1、 单片机原理及应用 课程设计报告 学学 院：院： 水利与能源动力工程学院水利与能源动力工程学院_ 班班 级：级：_ _ 学学 号：号：_ _ 姓姓 名：名：_ _ 时 间：2014-1-6 2014-1-10 目目 录录 任务书 1 第一章 方案设计 .2 第二章 硬件系统设计 4 第三章 软件设计 .7 第四章 系统调试 .8 小 结 9 附录 1：原理图. 11 附录 2：源程序. 12 单片机原理及应用课程设计 第 1 页 共 13 页 任务书 题 目： 基于单片机的音乐演奏器设计 设计要求： （1）利用实验箱上 KEY1KEY7 作为电子琴按键，通过软件 编程，输出相应的音调。 （2）
2、输出发声采用实验箱上的蜂鸣器。 本次课程设计为期一周。 周一 周二 周三 周四 周五 上 午 布置任 务、分组 硬件设 计 软件设计、调试 验收成 果 下 午 查资料， 定方案 整理资 料，写报 告 单片机原理及应用课程设计 第 2 页 共 13 页 第一章 方案设计 本系统是以 51 系列单片机 AT89C51 为主控制器， 附有扬声 器组成。系统完成播放相应音符基本功能。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。 1 利用定时器,可以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,就会发出不同的音调。 2定时
3、器按所设置的定时参数产生中断,这一次中断发出 脉冲低电平,下一次反转发出脉冲高电平。由于定时参数不同, 就发出了不同频率的脉冲。本实验中当有键按下，会发出连续 脉冲，直到按键松开，才停止发音。发完后继续检测键盘，如 果按键还在按下状态，继续发音。 各音阶标称频率值： 音 阶 1 2 3 4 频率(Hz) 261.1 293.7 329.6 349.2 音 阶 5 6 7 1（高阶） 频率(Hz) 392.0 440.0 493.9 1045.5 利用实验仪上提供的键盘，使数字键1、2、3、4、5、6、7、 8作为电子琴按键，按下即发出相应的音调。用P3.0口发出音频 单片机原理及应用课程设计
4、第 3 页 共 13 页 脉冲,驱动喇叭。 1 单片机最小应用系统的P1口接查询式键盘，单片机P2.0 口接音频驱动电路。 2用串行数据通信线连接计算机与仿真器。 3打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目 文件，接着添加“电子琴.ASM”源程序，进行编译，直到编译 无误。 4进行软件设置，选择硬件仿真。 5打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN 按钮运行程序。按查询式键盘的18键，扬声器发出高低不同 的声音。 单片机原理及应用课程设计 第 4 页 共 13 页 第二章 硬件系统设计 1.原理图的确定。 （原理图见附录 1） 2.CPU 的选型 CPU 为 AT
5、89C51 单片机 AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory） 的低电压、 高性能CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。 AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可 编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器 可以反复擦除 1000 次。 该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器 制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼 容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪速存储器组合在单个芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微
6、控制器， AT89C2051 是它的一种 精简版本。AT89C51 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种 灵活性高且价廉的方案。 3.蜂鸣器 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供 电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、 单片机原理及应用课程设计 第 5 页 共 13 页 汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种：一种是 PWM 输出口直接 驱动，另一种是利用 I/O 定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器 进行驱动。 PWM 输出口直接驱动是利用PWM 输出口本身可以输出一定 的方波来直接驱动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统 寄存器是用来设置 PWM 口的输出的，可以设置占空比、周期等 等，通过设置这些寄存器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之 后，只要打开 PWM 输出，PWM 输出口就能输出该频率的方波， 这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。比如频率为 2000
