鍵電子琴設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄1 摘要-42 方案設(shè)計-51.方案一-52.方案二-53.方案對比-5三系統(tǒng)硬件設(shè)計-51.電子琴所用引腳 -6四系統(tǒng)原理圖-71.復(fù)位電路-72.振蕩電路-73.音頻功放部分設(shè)計-74.電路仿真圖-8五仿真程序設(shè)計-9六實驗總結(jié)-101.該系統(tǒng)實現(xiàn)的功能-102.實驗心得體會-10 一摘要本實驗的目的是設(shè)計一個8鍵電子琴，它能夠用喇叭發(fā)1、2、3、4、5、6、7、8,并且要求按下按鍵發(fā)聲，松開延時一段時間停止,.中間再按別的鍵則發(fā)另一音調(diào)的聲音。通過按鍵盤輸入功能，,按鍵同時對應(yīng)指示燈點亮，按鍵結(jié)束，指示燈熄滅。本系統(tǒng)采用AT89C51完成全部功能，T89C5

2、1是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。它通過單片機得到不同的頻率來得到相應(yīng)的音階，奏出完整的曲子。該系統(tǒng)硬件單路由AT89C51單片機、鍵盤電路、LM386音頻功放電路、擴展電路及揚聲器發(fā)生組組成。該系統(tǒng)驅(qū)動程序由主程序，發(fā)聲程序以及延時程序構(gòu)成。 關(guān)鍵字：AT891；程序 二方案設(shè)計1.方案一：采用CPLD外接揚聲器、鍵盤、數(shù)碼管等。8個譯碼輸出顯示的數(shù)碼管，以顯示目標芯片的32 位輸出信號，且8個發(fā)光管也能顯示目標器件的8位

3、輸出信號。時鐘為50MHz ，輸出接揚聲器。具體過程：主系統(tǒng)可由兩個模塊組成：當系統(tǒng)檢測到有按鍵按下時，對應(yīng)音符的頻率由模塊1獲得，這是一個數(shù)控分頻器。由其clk端輸入一具有較高頻率的信號，分頻后輸出。 音符的持續(xù)時間須根據(jù)樂曲的速度及每個音符的節(jié)拍數(shù)決定，模塊2的功能是為模塊1提供決定所發(fā)音的分頻預(yù)置值，而此數(shù)在模塊1輸入口停留的時間即為此音符的節(jié)拍值。2.方案二：采用單片機外接揚聲器、鍵盤、數(shù)碼管等。具體過程：當系統(tǒng)掃描到鍵盤上有鍵子被按下，則快速檢測出是那一個鍵子，然后單片機的定時器被啟動，發(fā)出一定頻率的脈沖，該頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動電路放大濾波后，就會發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。如果在前一個按下的鍵

4、發(fā)聲的同時有另一個鍵被按下，則啟用中斷系統(tǒng)，前面鍵的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按的鍵的發(fā)音程序，發(fā)出后按的鍵的音。3.方案對比對比兩套方案各有優(yōu)缺點，方案一采用CPLD，工作速度快，系統(tǒng)穩(wěn)定，效果好，但是其價格昂貴；而方案二在設(shè)計這樣小型電子系統(tǒng)方面，無論是效果還是工作速度與方案一都相差不大，而且價格較為便宜。因此，選擇方案二即單片機加外設(shè)的方式設(shè)計該系統(tǒng)較好。 三系統(tǒng)硬件設(shè)計單片機1.電子琴所用管腳說明  VCC：供電電壓。       GND：接地。      

5、 P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。       P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P

6、1口作為第八位地址接收。        P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。

7、0;      P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）P3.

8、7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。       RST：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時

9、， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。      /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。       /EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當/EA

10、端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。       XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。       XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。四電路原理圖1.振蕩器電路振蕩器電路在單片機系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在為達到振蕩周期是12MHZ的要求，這里要采用12MHZ的晶振，另外有兩個22P的獨石電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。具體連接圖如圖

11、5所示: 2.系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計智能系統(tǒng)一般應(yīng)有手動或上電復(fù)位電路。復(fù)位電路的實現(xiàn)通常有兩種方式：RC復(fù)位電路和專用µ監(jiān)控電路。本次課程設(shè)計采用了上電按鈕電平復(fù)位電路，如圖43.音頻功放部分設(shè)計音頻功放部分可用一片LM386來對信號進行放大在輸入揚聲器發(fā)聲。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)用于低電壓消費類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地位參考，同時輸出端被自動偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的

12、場合。 LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。下圖為LM386芯片引腳圖：4.電路仿真圖該系統(tǒng)硬件單路由AT89C51單片機、鍵盤電路、LM386音頻功放電路、擴展電路及揚聲器發(fā)生組組成。具體原理圖如下：五仿真程序設(shè)計該系統(tǒng)驅(qū)動程序由主程序，發(fā)聲程序以及延時程序構(gòu)成。程序：#include<reg51.h.>                      

13、                  /包含reg51.h文件Sbit speaker=P30;                             

14、;           /聲明喇叭位置Sbit led=P1; /聲明指示燈位置Unsigned  char  keys;                 /聲明變量 /*聲明音階數(shù)組- Do  Re  Mi  Fa  So  La  Si 

15、; Do# */unsigned char freq=108,102,91,86,77,68,61,57;void sound(unsigned char);                                /聲明發(fā)聲函數(shù)void delay(unsigned char);&

16、#160;                            /聲明延遲函數(shù)/=主程序=/main()                  

17、0;                                 /主程序開始P2=0xff;               &

18、#160;                                  /將P2規(guī)劃成輸入口while(1)              

19、;                                    /while循環(huán)  keys=P2;           

20、;                                   /讀取按鈕switch(keys)