单片机课程设计---电子琴设计.docxVIP

南京工程学院课程设计任务书课 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 姓 名 周 阳 学 号 203090809 起 止 日 期 2012.1.2～2012.1.6 指 导 教 师 葛红宇 目录设计目的及任务设计目的设计任务题目及要求总体方案设计设计任务分析设计方案设计原理程序流程图硬件原理图模块设计键盘扫描模块定时器模块调试过程问题发现与解决设计总结七、参考文献八．程序清单一、设计目的及任务1．课程设计应达到的目的（1）运用单片机原理及应用A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．课程设计题目及要求（1）、题目电子琴设计（2）、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1～7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、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1、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1、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；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、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1．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，若读到的值得高四位不是全1，则代表确实有键按下。在有键按下的情况下，则可以找出是哪个键被按下，方法是：在值为0的那一行，继续赋零，其余行和所有列均给1，在此情况下，读出列的值，在列中，哪一列为0，则代表该列的键被按下。用上述的方法就可以找出被按下的键，然后将对应的键号取出，就可以在主程序中使用。2、定时器模块 定时器模块则是简单的运用定时器的中断，对于