1、简易单片机电子琴设计简易单片机电子琴设计 引言引言： 随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分，有人曾说喜 欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。本论文 设计一个基于单片机的简易电子琴。我们对于电子琴如何实现其功能，如音色选 择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。 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。 1. 设计任务要求设计任务要求 本文的主要内容是用 AT89C51 单片机为核心控制
2、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 个按键和扬声器。 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。 2. 硬件电路设计硬件电路设计 硬件电路的设计，决定了整个流程的发展，其中包含了单片机以内的全 部器件的连接以及其他硬件电路的设计。首先，必须了解选用的的元器件的 各项性能指标与工作原理。本设计硬件电路包括最小系统、音频功放电路、 控制电路和显示电路四大部分。最小系统只要是为了使单片机正常工作。音 操作者根据相应的工作需要进行操作。显示电路主要是为
3、了显示音调。 1.1.80C51 属于 MCS-51 系列单片机，由 Intel 公司开发，其结构是 8048 的延伸，改进了 8048 的缺点，增加了如乘（MUL） 、除（DIV） 、减 （SUBB） 、比较（CMP） 、16 位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串 行通信能力和 5 个中断源。采用 40 引脚双列直插式 DIP（Dual In Line Package） ，内有 128 个 RAM 单元及 4K 的 ROM。80C51 有两个 16 位定时计 数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有 4 个 8 位并行输入口。80C51 内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调
4、电容外 接，本系统中采用 12MHz 的晶振频率。由于 80C51 的系统性能满足系统 数据采集及时间精度的要求， 而且产品产量丰富来源广， 应用也很成熟， 故采用来作为控制核心。 89C51 的主要功能特性： 1. 微处理器（8 位 CPU） 2. 程序存储器（ROM,EPROM 或 Flash 等） 3. 程序存储器（RAM,E2PROM） 4. 4 个 8 位并行可编程 IO 端口（P0,P1,P2,P3） 5. 1 个串行口（UART） 6. 2 个 16 位定时器计数器 7. 中断系统（包含 5-8 个中断源，2 个优先级） 8. 特殊功能寄存器（SFR） 9.其他辅助功能部件还有时
5、钟振荡器，总线控制器和供电电源等。 其引脚图见下图： 2. 硬件接线 （1） 利用 P1 口为按键接入口， 形成 44 组成 16 个按键矩阵， 设计成 16 个音， 下图所示： （2）p3.0 口音频输出，接一个喇叭。 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 所对应的键码为: （3） 复位电路我们本来在方案选择的时候有两种选择的， 上电复位和按扭复位， 上电复位是利用电容充电来实现的， 而按扭复位是电源对外节电容的充电使 RST 为高电平，复位松开后，电容通过下拉电阻放电，使 RST 恢复低电平。为了制 作软件的方便我们还是选择用按扭复位，因为它比较直观。 （4）电路
6、设计图如下： 3.资源分配资源分配 4.软件设计及流程图软件设计及流程图 软件设计： （1）键盘扫描程序： 检测是否有键按下，有键按下则记录按下键的键值，并跳 转至功能转移程序；无键按下，则返回键盘扫描程序继续检测。 （2）功能转移程序： 对检测到得按键值进行判断，是琴键则跳转至琴键处理程 序，是功能键则跳转至相应的功能程序，我们设计的功能程序有两种，即音色调 节功能和自动播放乐曲功能。 （3）琴键处理程序： 根据检测到得按键值，查询音律表，给计时器赋值，使发 出相应频率的声音 。 流程图： 5.源程序源程序 KEYBUF EQU 30H STH0 EQU 31H STL0 EQU 32H TEMP EQU 33H ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0 START: MOV TMOD,#01H SETB ET0 SETB EA WAIT:MOV P1,#0FFH CLR P1.4 MOV A,P1 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ NOKEY1 LCALL DELY10MS MOV A,P1 ANL A,#0FH XRL
