基于单片机的简易电子琴设计课程设计

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（完整版）基于51单片机的简易电子琴设计

（完整版）基于51单⽚机的简易电⼦琴设计基于51单⽚机的简易电⼦琴设计⼀．问题提出为什么选择简易电⼦琴设计？1．对于⾳乐的兴趣我们对⾳乐都有着浓厚的兴趣，喜欢听钢琴曲，如理查德·克莱德曼演奏的《思乡曲》《星空》《秋⽇的私语》等，⾳乐在我们的⽣活中扮演着很重要的⾓⾊。

有⼈曾说，喜欢⾳乐的⼈不会向恶。

以前不以为然，可是随着这些年来慢慢喜欢上阴郁，听了越来越多的钢琴曲之后，觉得这句话⾮常有道理。

⾳乐是⽤艺术家⽤⾳符记录世界，传达情感的⼀种艺术形式，⾳乐⾥有⼀种和谐之美，听⾳乐可以让⼈⼼情舒畅，与外界和谐统⼀。

⾳乐现在已经成为我⽣活中很重要的⼀部分，我们每周都会抽些时间去欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。

2．对于电⼦琴的好奇好奇是⼈的天性，⼈类对于⾃然的认识，对于科学的探索，⽆不始于好奇。

我们对电⼦琴如何实现其功能，如⾳⾊选择、声⾳强弱控制、节拍器、⾃动放⾳功能等等也很好奇，想通过学习单⽚机这个机会，深⼊了解电⼦琴的功能实现原理。

3．对于51单⽚机强⼤功能的信赖51单⽚机有基本特性：（1）⾯向控制的8位CPU和指令系统（2）4K字节的程序存储器（ROM或EPROM）（3）128字节的数据存储器（4）可编程的并⾏I/O⼝P0~P3，有32位双向输⼊/输出线（5）⼀个全双⼯串⾏⼝（6）两个16位定时器/计数器（7）五个中断源，两个优先级的中断结构（8）⼀个⽚内时钟振荡器和时钟电路（9）可以寻址64K字节的程序存储器和64K字节的外部数据存储器51单⽚机功能强⼤，性能⽇趋完善，在⼯业测控、智能仪器仪表、机电⼀体化产品、家电领域中应⽤⼴泛，因此基于51单⽚机设计简易的电⼦琴可⾏性⾮常⼤。

⼆．功能需求1.能够实现基本的琴键功能即每按下⼀个琴键，单⽚机能够检测到键盘的按键，并根据按键的位置，通过程序来控制，使蜂鸣器发出不同频率（⾳调）的声⾳，声⾳延迟⼀段时间，等到按键放开后，声⾳停⽌。

然后再继续扫描，看是否有键按下，如此循环下去，即可实现基本的琴键功能。

基于单片机的简易电子琴课程设计.

《单片机技术及应用》课程设计报告专业：班级：姓名：指导教师：二0一一年十一月十一日目录一、概述 ......................... 错误！未定义书签。

1.1 课程设计的目的及其意义 ...... 错误！未定义书签。

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 ............... 错误！未定义书签。

04.1 系统软件的主程序 (10)4.2 系统的软件的调试与仿真 ..... 错误！未定义书签。

2五、心得体会 (13)六、指导老师意见 ................. 错误！未定义书签。

3七、参考书目 .................... 错误！未定义书签。

4 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。

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录前言 (2)第1章基于51单片机的电子琴设计 (3)1.1 电子琴的设计要求 (3)1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3)1.3 总体设计方案 (3)第2章系统硬件设计 (5)2.1 琴键控制电路 (5)2.2 音频功放电路 (6)2.3 时钟-复位电路 (6)2.4 LED显示电路 (6)2.5 整体电路 (6)第3章电子琴系统软件设计 (7)3.1 系统硬件接口定义 (7)3.2 主函数 (8)3.2.1 主函数程序 (8)3.3 按键扫描及LED显示函数 (9)3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10)3.4 中断函数 (11)3.4.1 中断程序 (12)第4章电子琴和调试 (12)4.1 调试工具 (12)4.2 调试结果 (13)4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14)第5章电子琴设计总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)前言音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。

近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。

但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。

如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。

而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。

结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。

现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。

电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。

基于单片机的电子琴设计

基于单片机的电子琴设计一、引言二、总体设计方案（一）设计目标设计一款基于单片机的电子琴，能够实现基本的音符演奏、音色切换、节奏控制等功能，并且具有良好的音质和稳定性。

（二）系统组成本电子琴系统主要由单片机控制模块、键盘输入模块、音频输出模块、显示模块和电源模块等部分组成。

1、单片机控制模块选用 STM32 系列单片机作为控制核心，负责处理键盘输入信号、生成音频信号、控制显示等功能。

2、键盘输入模块采用矩阵键盘，通过扫描键盘获取用户的按键操作，将其转换为对应的音符编码发送给单片机。

3、音频输出模块使用DAC 芯片将单片机生成的数字音频信号转换为模拟音频信号，再通过放大器和扬声器输出声音。

4、显示模块采用液晶显示屏，用于显示当前的演奏状态、音色选择、节奏模式等信息。

5、电源模块为整个系统提供稳定的电源供应，可采用电池供电或外接电源适配器。

三、硬件设计（一）单片机最小系统STM32 单片机的最小系统包括时钟电路、复位电路和电源电路。

时钟电路为单片机提供工作时钟，复位电路用于系统初始化，电源电路为单片机提供稳定的电源。

（二）键盘电路矩阵键盘由行线和列线组成，通过逐行扫描的方式检测按键状态。

将键盘的行线和列线分别连接到单片机的 GPIO 引脚，通过编程实现键盘扫描和按键识别。

（三）音频输出电路选用高性能的 DAC 芯片，如 PCM1794，将单片机输出的数字音频信号转换为模拟音频信号。

为了提高音频输出的质量，还需要添加放大器和滤波电路，以增强信号的功率和去除噪声。

（四）显示电路液晶显示屏通过 SPI 接口或 I2C 接口与单片机连接，单片机通过发送指令和数据来控制显示屏的显示内容。

（五）电源电路根据系统的工作电压和电流需求，选择合适的电源芯片，如LM7805 等，将输入电源转换为所需的电压，并通过滤波电容等元件提高电源的稳定性。

四、软件设计（一）主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机初始化、键盘初始化、音频输出初始化、显示初始化等。

课程设计报告---基于单片机的电子琴设计

课程设计报告---基于单片机的电子琴设计河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告基于单片机的电子琴设计姓名：郭鹏超王芳学号：310808010609 310808010602专业班级：电气08-6班指导老师：王莉所在学院：电气工程与自动化学院2012年5月19 日摘要当代，爱好音乐的人越来越多，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要太多的学习时间，且其价格又太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法。

而一些简易的电子乐器价格相对便宜，学习上手快，一般人容易负担的起，能够满足一般爱好者的需求，故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。

本次课程设计主要研究基于AT89S52单片机的简易电子琴设计。

整个系统主要包括以下几个部分组成：（1）单片机的最小系统：最小应用系统设计是单片机应用系统的设计基础。

它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的I/O口扩展、掉电保护等。

（2）矩阵键盘：当按键数目较多时，为了节省I/O口线，通常采用矩阵式键盘接口电路。

本设计采用5*8矩阵键盘（共40个按键，其中36个按键用来显示高中低音的1、1#、2、2#、3、4、4#、5、5#、6、6#、7的36个音调，其它4个按键可以随意的播放已存歌曲）。

（3）产生外部中断的系统：它由两个四输入与非门74LS20和一个两输入或非门74LS02组成，把矩阵的五行与与非门74LS20和或非门74LS02相接后接在了单片机的P3.2口，下降沿触发产生中断INT0。

（4）发音电路：此电子琴发音电路是由或非门来驱动扬声器发音的，控制单片机的P2.7口产生不同频率使扬声器发出不同的音调。

本文主要对单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴的硬件组成。

并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。

利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可以随意弹奏想要表达的音乐，还设计了一按键用来自动播放一首曲子。

基于单片机的电子琴课程设计

本科课程设计课程名称：单片机原理与接口技术设计项目：简易电子琴设计实验地点：跨越机房专业班级：通信0901 学号：学生姓名：田野同组人：李刚瑛梁邦爽指导教师：武娟萍2012年05月26日一、设计目的本设计以AT89C51单片机为核心，采用常用电子器件设计。

要求最少8个按键，每个按键对应一种音调，按下按键发声，松开按键后声音延迟一段时间后停止，即带余音的电子琴，延时时间可以设置，要求最少8个不同音调，可以采用标准的音调设计。

本次课程设计主要研究基于AT89C51单片机的简易电子琴设计二、设计器材AT89C51,蜂鸣器，PNP型三极管，晶振，独立按键三、总体设计方案1．设计思路此次设计硬件电路分四大模块较为简单，主要由独立按键、单片机AT89C51、音频功放及扬声器构成。

以AT89C51为主控器件，对其进行编译，达到我们的设计要求。

对于软件部分下面有详细介绍。

2.电路总设计框图如图1：图1 电路总设计框图3．音频放大电路在一定频率范围内，具有固定频率的振动就能产生音乐，但是单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐，因为他没有足够的驱动能力，需要音频功率放大电路。

这里选用PNP型三极管来驱动蜂鸣器，是音响效果更为理想，音频功放电路接口如图2所示：图2 音频放大电路4．音乐播放电路对于播放一首固定音乐，不仅要知道音符也要知道节拍，对应节拍延时时间设定表，对单片机进行编程就可以实现功能。

放歌产生电路如图3，其中单片机的P3.0口控制音乐开始播放控制端口，P3.2口是控制音乐停止播放的控制端口，当小按键S10按下时P3.0口获得低电平，音乐开始重复播放，当小按键S9按下2时，P3.2口获得低电平，经过单片机的处理，音乐停止播放，单片机回到最初工作状态。

而P2口的每个端口都连接一个按键，分别控制1，2，3，4，5，6，7，˙1八个不同的音符。

S9P3.2S10P3.0图3音乐播放电图5．总体电路图如下图：图4 总体电路图，4四、设计原理分析1．产生声音的方法：只要让扬声器通过产生大小变化的电流（脉动电流或交流），就能使扬声器发出声音，因此若以程序不断的输出1—0—1—0—1……就可以令扬声器发出声音，由于MCS —51系列的输出端口输出电流不够大，所以必须加上晶体管把电流放大后再驱动扬声器，如图2所示。

基于51单片机电子琴设计课程设计

基于51单片机电子琴设计课程设计
“基于51单片机电子琴设计课程设计”是一门介绍如何使用51单片机设计电子琴的课程。

本课程主要以51单片机为核心，以硬件电路、基础电路、信号处理程序及计算机软件为基础，介绍如何设计和控制电子琴原理，包括电子琴合成器、音源和操控器等技术知识。

课程通过理论讲解、硬件示范和软件实践的方式，引导学生搭建51单片机电子琴，并运用51专有语言和C语言，将单片机程序下载到电子琴中，实现声音的发出以及控制功能。

同时，学生还能学习电子琴软件仿真技术，理解电子琴的构造及琴键按钮的控制原理，掌握电子琴的基本程序，掌握电子琴的发声装置的设计等。

本课程旨在让学生掌握单片机电子琴的原理，熟悉信号处理程序和计算机存储系统，掌握原理及应用实践。

学生可以通过实践学习基础电路结构，了解单片机操作原理和程序编写应用，也可以运用所学知识及联系实际应用，完成不同功能需求的电子琴设计、系统设计及控制。

从而为建立有趣、实用的小型电子产品奠定基础。

经过本课程的学习，学生可以比较熟练的设计出基于51单片机的电子琴系统，实现基本的功能及控制，熟悉电子琴原理及程序设计，熟悉电子琴系统分析及调试。

另外，还可以运用计算机软件如Keil C51等，完成更复杂的电子琴程序设计，使学生掌握先进的电子琴设计技术，学会分析并解决实际的电子琴控制问题，进一步提升学生的学习能力和职业发展能力。

单片机课程设计——简易电子琴

单片机课程设计——简易电子琴
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单击输入目录标题单片机基础知识简易电子琴系统设计单片机与简易电子琴的结合简易电子琴的功能扩展简易电子琴的优化与改进
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单片机基础知识
单片机简介
单片机是一种集成电路芯片，将微处理器、存储器、输入/输出接口等集成在一起单片机具有体积小、功耗低、可靠性高、编程灵活等特点单片机广泛应用于工业控制、家电、汽车电子等领域单片机课程设计是学习单片机应用的重要环节，可以提高学生的实践能力和创新能力
音乐播放与控制
单片机控制：通过单片机控制电子琴的音色、音高和节奏音乐播放：单片机通过控制电子琴的音色、音高和节奏，实现音乐的播放控制方式：可以通过按键、触摸屏等方式控制音乐的播放功能扩展：可以增加录音、播放、暂停、快进、快退等功能，提高用户体验
显示模块的应用
显示模块的作用：显示电子琴的音色、音高、节奏等信息
单片机在简易电子琴中的应用
控制音量：通过单片机控制音量的大小，实现电子琴的音量调节功能。
控制音色：通过单片机控制不同频率的音色，实现电子琴的多种音色效果。
控制节奏：通过单片机控制节奏的快慢，实现电子琴的
节奏调节功能。
控制和弦：通过单片机控制和弦的演奏，实现电子琴的
和弦演奏功能。
单片机开发环境搭建
测试内容：音色、音调、音量、节奏等性能指标
测试结果分析：对测试数据进行分析，找出问题并解决
测试报告：记录测试过程、结果和分析，为后续改进提供依据
单片机与简易电子琴的结合
单片机控制简易电子琴的原理
单片机作为核心控制单元，负责接收和处理来自键盘的输入信号
单片机根据接收到的输入信号，控制电子琴的音源产生相应的音调

基于单片机的简易电子琴设计

V c c40E A31R S T9G N D20X 119X 218P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732ALE 30PSEN29P2.7/A1528P2.6/A1427P2.5/A1326P2.4/A1225P2.3/A1124P2.2/A1023P2.1/A922P2.0/A821U1AT89S51R110K R210KR310KY112MHzC730pF C630pF12345678P1HEADER 8S1SW -PBS2SW -PBS3SW -PBS4SW -PBS5SW -PBS6SW -PBS7SW -PBS8SW -PBS9SW -PBS10SW -PBS11SW -PBS12SW -PBS13SW -PBS14SW -PBS15SW -PBS16SW -PBC110uFVCCVcc 6IN+3IN-2BY PASS7V O UT 5GA IN 1GA IN 8GN D4U2LM386C210uF C30.1uF VCCC4R410KC50.1uFLS1扬声器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1C R 4C R 3C R 2C R 1B R 4B R 3B R 2B R 1R4220agdefb cdpa 7b 6c 4d 2e 1f 9G N D3G N D8g 10dp 5DS1DP Y7_SEG_DP1.2系统板硬件连线系统板硬件连线如图1-1所示，发生模块，键盘模块，及LED显示模块连接如下1.把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN端口上；2.把“单片机系统”区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4 R1－R4端口上；3.把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。

基于51单片机的电子琴设计课程设计

基于51单片机的电子琴设计课程设计单片机原理》课程设计前言本课程设计旨在通过基于51单片机的电子琴设计，加深学生对单片机原理的理解和应用。

在本设计中，我们将介绍电子琴的设计要求、所用设备及软件以及总体设计方案。

随后，我们将详细介绍系统硬件设计中琴键控制电路、音频功放电路、时钟-复位电路和LED显示电路的设计。

第1章基于51单片机的电子琴设计1.1 电子琴的设计要求在电子琴的设计中，我们需要考虑琴键数量、音频输出质量、电源电压和外部接口等因素。

在本设计中，我们将采用25个琴键，保证音频输出质量和电源电压稳定，并提供外部接口以便于扩展和调试。

1.2 电子琴设计所用设备及软件在本设计中，我们将使用51单片机、琴键、音频功放、时钟、LED显示器等设备，并使用Keil C51编译器进行软件开发。

1.3 总体设计方案在总体设计方案中，我们将采用按键扫描方式实现琴键控制，使用PWM技术实现音频输出，使用外部晶振提供时钟信号，并使用LED显示器显示琴键状态。

第2章系统硬件设计2.1 琴键控制电路在琴键控制电路中，我们将采用矩阵按键扫描方式，通过51单片机的IO口进行扫描和检测。

同时，我们还将使用电容式触摸开关来实现琴键的触发。

2.2 音频功放电路在音频功放电路中，我们将采用TDA7297芯片作为功放，通过PWM技术实现音频输出，并通过滤波电路滤除杂音和谐波。

2.3 时钟-复位电路在时钟-复位电路中，我们将采用12MHz晶振作为时钟源，并使用复位电路确保系统在上电时能够正确运行。

2.4 LED显示电路在LED显示电路中，我们将采用MAX7219芯片实现LED点阵显示，并通过SPI接口与51单片机进行通信。

同时，我们还将使用CD4511芯片实现数码管显示琴键状态。

通过本课程设计，我们可以深入理解单片机原理的应用，掌握电子琴的设计和制作技术，提高自身的实践能力和创新能力。

2.5 整体电路本章将介绍电子琴的整体电路设计。

基于单片机的电子琴课程设计

以AT89C51为主控器件，对其进行编译，达到我们的设计要求。

对于软件部分下面有详细介绍。

而P2口的每个端口都连接一个按键，分别控制1，2，3，4，5，6，7，˙1八个不同的音符。

单片机电子琴课程设计

单片机电子琴课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握单片机的基本原理，理解其内部结构和功能。

2. 使学生了解电子琴的基本工作原理，掌握单片机控制电子琴的方法。

3. 帮助学生掌握编程语言，如C语言，用于编写单片机控制程序。

技能目标：1. 培养学生动手搭建单片机电子琴硬件电路的能力。

2. 培养学生运用编程语言编写单片机程序，实现电子琴的基本功能。

3. 提高学生分析问题和解决问题的能力，使学生能够独立调试和优化单片机电子琴程序。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子技术的兴趣，激发学生创新意识和探索精神。

2. 培养学生团队协作意识，提高沟通与交流能力。

3. 引导学生关注单片机技术在现实生活中的应用，认识到科技对社会发展的推动作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为单片机电子琴课程设计，旨在让学生将所学理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手实践能力。

针对初中年级学生，课程内容需符合学生的认知水平和兴趣。

在教学过程中，注重引导学生主动参与，培养其独立思考和解决问题的能力。

课程目标分解：1. 知识目标：通过讲解、示范和练习，使学生掌握单片机原理、电子琴工作原理及编程方法。

2. 技能目标：通过动手实践，培养学生搭建硬件电路、编写程序和调试设备的能力。

3. 情感态度价值观目标：通过课程学习，激发学生对电子技术的兴趣，培养其团队协作意识和创新能力。

二、教学内容1. 单片机原理及内部结构：讲解单片机的组成、工作原理、I/O口功能等基础知识，对应教材第3章内容。

2. 电子琴工作原理：介绍电子琴的基本构成、音阶产生原理、键盘扫描方法等，对应教材第5章内容。

3. C语言编程基础：讲解C语言的基本语法、数据类型、运算符、控制语句等，对应教材第2章内容。

4. 单片机编程与控制：结合实例，讲解如何使用C语言编写单片机程序，实现电子琴功能，对应教材第4章内容。

5. 硬件电路搭建：介绍电子琴硬件电路的组成、元件选型及连接方法，对应教材第6章内容。

基于单片机的简易电子琴设计课程设计

湖南文理学院课程设计报告课程名称：单片机课程设计专业班级：自动化10102班17号学生姓名：肖葵指导教师：王南兰完成时间： 2013年 6 月 13 日报告成绩：湖南文理学院制摘要随着社会的发展进步，音乐逐渐成为人们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。

我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。

本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。

人们对于电子琴如何实现其功能，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。

电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。

它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。

本文的主要内容是用AT89S52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。

关键词：AT89S51；音色节拍器；电子琴ABSTRACTWith the development of our society, music has become an important part of life. There’s a saying goes that people who likes music can not be an evil. During our life, we often enjoy all kinds of music in the world to baptize our spirits. This thesis has designed a simple microcontroller-based electronic key board. We are curious about the foundation of electronic keyboard, such as the choice of timber, the control of volume, the metrononme and automatic playback.The keyboard is a product of modern electronic technology combined with music, it is a new type of keyboard instruments. And it plays an important role in modern music. Single chip has a powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89S51 control of the core components, Design of an electronic organ, single chip as a host to the core, with the keyboard, speakers and other core modules main control module, in the main control module has 16 keys and speakers. Stability of the system, its advantages are simple hardware circuits, software functions, control system reliability, high cost performance and have certain practical and reference value.Key words : single chip MCU keyboard speaker electronic organ目录第一章设计方案分析 (1)1.1设计背景 (1)1.2 设计任务 (1)2.1总体设计 (1)第二章电子琴总体电路图设计 (3)2.1单片机最小系统 (3)2.1.1 AT89S52简介 (3)2.1.2 时钟电路与复位电路 (7)2.2显示部分设计 (7)2.2.1数码显示方式 (7)2.2.2八位数码管的结构 (8)2.3按键模块设计 (8)2.3.1按键选取 (9)2.3.2键盘设计 (9)2.4 发音模块设计 (10)第三章程序设计 (12)3.1 系统总体功能流程图 (12)3.2 参数计算 (12)3.3判断音阶（高中低音）子程序 (14)3.4 播放子程序 (15)第四章 Proteus软件仿真 (17)4.1编程环境PROTEUS (17)4.2用PROTEUS ISIS进行硬件电路绘制 (17)4.3下载HEX文件 (19)4.4软件调试 (20)心得体会 (22)参考文献 (23)附录一原理图 (24)附录二源代码 (25)第一章设计方案分析1.1设计背景随着电子科学技术的飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们带来更多的生活乐趣。

基于单片机的简易电子琴设计(汇编语言)

任务书1.1 课程设计目的本课程设计目的在于培养学生运用已学的单片机原理及应用的基础知识和基本理论，加以综合运用，进行单片机系统设计的初等训练，掌握运用单片机进行系统控制设计的原则、设计内容和设计步骤，为从事单片机相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。

1.2 课程设计内容本次课程设计的主要内容是以单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。

以单片机作为主控制核心，与键盘、发光二极管、扬声器等模块组成，其功能是实现单独演奏和自动播放歌曲，主要分为：1.2.1 单独演奏模块通过按键，利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7七个键，能够发出7个不同的音调，即按下按键1、2、3、4、5、6、7，扬声器发出相应音调DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，每当有按键按下时，按键对应的LED灯对应点亮，可以用来演奏不同的歌曲。

1.2.2 自动放歌模块通过按键可以进行单独演奏/自动放歌的选择，利用所给的键盘的第8个按键，能够使电子琴自动播放一首歌曲(歌曲自选，歌曲乐谱通过软件编程实现)，自动放歌时，同时配有发光二极管作流水灯显示，达到歌曲与灯同步动作。

1.3 课程设计原则1、尽可能地满足控制系统的的控制要求；2、在满足控制的前提下，力求使控制系统简单、经济；3、保证控制系统运行稳定、可靠；4、考虑到对系统的改进，在选择单片机芯片功能时，应适当留有余量，以便用作扩展功能。

1.4 课程设计步骤1、对设计系统的任务和要求作深入的调查研究，明确控制任务和实现功能；2、选择和确定单片机芯片、音频发声器件和串口下载芯片；3、确定系统整体设计方案；4、电子琴系统仿真设计；5、整体系统的软件设计；6、联机调试；7、撰写设计报告。

1.5 时间安排1.6 基本要求（一）课程设计报告1．系统流程图一张；2．系统仿真图一张；3．系统软件程序清单一张；4．撰写报告一份，包括以下内容：1)写出设计计划和基本步骤。

2)写出系统要求并设计流程图。

基于51单片机的电子琴设计

基于51单片机的电子琴设计随着科技的不断发展，单片机技术已经成为了现代电子设备中的重要组成部分。

51单片机作为一种广泛应用的单片机系列，具有高性能、低功耗、高集成度等特点，被广泛应用于各种嵌入式系统开发中。

本文将介绍一种基于51单片机的电子琴设计。

一、系统硬件设计1、单片机选择本设计选用AT89C51单片机作为主控制器，AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机，具有4K字节的可编程存储器和128字节的RAM，同时具有丰富的外设接口，如UART、SPI、I2C等。

2、电子琴设计电子琴采用8×8 LED点阵作为输出设备，通过单片机控制点阵的亮灭状态来展示音乐波形。

具体实现方式是将音频信号通过一个运放放大器放大，然后将其输入到LED点阵中，通过控制点阵的亮灭状态来展示音乐的波形。

3、存储模块设计为了实现电子琴曲目的存储和播放，本设计选用了一块AT24C02 EEPROM芯片作为存储设备。

AT24C02是一种串行E2PROM存储器，容量为256字节，可以通过I2C总线与单片机进行通信。

将曲目信息存储在AT24C02中，可以实现曲目的存储和播放功能。

4、按键模块设计本设计采用4×4矩阵键盘作为输入设备，通过扫描按键状态来实现音符的选择和节奏控制。

矩阵键盘的行线连接到单片机的P1口，列线连接到P2口，通过检测行列组合的变化来确定按下的键位。

二、系统软件设计1、音符解码本设计采用MIDI音符编码方式来存储和播放曲目信息。

在解码过程中，根据音符的频率和持续时间计算出对应的音高和节奏信息，然后将其用于驱动电子琴的输出设备展示音乐的波形。

2、演奏控制为了实现节奏控制，本设计采用了一种基于时间间隔的演奏方式。

在演奏过程中，单片机根据设定的节奏间隔时间来触发音符输出，从而实现对节奏的控制。

同时，为了实现曲目的停止和播放功能，我们需要在软件中加入相应的控制逻辑。

3、存储和播放在软件设计中，我们需要实现将曲目信息存储到AT24C02中以及从AT24C02中读取曲目信息的功能。

基于单片机的电子琴设计资料

基于单片机的电子琴设计资料电子琴是一种电子乐器，通过电子回路和单片机控制，可以模拟出多种乐器的声音。

下面是一个基于单片机的电子琴设计资料，包括硬件设计和软件编程。

硬件设计：1.材料准备：选择一个适当大小的键盘，通常有8个到16个键位，每个键位可以连接到一个按钮开关。

2.连接按钮开关：将按钮开关连接到单片机的GPIO引脚上，通过读取引脚状态来检测按键的按下与释放。

3.音频输出：将单片机的数字音频输出连接到扬声器上，以发出相应的声音。

4.电源供应：提供适当的电源电压和电流给单片机和其他电子元件使用。

软件编程：1.初始化：在程序开始时，初始化单片机的GPIO引脚以及其他必要的外设，设置合适的时钟频率和中断设置。

2.按键扫描：通过循环遍历GPIO引脚，检测按钮开关的状态。

当检测到按键按下时，记录下按键对应的音符。

3.声音发生器：根据按键记录的音符，生成相应的音频信号。

可以使用一组预设的音符频率和振幅值，或者使用数学公式生成声音波形。

4.声音输出：将生成的音频信号发送到数字音频输出引脚，输出到扬声器上。

5.多音同步：为了更好的音乐体验，可以通过增加多音同步功能，使得按下多个按键时可以同时发出多个音符。

设计注意事项：1.硬件连接：确保正确连接按钮开关、声音输出和电源供应等元件，避免短路或其他电路问题。

2.音频信号处理：可以通过数字信号处理（DSP）算法对音频信号进行增强、滤波等处理，提高音质和音效。

3.功耗优化：在编程时，可以考虑使用低功耗模式以延长电子琴的电池寿命。

4.隔音材质：适当在琴身上加入隔音材质，减少按键和扬声器震动传递到外部的噪音。

总结：基于单片机的电子琴设计包括硬件连接和软件编程两个方面，硬件连接主要涉及键盘、按钮开关、扬声器和电源供应等元件的连接，软件编程则负责按键扫描、音频发生和音频输出等功能。

在设计过程中需注意硬件连接的正确性和优化声音效果，使得电子琴能够发出优美的音乐。

单片机课程设计电子琴

单片机课程设计电子琴一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理，掌握单片机在电子琴设计中的应用。

2. 使学生掌握电子琴的基本结构，能运用单片机编程实现电子琴的基本功能。

3. 帮助学生了解电子琴音调产生原理，掌握音调与频率的关系。

技能目标：1. 培养学生运用单片机进行电子琴设计与编程的能力，能独立完成一个简单的电子琴项目。

2. 培养学生动手实践能力，提高焊接、调试和故障排除等技能。

3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在项目过程中进行有效分工与合作。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣，提高学习积极性。

2. 培养学生勇于尝试、不断探索的精神，增强克服困难的信心。

3. 引导学生关注科技发展，认识到所学知识在现实生活中的应用，培养创新意识。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果。

将目标分解为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力。

二、教学内容1. 单片机基础知识：介绍单片机的组成、工作原理，重点讲解CPU、内存、I/O口等部分的功能与应用。

教材章节：第一章单片机基础2. 电子琴结构与原理：讲解电子琴的基本结构，音调产生原理，键盘与发音电路的连接方式。

教材章节：第三章电子乐器原理3. 单片机编程：以C语言为基础，讲解单片机编程方法，重点掌握延时、中断、I/O口控制等编程技巧。

教材章节：第二章单片机编程基础、第五章中断与定时器4. 电子琴设计与制作：结合单片机知识，指导学生进行电子琴设计，包括硬件电路设计、程序编写、调试与优化。

教材章节：第四章单片机应用实例、第六章电子琴设计与制作5. 实践操作：安排学生进行电子琴硬件焊接、程序烧写、调试与测试，培养动手实践能力。

教材章节：第七章实践操作教学内容安排与进度：第一周：单片机基础知识学习，完成CPU、内存、I/O口等功能的学习。

单片机电子琴课程设计

单片机电子琴课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理和功能，掌握电子琴的基本构造和演奏方法。

2. 帮助学生掌握单片机编程的基本技巧，学会使用相关软件进行程序设计。

3. 使学生了解音乐理论中音阶、音符的基本知识，并将其应用于电子琴演奏。

技能目标：1. 培养学生动手操作单片机的能力，学会连接电子琴硬件并进行调试。

2. 培养学生编写简单电子琴程序的能力，实现不同音符的播放和乐曲演奏。

3. 提高学生团队协作和沟通能力，能够共同分析和解决在电子琴制作过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子琴制作的兴趣，激发学生探究精神，养成自主学习的好习惯。

2. 培养学生具有创新意识，敢于尝试，勇于实践，面对失败保持积极的心态。

3. 增强学生的环保意识，培养节约资源、爱护设备的良好习惯。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，培养学生的动手操作能力和实际应用能力。

学生特点：学生具备一定的电子知识和编程基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理：介绍单片机的基本结构、工作原理和功能。

- 音乐理论：讲解音阶、音符、音长等基本音乐知识。

- 编程基础：回顾C语言基本语法，学习单片机编程方法和技巧。

2. 实践操作：- 电子琴硬件连接：学习电子琴硬件的组成，进行电路连接和调试。

- 程序编写：编写程序实现电子琴基本功能，如按键识别、音符播放等。

- 歌曲演奏：设计程序，实现简单乐曲的演奏。

3. 教学大纲：- 第一周：单片机原理学习，音乐理论知识回顾。

- 第二周：编程基础复习，电子琴硬件连接与调试。

- 第三周：编写电子琴程序，实现基本功能。