1、 单片机应用与仿真训练设计报告单片机应用与仿真训练设计报告 -基于基于 AT89S52 单片机简易电子琴设计单片机简易电子琴设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 电信 082 班 指导老师： 所在学院： 电气工程与自动化学院 2011 年 11 月 22 日 1 摘要摘要 设计的主要内容是用 AT89S52 单片机为核心控制元件，通过脉冲触发产生 出电子音调，设计一个简易的电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、蜂鸣器 等模块组成控制模块。 该系统运行稳定， 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，具有一定的实用与参考价值。 关键词：AT89S52；单片机；脉冲触发；
2、电子琴设计 2 目录目录 1 概述 . 3 1.1 功能简介 3 1.2 功能的实现 3 1.3 音乐产生原理. 3 2 系统总体方案及硬件设计 5 2.1 总体方案 5 2.2 硬件部分 5 2.2.1 矩阵键盘部分 5 2.2.2 扬声器接口电路部分 6 3 软件设计 7 4 Proteus 软件仿真 9 5 课程设计体会 . 10 参考文献 10 附录 1 源程序代码11 附录 2 系统原理图 19 3 1 概述概述 1.1 1.1 功能简介功能简介 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，
3、 它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。 本简易电子琴的设计可实现的功能如下：程序中预存了一首音乐月亮代表 我的心 ，通过一个独立键盘可以实现对该音乐的播放和停止操作的控制。4*4 矩阵键盘的 16 个按键分别对应着 16 个不同的音符，分为高、低两个八度，当按 下某一按键，会发出相应的音调。按下按键时，扬声器会发出声音，松开按键后， 扬声器停止发声，按键的时间越长，发声时间越久。连续按下不同的按键，可以 实现乐曲的演奏。 1.2 1.2 功能的实现功能的实现 功能的实现部分分为软件和硬件两部分来简介。 1.3 1.3 音乐产生原理音乐产生原理 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每
4、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，只需将一首歌的音阶和频率相对应即可。 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 AT89S52 的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值 TH0 及 TL0 以产生不同频率的方法产生
5、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 2-1 所示)是： 4 Nfi2fr 2-1 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 2-2 例如：设 K65536，fi1MHz，求低音 DO（261Hz） 、中音 DO（523Hz） 、 高音 DO（1046Hz）的计数
6、值。 T65536N65536fi2fr6553610000002fr65536 500000/fr 低音 DO 的 T65536500000/26263627 中音 DO 的 T65536500000/52364580 高音 DO 的 T65536500000/104665059 我们要为这个音符建立一个表格，单片机通过查表的方式来获得相应的数 据，音符表见附录一。 音乐的音拍，一个节拍为单位（C 调） （如表 2-1 所示） 表 2-1 曲调值表 曲调值 DELAY 曲调值 DELAY 调 4/4 125ms 调 4/4 62ms 调 3/4 187ms 调 3/4 94ms 调 2/4 250ms 调 2/4 125ms 错误错误! !未指定书签。未指定书签。 对于不同的曲调我们也可以用单片机的定时/计数器 来完成。 程序流程图如图 2.5。 5 2 系统
