1、 物理与信息工程系物理与信息工程系 课 程 设 计 报 告 课程名称课程名称 专专 业业 综综 合合 课题名称课题名称 基于单片机的电子琴设计基于单片机的电子琴设计 专专 业业 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 年年 班班 级级 09 级电科级电科 3 班班 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 2012 年年 6 月月 1 日日 目目 录录 封面封面 错误!未定义书签。 目录目录 2 第一章第一章 设计要求及工作原理设计要求及工作原理 . 3 1.1 设计指标 3 1.2 设计要求 3 1.3 设计说明 3 1.4 设计原理简介. 3 第二章第二章 硬件电路设计硬件电路设计 . 5
2、2.1 单片机最小系统 . 5 2.2 键盘模块 7 2.3 数码管模块 . 7 2.4 发声模块 8 第三章第三章 软件设计软件设计 . 9 3.1 软件功能模块. 9 3.2 软件程序流程图 . 10 3.3 软件源程序 .11 第四章第四章 实验焊接及调试实验焊接及调试 . 13 4.1 元器件清单 13 4.2 电路焊接 14 4.2 软件烧写与调试 14 4.2 系统联调 14 附录附录 1：电子琴成品图电子琴成品图 14 心得体会心得体会 15 第一章第一章 设计要求及工作原理设计要求及工作原理 1.1） 、设计指标： （1）设计一个（44）的键盘，并将 16 个键设计成 16 个
3、音; （2）按下按键显示相应的键值 （2）可弹奏想要表达的音乐; （3）该电子琴包含 1 首示例音乐，接通电源按下按键可播放示例音乐。 1.2） 、设计要求： （1）按仿真图进行电路设计; （2）制作符合设计指标的硬件电路。 1.3） 、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的产物，属第四代电子
4、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 15 个弹奏按键、 1 个播放键和扬声器。 1.4） 、设计简单
5、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 AT89S51 的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变
6、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 T65536
