 0音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（C調(diào)）（如表2-3所示）表2-3 曲調(diào)值表曲調(diào)值DELAY曲調(diào)值DELAY調(diào)4/4125ms調(diào)4/462ms調(diào)3/4187ms調(diào)3/494ms調(diào)2/4250ms調(diào)2/4125ms對(duì)于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來完成。琴鍵處理程序，根據(jù)

24、檢測(cè)到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。對(duì)音調(diào)的控制：根據(jù)不同的按鍵，對(duì)定時(shí)器T1送入不同的初值，調(diào)節(jié)T1的溢出時(shí)間，這樣就可以輸出不同音調(diào)頻率的方波。不同音調(diào)下各個(gè)音階的定時(shí)器。在這個(gè)程序中用到了兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來完成的。其中T0用來產(chǎn)生音符頻率，T1用來產(chǎn)生音拍。4.2.2 程序框圖音樂發(fā)聲程序框圖如圖2-4所示:圖2-4 音樂發(fā)聲程序框圖5總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過的零散的知識(shí)串到一起。首先在畢業(yè)設(shè)計(jì)剛開始的調(diào)研階段，我學(xué)會(huì)了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。通過對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，我大致了解了單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

25、以及未來的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競(jìng)爭。了解了單片機(jī)方面的先進(jìn)技術(shù)，這些都為我的未來的學(xué)習(xí)指明了方向。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做的工作?；菊莆樟薖rotel99SE原理圖的方法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程，使我對(duì)51系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如LED數(shù)碼管，鍵盤等。在軟件方面，通過串行口調(diào)試工具的開發(fā)，使我加深了對(duì)累封裝的理解，熟悉了51系列單片機(jī)內(nèi)部的寄存器

26、和編程規(guī)則，以及如何控制外圍電路。將程序燒入芯片,調(diào)試成功后,可任意彈奏自己想要的旋律。本研究通過制作電子琴，將幾個(gè)模塊很好的融合起來，對(duì)使用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡易電子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電子琴統(tǒng)硬件組成。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂。說明一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，于是我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可，然后我們利用功放電路來將音樂聲音放大，同時(shí)通過顯示模塊來確知自己所彈的

27、音符。 不足之處有：1.可彈奏的音符數(shù)較少，只能在一定范圍內(nèi)滿足用戶需要?？赏ㄟ^改進(jìn)鍵盤識(shí)別模塊和發(fā)生模塊來增加其復(fù)雜度。 2.音量不可調(diào)?？赏ㄟ^改進(jìn)功放電路，即在lm386的1腳和8腳間增加一直外界電阻和電容，將3腳與地之間的電阻換為10k的變阻，即可調(diào)節(jié)其放大增益。參考書目1 陳明熒,8051單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材M,北京,清華大學(xué)出版社，2003年9月2 徐新艷,單片機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)踐M，北京，高等教育出版社，2005年3月3 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉，8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M，第一版北京：清華大學(xué)出版社，2002年4 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉，8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M，清華大學(xué)出版社，

28、20015 馮博琴，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)M，清華大學(xué)出版社，20046 張毅剛，MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)M，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20047 張淑清，姜萬錄等，單片微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用M，國防工業(yè)出版社，20038 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉，8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M，清華大學(xué)出版社，20019 龍威林,楊冠聲,胡山，單片機(jī)應(yīng)用入門:AT89S51和AVRM，北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200810 黃鑫,馬善農(nóng),趙永科，基于CPLD的電子琴研究與設(shè)計(jì)J，科技廣場(chǎng),2007(5) 11 趙亮,侯國銳，單片機(jī)C語言編程與實(shí)例M，北京:人民郵電出版社,2003 12 楊恢先,黃輝先，單片機(jī)原理及

29、應(yīng)用M，北京:人民郵電出版社,200613 張虹，單片機(jī)原理及應(yīng)用M，北京:中國電力出版社,2009 14 李云鋼,鄒逢興,龍志強(qiáng)， 單片機(jī)原理與應(yīng)用系統(tǒng)計(jì)J，北京:中國水利水電出版社,2008附 錄電路原理圖：程序框圖程序框圖如圖所示：C語言源程序#includeunsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned char discount;void delay02s(void) unsigned char i, j, k; for(i=20;i0;i-) for(j=20;

30、j0;j-) for(k=248;k0;k-);void main(void) while(1) for(discount=0;dispcount0;i-)for(j=200;j0;j-);temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;switch(temp)case 0x0e:key=7;break;case 0x0d:key=8;break;case 0x0b:key=9;break;case 0x07:key=10;break;temp=P3;P1_0=P1_0;P0=tablekey;temp=temp

31、 & 0x0f;while(temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;P3=0xff;P3_5=0;temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)for(i=50;i0;i-)for(j=200;j0;j-);temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;switch(temp)case 0x0e:key=4;break;case 0x0d:key=5;break;case 0x0b:key=6;break;case 0x07:key=11;bre

32、ak;temp=P3;P1_0=P1_0;P0=tablekey;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;P3=0xff;P3_6=0;temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)for(i=50;i0;i-)for(j=200;j0;j-);temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;switch(temp)case 0x0e:key=1;break;case 0x0d:key=2;break;

33、case 0x0b:key=3;break;case 0x07:key=12;break;temp=P3;P1_0=P1_0;P0=tablekey;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;P3=0xff;P3_7=0;temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)for(i=50;i0;i-)for(j=200;j0;j-);temp=P3;temp=temp & 0x0f;if (temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;switch(temp)ca

34、se 0x0e:key=0;break;case 0x0d:key=13;break;case 0x0b:key=14;break;case 0x07:key=15;break;temp=P3;P1_0=P1_0;P0=tablekey;temp=temp & 0x0f;while(temp!=0x0f)temp=P3;temp=temp & 0x0f;程序框圖 音樂發(fā)聲程序框圖如圖所示:程序#includeunsigned char code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5

35、e,0x79,0x71;unsigned char temp;unsigned char key;unsigned char i,j;unsigned char STH0;unsigned char STL0;unsigned int code tab=64021,64103,64260,64400, 64524,64580,64684,64777, 64820,64898,64968,65030, 65058,65110,65157,65178;void main(void) TMOD=0x01; ET0=1; EA=1; while(1) P3=0xff; P3_4=0; temp=P3;

36、 temp=temp & 0x0f; if (temp!=0x0f) for(i=50;i0;i-) for(j=200;j0;j-); temp=P3; temp=temp & 0x0f; if (temp!=0x0f) temp=P3; temp=temp & 0x0f; switch(temp) case 0x0e: key=0; break; case 0x0d: key=1; break; case 0x0b: key=2; break; case 0x07: key=3; break; temp=P3; P1_0=P1_0; P0=tablekey; STH0=tabkey/256; STL0=tabkey%6; TR0=1; temp=temp & 0x0f; while(temp!=0x0f) temp=P3; temp=temp & 0x0f; TR0=0; P3=0xff; P3_5=0; temp=P3; temp=temp & 0x0f; if (temp!=0x0f) for(i=50;i0;i-) for(j=200;j0;j-); temp=P3; temp=