单片机课程设计-多功能高级电子琴课设报告精选.docx

单片机课程设计多功能高级电子琴实验报告班级：通信1507姓名:学号：指导老师：2017年6月13日1.应用背景及需求分析1.计算机得到广泛普及，利用计算机发声原理，液晶显示原理，红外扫描原理能够做出单片机多功能电子琴。2.汇编语言成为学习的风尚，编程的基本思想深入人心。3.熟悉定时器，蜂鸣器，液晶显示屏，数码管，LED灯，红外接收器，中断程序和键盘扫描电路的工作原理及编程方法，在市场上占有一定份额。2.设计目标及性能指标利用JD51开发板上的定时器，蜂鸣器，液晶显示屏，数码管，LED灯，红外接收器，红外遥控器，键盘按键设计高级电子琴，要求：扫描方式，读取红外遥控器键值，并把获得的键值显示于8个LED,同时蜂鸣器响。当所按键是0~9时，1个七段显示器显示对应的数字。液晶屏显示相应的数字。当所按键是1~8时，蜂鸣器发出音调1、2、3、4、5、6、7、i。按下CH+时，8个LED呈跑马灯闪烁三个循环。当所按键是0时，播放同一首歌。3.设计原理音节由不同频率的方波产生，音节与频率的关系通过查表可得。要产生音频方波，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间。利用计时器计时此半周期时间，每当计时到后就将输出方波的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚得到此频率的方波。在JD51单片机上，产生方波的I/O脚选用P2.4，通过跳线选择器将单片机的P2.4与蜂鸣器的驱动电路相连。这样P2.4输出不同频率的方波，蜂鸣器便会发出不同的声音。另外，音乐的节拍是由延时实现的，如果1拍为0.4秒，1/4拍是0.1秒。只要设定延时时间，就可求得节拍的时间。延时作为基本延时时间，节拍值只能是它的整数倍。每个音节相应的定时器初值X可按下法计算：（1/2）*(1/f)=(12/fose)*(216-x)即 x=216-(fose/24f)其中f:音调频率，当晶振fose=11.0592MHz时，音节“1”相应的定时器初值为x,则可得x=63777D=F921H 其它的可同样求得。表1音调频率（Hz）X(HEX)1262F9212294F9E13330FA8C4349FAD85392FB686440FBE97494FC5Bi523FC8F4.设计方案及思路数码管显示电路4.1总体框图液晶显示电路红外遥控器控制，键盘控制89C51 单片机LED灯输出电路声音输出电路按键重播控制音乐播放控制红外遥控控制程序中断控制硬件图4.2蜂鸣电路模块鸣器驱动电路和89C51组成。 选择一只压电式蜂鸣器，压电式蜂鸣器工作时约需要100MA驱动电流。当89C51输出为低电平时蜂鸣器产生蜂鸣音，89C51 输出为高电平时，蜂鸣器不发声。5.软件设计流程及描述根据要实现的功能，流程图如下：熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。红外遥控音乐5.1软件设计思路高级电子琴主要的工作是将红外遥控器的信息读取，然后根据按键，用计数器输出相对应的频率，实现电子琴的音调。程序主要为8部分，红外接收、键盘扫描、中断计时、LED灯显示、数码显示、液晶显示、音乐播放、主程序，他们分别执行不同的功能。5.2各部分功能介绍5.2.1红外接收程序红外发送以及接收部分，遥控载波的频率为38KHz(占空比为1:3)；当某个按键按下时，系统首先发射一个完整的全码，如果键按下超过108ms仍未松开，接下来发射的代码（连发代码）将仅由起始码（9ms）和结束码（2.5ms）组成。?一个完整的全码=引导码+用户码+用户码+数据码+数据反码。?其中，引导码高电平4.5ms，低电平4.5ms；系统码8位，数据码8位，共32位；其中前?16?位为用户识别码，能区别不同的红外遥控设备，防止不同机种遥控码互相干扰。后?16?位为?8?位的操作码和?8位的操作反码，用于核对数据是否接收准确。收端根据数据码做出应该执行什么动作的判断。连发代码是在持续按键时发送的码。它告知接收端，某键是在被连续地按着。5.2.2键盘键值读取程序键盘键值读取程序包括键盘扫描、消除抖动、键译码等内容。按键的识别主要有两种方法：行反转法和行扫描法。因为键盘为机械开关，容易引入抖动。为了消除抖动干扰，在程序中要加入消除抖动的部分。5.2.3中断计时中断部分，中断定时器1主要负责输出不同频率的方波，产生声音，中断定时器1主要是计时按键时间及按键间隔时间的功能，在播放音乐的时候，还担任着播放音乐的节拍的任务。5.2.4 LED灯显示这个部分主要是点亮LED灯，实现灯与音调的对应亮灭。5.2.5数码管显示这个部分主要是数码管显示数字，实现数字与音调的对应显示以及循环滚动显示。5.2.6液晶显示这个部分主要是液晶显示屏显示文字，实现音调与相应的文字和歌曲名称的对应。5.2.7音乐播放