单片机课程设计---电子琴设计

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1、 课 程 设 计 任 务 书课 程 设 计 任 务 书 课 程 名 称 单片机原理及应用 A 设 计 课 题 电子琴设计 院（系、部、中心） 自动化学院 专 业 自动化（数控技术） 班 级 数控 094 目 录 一、设计目的及任务 1、 设计目的 2、 设计任务题目及要求 二、总体方案设计 1、 设计任务分析 2、 设计方案 三、设计原理 1、 程序流程图 2、 硬件原理图 四、模块设计 1、 键盘扫描模块 2、 定时器模块 五、调试过程 1、 问题发现与解决 六、设计总结 七、参考文献 八程序清单 一、设计目的及任务一、设计目的及任务 1 1课程设计应达到的目的课程设计应达到的目的 （1）运

2、用课程等知识，根据题目要求进行软硬件 系统的设计和调试， 从而加深对本课程知识点的理解， 使学生综合应用知识能力、 设计能力、调试能力及报告撰写能力等显著提高。 （2）了解计算机发声原理， 进一步熟悉定时器编程方法及键盘扫描电路工 作原理及编程方法。 2 2课程设计题目及要求课程设计题目及要求 （1） 、） 、题目题目 电子琴设计 （2） 、设计要求、设计要求： 利用实验仪上提供的键盘，使数字键 1、2、3、4、5、6、7、8、9 作为电子 琴按键，其中 17 号键按下后即发出相应的音调。8 号键按下后依次发出“1、 2、3、4、5、6、7” 音调，9 号键按下后依次发出“7、6、5、4、3、

3、2、1” 音 调，用 8255 的 PA.0 口发出音频脉冲,驱动喇叭。 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.定时器按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. 本实验中按键一次,会发 50 个脉冲.发完后继续检测键盘，如果键 还按下，继续发音。 二、总体方案设计二、总体方案设计 1、设计任务分析、设计任务分析 本任务的要求是根据不同的数字键被按下后， 发出相对应的音调， 或者顺序、 逆序连续的发出七中音调，不同音调的产生对喇叭发出不同频率的脉冲，而脉冲

4、 则是根据定时器中断产生正负脉冲的跳变，这样就形成了脉冲。与此同时，定时 时间的长短，及频率的高低，是由定时间的初值决定的。 通过以上的析，可以明确，本课题需要涉及到的就是键盘扫描，和定时器。 围绕这两个模块，就可以制定出总体的设计方案。 2、设计方案、设计方案 通过以上的分析，可以制定出以下的设计方案： （1） 、） 、 因为要用到 9 个按键，可以用 4*4 的矩阵键盘， ，对其中的 9 个按键 进行标号，再根据键盘扫描的原理，就可以找出是哪个键被按下。 （2） 、） 、不同频率的脉冲均通过定时器来产生，定时器的初值不同，计满溢出 的频率 也是不同的， 从而正负电平的跳变的频率也不同， 就

5、产生了不停频率的脉冲， 所以只需对定时器设置不同德计数初值，便可实现不同频率脉冲的产生。 （3） 、喇叭发声原理则是：对喇叭驱动电路交替的施加施加低电平，喇叭发 声；否则就不发声。把这一原理和定时器中断产生的电平跳变相结合，就可以听 到不同频率的音调。 三、设计原理三、设计原理 1 1、程序流程图、程序流程图 根据上述的设计方案，可以用流程图画出本次课程设计的整体思路，在以 下的流程图中，包括主程序和各个相关的子程序。 在程序中， 首先是进行扫描， 找出是哪个键被按下， 然后根据相应的键号， 采取不同的操作，以此构成循环 本程序中涉及到的子程序模块包括： 键盘扫描子程序； 定时器中断子程序；

6、顺序连续发出 1234567 七个音调；连续发出 7654321 七个音调。 以下分别主程序各个相关的子程序： 2 2、硬件原理图、硬件原理图 以下是电子琴电路的实际硬件原理图，主要是一个单片机，和一个 8255 以及 一个喇叭组成。是通过 8255 的 PA.0 口发出脉冲，来产生不同频率的音调。单片 机则是用到一个定时器，来产生定时中断。 值得注意的是，由于电路图中是直接用 P1 口来进行键盘扫描的，则在实验箱 上进行实物连接时，一定要把跳线器短接，否则将使键盘扫描不能正常工作。 在连线时，不能使用已损坏的导线，并且把多余的导线放到一边，一面影响 正常的工作。 四模块设计四模块设计 1 1键盘扫描模块键盘扫描模块 通过键盘扫描的流程图可以清晰的知道其工作原理，可将其归纳为： 先将 P1 的高四位置 1，低四位置 0，在读 P1 口的值，若读到的值得高四位不是 全 1，则代表有键按下或者是键盘抖动。 为消除键盘抖动的影响，先采用延时，延时后重复上述操作，若读到的