基于单片机的激光竖琴设计.doc

本 科 生 毕 业 设 计 (论 文) 基于MCU的简易激光电子琴设计与实现 Design And Implementation Of The Simple Laser Electronic Organ Based On MCU 教学单位 _ XXXXXXXXXXX __ 姓 名 _______ XXX __ ____ 学 号 ____XXXXXXXXXXXX ___ 年 级 _____ XXXXXX___ ____ 专 业 _______ XXX__ ______ 指导教师 _____ XXX_ _______ 职 称 ____ ___XXX__ ______ 2012 年 04 月 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 引 言 1 1.1 课题背景 1 1.2 研究目的及意义 1 第二章 系统总体设计及方案论证 2 2.1 总体设计方案 2 2.2 设计方案的论证及选择 2 2.2.1 主控制系统 2 2.2.2 传感器系统 4 2.2.3 发声系统 5 2.2.4 电源系统 6 第三章 外观结构设计与实现 8 3.1 外观结构设计思路 8 3.2 外观设计元素 8 3.3 结构设计 9 第四章 硬件电路设计与实现 10 4.1 硬件设计方案 10 4.2 各模块电路设计与实现 10 4.2.1 单片机最小系统 10 4.2.2 激光发射模块 13 4.2.3 激光接收模块 14 4.2.4 音响发声模块 14 第五章 软件设计与实现 16 5.1 软件设计方案 16 5.2 各模块程序设计与实现 17 5.2.1 硬件资源配置 17 5.2.2 端口信号检测 19 5.2.3 数据处理 19 5.3 软件开发工具介绍 19 第六章 软件仿真调试 21 6.1 仿真软件介绍 21 6.1.1 Protues的功能特点 21 6.1.2 Protues各功能模块特点 21 6.1.3 Protues仿真的意义 23 6.2 Protues仿真方案设计 23 6.3 Protues电路仿真设计与实现 24 6.3.1 单片机最小系统仿真电路 24 6.3.2 独立按键和虚拟仪器仿真电路设计 25 6.3.3 仿真结果与设计方案可行性分析 25 第七章 总结和展望 28 参考文献 29 附 录 I 附录A 硬件电路原理图 I 附录B 硬件电路PCB VI 附录C 程序流程图 VIII 附录D 程序源代码 IX 附录E 实物图 XI 致 谢 I 摘 要 本文提出了一个基于8051内核单片机的激光电子琴的设计方案。从原理介绍到实物实现，从硬件设计到软件调试等都做了详尽的介绍。 该系统在硬件设计上以宏晶公司生产的STC89C52RC型单片机为核心控制芯片，基于8051内核单片机最小系统，以半导体激光发射管和接收管为传感器，利用半导体激光发射管发出的光束模拟电子琴的琴弦，控制芯片对接收管电路输出的数字信号进行采集和处理，实现中音区八音阶稳定发音。在软件设计上，我们采用C语言编写程序源代码。此外，在系统的外观结构上我们采用强度较低的PVC工业塑料和强度较高的轻质合金片搭配设计制作，既保证了外观上的美观性又确保了结构上的稳定性。 我们在系统从概念到产品的完整设计过程中，首先，基于澳大利亚Altium公司开发设计的计算机辅助设计软件——Altium Designer 6进行电路原理图设计。然后，基于美国Keil Software公司开发设计的集成开发环境——uVision3进行软件结构和程序流程图的设计，并以C语言编写源程序代码。接着，基于英国Labcenter Electronics公司开发设计的EDA工具软件——Protues 7进行从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路的协同仿真调试。最后，基于Altium Designer 6软件，结合所设计的电路原理图进行PCB Layout设计，并根据所设计PCB电路板的尺寸、形状进行产品外观结构的设计与制作。 该系统的设计方法更大程度上体现了灵活性、美观性和创新性。在功能上拥有较高的可移植性和扩展性，方便用户根据自己的需求和爱好扩展新的功能。 【关键字】：电子琴 单片机 软件仿真 PCB ABSTRACT In this paper, a laser Electronic Organ design method based on 8051 microcontroller core . Principle to the physical implementation , from hardware design to software debugging and so do the detail.