《单片机应用与仿真训练》课程设计报告-基于单片机的电子琴设计.docVIP

河南理工大学 《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 姓 名： 学 号： 专业班级： 指导老师： 所在学院： 2011年6月27日  摘要 本文讲述基于单片机的简易电子琴设计流程及制作原理。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。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS?8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容本系统运行稳定，硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高AT89S52，独立式键盘，LED显示管，扬声器。 目录 1 概述 4 1.1 选择电子琴设计的原因 4 1.2 AT89S52的强大功能 4 1.3 电子琴所能完成的功能 5 2 系统总体方案及硬件设计 6 2.1 本系统设计内容 6 2.2电子琴的发生原理以及如何改变音色的基本原理 6 2.3系统组成 7 2.4系统总体方案 8 2.5系统硬件设计 9 3 软件设计 11 3.1本系统的软件流程图 11 3.2 键盘扫描程序 11 3.3 功能转移程序 11 3.4琴键处理程序 12 3.5自动播放歌曲程序： 12 4 实验仿真 13 5课程设计体会 14 参考文献 15 附1：源程序代码 16 附2：系统原理图 23 1 概述 1.1 选择电子琴设计的原因 首先是始于对电子琴的好奇，用自己所学的单片机知识来完成自己喜欢的东西，能够给自己很大的制作与学习动力。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AT89S51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16个按键和扬声器。本文主要对使用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统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。1）与MCS-51单片机产品兼容； 　　2）8K字节在系统可编程Flash存储器； 　　3）1000次擦写周期； 　　4）全静态操作：0Hz-33MHz； 　　5）三级加密程序存储器； 　　6）32个可编程I/O口线； 　　7）三个16位定时器/计数器； 　　8）六个中断源； 　　9）全双工UART串行通道； 　　10）低功耗空闲和掉电模式； 　　11）掉电后中断可唤醒； 　　12）看门狗定时器； 　　13）双数据指针； 　　14）掉电标识符?  2 系统总体方案及硬件设计 2.1 本系统设计内容 （1）独立式键盘识别。即独立式按键扫描，显示当前按键。 （2）不同频率音符播放。可以通过按键控制21种发音。 （3）可在按下特殊按键时连续播放一首音乐。 2.2电子琴的发生原理以及如何改变音色的基本原理 声音的频谱范围约在几十到几千赫兹, 若能利用程序来控制单片机某个口线不断输出高、低电平, 则在该口线上就能产生一定频率的方波, 将该方波接上喇叭就能发出一定频率的声音, 若再利用程序控制高、低电平的持续时间, 就能改变输出波形的频率从而改变音调。乐曲中, 每一音符对应着确定的频率, 下表给出各音符频率。如果单片机某个口线输出高、低电平的频率和某个音符的频率一样, 那么将此口线接上喇叭就可以发出此音符的声音。本系统就是根据此原理设计, 对于单片机来说要产生一定频率的方波大致是先将某口线输出高电平然后延时一段时间再输出低电平, 如此循环的输出就会产生一定频率的方波, 通过改变延时的时间就可以改变输出方波的频率。单片机内部有两个位的定时计数器T1和T0, 单片机的定时计数器实际上是个计数装置它既可以对单片机的内部晶振驱动时钟计数也可以对外部输入的脉冲计数, 对内部晶振计数时称为定时器, 对外部时钟计数时称为计数器。当对单片机的内部晶振驱