基于MCU的简易激光电子琴设计与实现_毕业设计 (论文).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 2012 年 04 月 PAGE II 目 录 TOC \h \z \t 标题1,1,标题2,2,标题3,3 摘 要 h I ABSTRACT h II 第一章 引 言 h 1 1.1 课题背景 h 1 1.2 研究目的及意义 h 1 第二章 系统总体设计及方案论证 h 2 2.1 总体设计方案 h 2 2.2 设计方案的论证及选择 h 2 2.2.1 主控制系统 h 2 2.2.2 传感器系统 h 4 2.2.3 发声系统 h 5 2.2.4 电源系统 h 6 第三章 外观结构设计与实现 h 8 3.1 外观结构设计思路 h 8 3.2 外观设计元素 h 8 3.3 结构设计 h 9 第四章 硬件电路设计与实现 h 10 4.1 硬件设计方案 h 10 4.2 各模块电路设计与实现 h 10 4.2.1 单片机最小系统 h 10 4.2.2 激光发射模块 h 13 4.2.3 激光接收模块 h 14 4.2.4 音响发声模块 h 14 第五章 软件设计与实现 h 16 5.1 软件设计方案 h 16 5.2 各模块程序设计与实现 h 17 5.2.1 硬件资源配置 h 17 5.2.2 端口信号检测 h 19 5.2.3 数据处理 h 19 5.3 软件开发工具介绍 h 19 第六章 软件仿真调试 h 21 6.1 仿真软件介绍 h 21 6.1.1 Protues的功能特点 h 21 6.1.2 Protues各功能模块特点 h 21 6.1.3 Protues仿真的意义 h 23 6.2 Protues仿真方案设计 h 23 6.3 Protues电路仿真设计与实现 h 24 6.3.1 单片机最小系统仿真电路 h 24 6.3.2 独立按键和虚拟仪器仿真电路设计 h 25 6.3.3 仿真结果与设计方案可行性分析 h 25 第七章 总结和展望 h 28 参考文献 h 29 附 录 h I 附录A 硬件电路原理图 h I 附录B 硬件电路PCB h VI 附录C 程序流程图 h VIII 附录D 程序源代码 h IX 附录E 实物图 h XI 致 谢 h I PAGE II 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 th