课程设计 ---基于单片机的电子琴设计

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1、 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 基于单片机的电子琴设计基于单片机的电子琴设计 2012 年 5 月 19 日 1 摘要摘要 当代，爱好音乐的人越来越多，有不少人自己练习弹奏乐器作为业余爱好和 一种放松的手段，鉴于一些乐器学习难度大需要太多的学习时间，且其价格又太 过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法。而一些简易的电子 乐器价格相对便宜，学习上手快，一般人容易负担的起，能够满足一般爱好者的 需求，故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。本次课程设计主要研究基于 A T89S52 单片机的简易电子琴设计。整个系统主要包括以下几个部分组成： （1）单片机

2、的最小系统：最小应用系统设计是单片机应用系统的设计基础。它 包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的 I/O 口扩展、掉电保 护等。 （2）矩阵键盘：当按键数目较多时，为了节省 I/O 口线，通常采用矩阵式键盘 接口电路。本设计采用 5*8 矩阵键盘（共 40 个按键，其中 36 个按键用来显示高 中低音的 1、1#、2、2#、3、4、4#、5、5#、6、6#、7 的 36 个音调，其它 4 个 按键可以随意的播放已存歌曲）。 （3）产生外部中断的系统： 它由两个四输入与非门 74LS20 和一个两输入或非门 74LS02 组成，把矩阵的五行与与非门 74LS20 和或非门 74L

3、S02 相接后接在了单 片机的 P3.2 口，下降沿触发产生中断 INT0。 （4）发音电路：此电子琴发音电路是由或非门来驱动扬声器发音的，控制单片 机的 P2.7 口产生不同频率使扬声器发出不同的音调。 本文主要对单片机设计简易电子琴进行了分析， 并介绍了基于单片机电子琴 的硬件组成。并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来 阐述。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可以随意弹奏想要 表达的音乐，还设计了一按键用来自动播放一首曲子。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，性价比高等，具有一定的使用和 参考价值。 1 目录目录 1 1 概

4、述概述 1 1 1.1 本次课程设计的目的意义 . 1 1.2 本次课程设计的任务及要求. 1 2 2 系统总体方案及硬件设计系统总体方案及硬件设计 2 2 2.1 设计原理分析. 2 2.2 设计方案. 2 2.2.1 原理框图 2 2.2.2 定时/计数器的设计和状态字定义： 3 2.2.3 矩阵键盘设计及相关应用技术 5 2.2.4 LED 显示设计及相关应用技术 5 2.2.5 发音电路设计 . 6 2.2.6 产生外部中断电路设计 . 6 2.2.7 单片机最小系统设计 7 3 3 软件设计软件设计 8 8 3.1 系统分析. 8 3.1.1 系统软件的组成 . 8 3.1.2 系统

5、程序总体流程图 8 3.2 参数计算. 9 3.3 程序设计 10 3.3.1 弹奏程序流程图 . 10 3.3.2 自动播放歌曲程序流程图 11 4 4 实验仿真测试实验仿真测试 1313 5 5 课程设计体会课程设计体会 1414 1 1 1 概述概述 1.1 本次课程设计的目的意义 本论文是基于单片机的电子琴设计，电子琴是现代科技与音乐结合的产物， 是一种新型的键盘乐器。它是现代音乐扮演着的重要角色，单片机具有强大的控 制功能和灵活的编程实现特性，它融入现代人们的生活中，成为不可替代的一部 分。因此说，学会运用单片机做一些简单的课程设计是我们工程技术人员必需掌 握的一向技能。 本次设计要

6、求我们综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用 系统设计并仿真实现， 从而加深对单片机软硬知识的理解， 获得初步的应用经验， 为走出校门从事单片机应用的相关工作打下基础。另外，通过本次课程设计，对 我们还有以下帮助： 1、 进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统 设计的基本方法和步骤 2、掌握单片机仿真软件 Proteus 的使用方法； 3、掌握键盘和显示器在的单片机控制系统中的应用。 4、掌握撰写课程设计报告的方法。 1.2 本次课程设计的任务及要求 实现电子琴发声控制系统，要求电路实现如下功能： 利用扬声器或者蜂鸣器作为发声部件，两个数码管作为显示部件，设置多个 按键，实现高音、中音、低音的 1、2、3、4、5、6、7 的发音。并在存储一首歌 曲的内容，可以实现自动播放。 说明：单片机的工作时钟频率为 12MHz。 2 2 2 系统总体方案及硬件设计系统总体方案及硬件设计 2.1 设计原理分析 一定频率产生声音，频率高低决定音调。利用单片机输出脉冲信号经放大后 送给喇叭，便可发出声音。利用单片机的定时器，让定时器中断一次就对改变喇