单片机的简易电子琴课程设计.docVIP

《单片机技术及应用》 课程设计报告 专 业： 电子信息工程 班 级： 08301班 姓 名： 胡 丽 莉 指导教师： 邓明华 彭文勇 二0一一 年十一月 十一日 目 录 一、概述 1 1.1 课程设计的目的及其意义 1 1.2 课程设计的任务和要求 1 二、系统的基本原理 2 2.1 音乐的相关知识 2 2.2 基本原理及其框图 3 三、系统的硬件结构 5 3.1 单片机89C51的简介 6 3.2 键盘电路 7 3.3 振荡电路 7 3.4 复位电路 8 3.5 音频电路 9 四、系统软件的设计 10 4.1 系统软件的主程序 10 4.2 系统的软件的调试与仿真 12 五、心得体会 13 六、指导老师意见 13 七、参考书目 14 附录 电子琴实物图·············································14 基于单片机简易电子琴 一、概 述 1.1 课题设计目的及其意义 单片机（单片微型计算机）是大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠等特点。单片机的应用相当广泛，从平常的家用电器到航空航天系统和国防军事、尖端武器都能找到它的身影。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。 随着社会的发展进步，人们的生活水平也逐步提高，音乐已经成为了我们生活中很重要的一部分，在工作和学习之余，欣赏音乐不仅使身心得到放松，同时也提高人们的精神品质和个人素养。当代，爱好音乐的年轻人越来越多，也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花费太多精力，且其价格太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法，而电子琴又是一种新型的键盘乐器，它是现代电子科技与音乐结合的产物，价格相对便宜，能够满足一般爱好者的需求，因此，在现代音乐中扮演着重要的角色。 故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。 1.2 课题设计的任务与主要内容 本文的主要内容是用AT8951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。 一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同的频率,这样就可以利用不同的频率组合，加以拍数对应的延时，构成音乐。如果单片机要自己播放音乐就必须考虑到节拍的设置。 对于AT80C51而言要产生一定频率的方波一般是先将某口线输出高电平，延迟一段时间后再输出低电平。通过改变延迟时间可以改变单片机的输出频率。单片机的延时主要有两种方式，即软件延时和使用定时/计数器延时。其中软件延时不是很精确，而电子琴电路由于每个音符的频率值要求比较严格，因此我们选用定时/计数器延时。 由于本课程设计是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握，不由程序控制。因此，我们只需弄清楚音乐中的音符和对应的频率，利用单片机的定时/计数器来产生方波频率信号即可。 要产生相应的音频脉冲，只需要计算出某音频的周期，再除以2。利用计数器计时半周期，计满时使P2.0反向，然后重复计时再反向。本例中，单片机工作在12MHz时钟，使用定时器/计数器T0，工作模式为1，改变计数初值TH0、TL0就可产生不同频率的脉冲信号。 例如低3MI音，频率为330Hz，其周期T=1/f=1/330=3030us，计数值N=3030/2=1515,所以每计数1515次P2.0反向。计数初值T=65536-N=64021。C调的各音符频率与计数值T的对照表如表1所示。 表1 C调各音符频率与计数值T对照表 音符 频率(HZ) 简谱码(T值) 音符 频率(HZ) 简谱码(T值) 低 1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860 # 1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63853 # 5 SO# 831 64934 # 2 RE# 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 # 6 932 64994 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 # 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085 # 5 S