基于单片机的简易电子琴课程设计

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1、 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 简易电子琴设计简易电子琴设计 专专 业业 电子信息电子信息科学与技术科学与技术 年年 班班 级级 08 级电科二班级电科二班 学学 号号 姓姓 名名 指导教师指导教师 2011 年年 5 月月 20 日日 目目 录录 1、设计任务设计任务. .1 1.1 设计目的. 1 1.2 设计指标及要求 1 2、 设计思路与总体框图、 设计思路与总体框图. . . 2 21 电子琴系统的设计思想. . . .2 2.2 软件总体方案及设计流程. . . . .3 2.3 总体框架. . . 4 2.3

2、.1、程序简易流程图 .4 2.3.2、弹奏程序流程图. 5 3、系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计.6 3.1、芯片介绍. . . .6 3.2、硬件接图. . .7 3.3 音频放大电路设计. .7 3.4 复位电路设计. 8 3.5 电路设计图. 9 4、系统系统设计仿真设计仿真.10 注：提供系统仿真软件和源程序注：提供系统仿真软件和源程序 5、总结与体会、总结与体会.18 6、参考文献、参考文献.18 1 1、设计任务、设计任务 1.1 设计目的 （1）掌握 MCS-51 单片机定时器、计数器及中断的综合应用； （2）掌握单片机演奏音乐的原理和编程方法； （3）能够对电子元器件、印

3、制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对 其进行测试与检查。 1.2 设计指标及有求 指标： （1）设计一个（44）的键盘，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。 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。 2、设计思路与总体框图、设计思路与总体框图 21 电子琴系统的设计思想 关于声音的处理，第一种方法是使用汇编语言，利用定时器来控制频率，而 每个音符的符号只是存在我自己定义的表中。音符的频率是通过查表得到的（见 表 2-

4、1） 。 本次设计中单片机晶振为 12MHZ，那么定时器的计数周期为 1MHZ，假如选择工作 方式 1，那 T 值便为 T= 2 16-5105/相应的频率 ，那么根据不同的频率计算出 应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数 T0 相关的计数值如下表 所示： 表表 2 2- -1 1 音符 频率（HZ） 简谱码（T 值） 中 1 DO 523 64580 中 2 RE 587 64684 中 3 M 659 64777 中 4 FA 698 64820 中 5 SO 784 64898 中 6 LA 880 64968 中 7 SI 988 65030 采用查表程序进行查表时，可以为

5、这个音符建立一个表格，有助于单片机通 过查表的方式来获得相应的数据： TABLE DB 64580， 64684， 64777， 64820， 64898， 64968，65030 此外， 结束符和体止符可以分别用代码00H和FFH来表示， 若查表结果为00H， 则表示曲子终了，若查表结果为 FFH，则产生相应的停顿效果。 关于声音的处理，第二种方法是使用一个 8 位的二进制数来作为音符，高位 的前两位用来判断音符是高音低音还是中音， 后面六位判断的是 Do 还是 Xi 等音 符。设 D7D6=01 为低音区，D7D6=10 为中音区，D7D6=11 为高音。此方法与第一 种方法比较起来较简单

6、，所以在该系统的音符设计中采用的就是第二种方法。 2.2 软件总体方案及设计流程 （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 （4）自动播放歌曲程序： 检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序， 电子琴会自动播放事先 已经存放好的歌曲，歌曲播放完毕之后自动返回