1、 单片机单片机技术及系统设计技术及系统设计 课程设计课程设计 题题 目：目： 基于单片机的电子琴制作基于单片机的电子琴制作 专专 业：业： 电子电子信息工程电子电子信息工程 班班 级：级： 电子电子 10731073 班班 姓姓 名：名： xxxxxx 学号：学号： xxxxxx 组组 员：员： xxxxxx 学号：学号： xxxxxx 实验地点：实验地点： 科技楼科技楼 403403 指导老师：指导老师： xxxxxx 设计时间设计时间 20201010- -5 5- -3030 至至 20201010- -6 6- -3030 成成 绩：绩： 一、设计指标： （1）设计一个（44）的键盘，
2、并将 16 个键设计成 16 个音; （2）可弹奏想要表达的音乐; （3）该电子琴包含 1 首示例音乐，接通电源可播放示例音乐。 二、设计要求： （1）按设计指标进行电路设计; （2）列出音阶与单片机定时器输出频率关系表格; （3）制作符合设计指标的硬件电路。 三、设计说明： 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 于它又具备现代音乐，特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构、特征，因而使我 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。 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展
3、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 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 个弹奏按键、 1 个播放键和扬声器。
4、四、设计简单原理介绍 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。 若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率） ，再将此周期除以 2，即 为半周期的时间。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 引脚上得到此频率的脉冲。 利用 AT89C51 的内部定时器使其工作计数器模式（MODE
5、1）下，改变计数 值 TH0 及 TL0 以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为 523Hz，其 周期 T1/5231912s， 因此只要令计数器计时 956s/1s956， 每计数 956 次时将 I/O 反相，就可得到中音 DO（523Hz） 。 计数脉冲值与频率的关系式(如式 3-1 所示)是： Nfi2fr 3-1 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 是想要产生的频率。 其计数初值 T 的求法如下： T65536N65536fi2fr 例如：设 K65536，fi1MHz，DO（523Hz）的计数值。 T65536N65536fi2fr6553610000002fr65536 500000/f DO 的 T65536500000/52364580 单片机 12MHZ 晶振，高中低音符与计数 T0 相关的计数值如表 4-2 所示 表 3-2 音符频率表 低音音符 频率 HZ 中音音符 频率 HZ 高音音符 频率 HZ 1 261.63 1 523.25 1 1045.5 2 293.67 2 587.33 2 1174.66 3 329.63 3 659.46 3 1318.51 4 3
