基于单片机的简单电子琴毕业设计
单片机课设设计论文：基于STC89C51单片机的简易电子琴设计
单片机课程设计论文题目：基于单片机的简易电子琴设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化姓名: ### ### ###指导教师:完成日期: 2012-12-27目录摘要 (1)绪论 (2)1方案论证 (3)1.1原理图 (3)1.2主体方案 (3)1.3系统方案设计绍 (4)1.3.STC89C51简介 (5)1.3.1单片机工作原理 (8)1.3.2数码管 (13)2实现过程 (14)2.1.1 程序设计内容 (14)2.1.2 I/O并行口直接驱动LED显示 (14)2.2 音乐产生的方法 (15)2.2.1 原理 (15)2.2.2 程序框图 (16)3全文总结 (17)3.1结束语 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.电路原理图 (20)2.程序框图 (21)3.系统流程图 (22)4.语言源程序 (23)摘要在现代各种生活中，电子琴作为一种音乐型玩具，广泛用于与人们的日常生活中。
市场上有各种各样的电子琴。
特别是日本产的，音质优美，它是有专门的音乐控制芯片制造的。
由于其价格较贵，无法大面积普及，且功能单一。
用89c51作为主控中心，研制一种简易的微型电子琴，尽可能地体现较好的音质来，是一种可做的尝试。
以单片机为核心设计的简易电子琴系统，由按键扫描电路、声音产生驱动电路、复位电路、等模块组成的，是一种比较实用、廉价的电子玩具。
本论文所设计的简易电子琴，它分为两大部分，硬件电路的设计和软件的设计。
硬件电路的设计以AT89S51单片机为控制主板，辅以外围的扩展设备蜂鸣器、矩阵键盘、共阳数码管，形成一个可被控制的显示系统。
软件设计通过控制单片机内部的定时器T0来产生不同频率的方波,驱动喇叭发出不同音节的声音.再利用延迟来控制发音时间的长短,即可控制音调中的节拍.把乐谱中的音符对应的频率转换为定时常数,把相应的节拍变换为定时常数,然后作成表格存放在储存器中,由程序查表得到定时常数和延时常数,分别用以控制定时器产生方波的频率和该频率方波的持续时间.当延迟常数到时,再查下一个音符的定时常数和延迟常数.依次进行下去,就可演奏悦耳动听的音乐.主要实现 1》能够发出1.2.3.4.5.6.7等七个音符。
基于51单片机的电子琴设计
以下内容根据各专业特点自行确定（如条件、资料、内容、任务、进度安排及要求等）：1.设计主要内容及要求基于单片机的简易电子琴的设计。
1）简要说明用单片机设计出一个简易电子琴。
此电子琴完成产生中音Do到高音Do的8个音阶功能。
2）任务和要求设计一个简易电子琴，该电子琴基本功能：通过本系统的扬声器产生从中音Do到高音Do的8个音阶。
实现的具体要求：首先设置8个按键分别连到单片机的I/O口，通过按键按下改变单片机I/O口的电平，其次根据单片机检测到I/O口上的信号，在某个I/O 引脚输出不同频率的方波，最后此方波最后输出到扬声器中。
对于此题目学生首先研究不同音阶所对应的输出频率，根据所研究的内容，完成延时模块的设计、按键检测模块和波形输出模块的设计。
3）训练目标熟练使用Keil开发环境，具备使用C语言编写单片机程序的初步能力，通过完成本课题的软硬件设计，使同学们了解单片机实例的整个开发流程。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
3）说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；III摘要随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我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。
我们对于电子琴如何实现其功能，如声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。
(完整版)基于51单片机的电子琴毕业设计论文
摘要本设计是基于AT89S52单片机的简易电子琴设计。
主要组成是以51单片机最小系统为核心，通过键盘获取按键信息，通过运用单片机定时器等部件实现蜂鸣器发声同时用数码管同步显示。
本系统具有播放歌曲及选取按键输入高、中、低音的功能。
本设计的特点是：大部分功能通过软件实现，使电路简单明了，系统稳定性好。
电子琴是电子科技与音乐结合的产物是一种新型的键盘乐器。
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
关键字：AT89S52，按键，数码管，蜂鸣器，音阶。
(要求宋体、小四号，行间距为固定值22磅。
字数500字以上。
介绍你所作设计的主要内容及主要方法和取得的结果，是整个报告的概括性内容，不要超过一页面)目录(小三号居中，加粗)1 概述………………………………………………………………………………1.1 51系列单片机简介89系列单片机是ATMEL公司的8位FLASH单片机系列。
89系列单片机是以8031为核心构成的，它和8051系列单片机外部端子是一样的、兼容的，其最大特点是片内含有FLASH存储器。
AT89S52单片机是一种低功耗、高性能、内含4KB的闪速存储器（Flash Memory）的8位微控制器。
片内闪速存储器的程序代码或数据可在线写入，也可通过常规的编程器编程。
(宋体、小四，行间距固定值18磅。
以下相同要求)……………………1.2 电子琴简介电子琴为键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。
电子琴有多种类型，为业余型和专业型。
使用五线谱，多为高低音双行记谱。
有时也用中音谱。
电子琴又称作电子键盘，属于电子乐器，发音音量可以自由调节。
音域较宽，和声丰富，甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，表现力极其丰富。
基于单片机的电子琴设计毕业设计论文
基于单片机的电子琴设计目录1 概述 (3)1.1 引言 (3)1.2 设计思路 (4)1.3 方案论证 (4)2 系统总体方案及硬件设计 (4)2.1 系统组成及总体框图 (4)2.2 元件介绍 (5)2.2.1 AT89S52 (5)2.2.2 三极管 (5)2.2.3 LED数码管 (6)2.3 按键选择方案 (6)2.4各功能模块原理图 (6)2.4.1 AT89S52模块电路原理图 (6)2.4.2 键盘扫描模块电路原理图 (7)2.4.3 数码管显示模块电路原理图 (7)2.4.4 音频处理模块电路原理图 (7)3 软件设计 (8)3.1 音乐相关知识 (8)3.2 如何用单片机实现音乐的节拍 (8)3.3 如何用单片机产生音频脉冲 (8)3.4 系统总体功能流程图 (10)4 Proteus软件仿真 (11)4.1 ISIS软件介绍 (11)4.2 仿真图介绍 (11)5 系统调试 (12)5.1 硬件调试 (12)5.2 软件调试 (12)6课程设计体会 (12)参考文献 (12)附1：源程序代码 (22)附2：系统原理图 (23)概述1.1 引言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。
目前市场上各种品牌、型号的电子琴有上百种，由几十块的玩具电子琴到几百，几千的学习、演奏用琴真是琳琅满目，电子琴能够模仿各种音色和具有自动伴奏功能，这些是电子琴最基本的特征。
档次的高低无非是音色模仿的是否逼真，自动伴奏设计的是否丰富，或者增加了其他制作，编曲功能的。
本设计主要对使用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系统硬件组成。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的7个音符，最终可随意弹奏想要表达的音乐。
并且本设计分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
基于51单片机学习板的简易电子琴__本科毕业设计论文
中国矿业大学徐海学院技能考核培训姓名：申鹏飞学 号： 22120768专业：信息12-2班题目：基于单片机的技能考核专题：简易的电子琴制作，数据收发指导教师：有鹏设计地点：电工电子实验室时间： 2015 年 6 月通信系统综合设计训练任务书学生姓名 申鹏飞 专业年级 信息12-2班 学号 22120768设计日期： 2015 年 6 月 20 日 至 2015 年7 月3日设计题目：设计专题题目：设计主要内容和要求：1. 主要内容：（1）系统硬件设计及说明）系统硬件设计及说明）系统硬件设计及说明（2）系统硬件设计及说明）单片机学习板主要功能介绍（3）单片机学习板主要功能介绍）系统软件设计（4）系统软件设计2. 功能扩展要求（1）2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用及其应用）简易的电子琴制作的步骤和功能（2）简易的电子琴制作的步骤和功能指导教师签字：摘要：随着电子技术的发展，电子技术与音乐的结合不断加深。
由此而产生的电子琴在这种形势下，因其体积小，易于携带，经济适用，是一般家庭都能承受得了的经济投入。
而且电子琴键盘操作直观易于掌握。
子琴键盘操作直观易于掌握。
这样对初学者，这样对初学者，尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的，尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的，一首简一首简单的曲子灵感好的人甚至不用很多的练习和教师的指导就能很快的弹奏出来。
这样就强烈地激发了学习者的学习兴趣，迅速地提高了电子琴的普及率。
激发了学习者的学习兴趣，迅速地提高了电子琴的普及率。
关键词：关键词：5151单片机，电子琴单片机，电子琴 ，数据收发，数据收发目录第一章第一章 前言前言 .............................................. 6 1.1 系统开发背景系统开发背景 ...................................... 6 1.2 系统开发意义系统开发意义 ...................................... 6 第二章第二章 设计任务及要求设计任务及要求设计任务及要求 ................................... 7 第三章第三章 系统硬件设计及说明系统硬件设计及说明 ................................ 8 3.1系统组成及总体框图系统组成及总体框图 ................................. 8 第四章第四章 单片机学习板主要功能介绍单片机学习板主要功能介绍 .......................... 9 4.1AT89S52简介简介 ....................................... .......................................9 4.1.1功能特性：功能特性： ................................... 10 4.1.2主要性能主要性能..................................... ..................................... 11 4.1.3管脚说明管脚说明..................................... ..................................... 11 4.2 LED 数码管数码管 ....................................... ....................................... 12 4.3显示电路显示电路 ......................................... ......................................... 13 4.4键盘扫描模块电路图键盘扫描模块电路图 ................................ 13 4.5数码管显示模块电路原理图数码管显示模块电路原理图 .......................... 14 4.6电源模块电路原理图电源模块电路原理图 ............................... 15 第5章 系统软件设计系统软件设计 ..................................... 16 5.1音乐相关知识音乐相关知识...................................... ...................................... 16 5.2如何用单片机实现音乐的节拍如何用单片机实现音乐的节拍 ........................ 16 5.3如何用单片机产生音频脉冲如何用单片机产生音频脉冲 .......................... 16 5.4系统总体功能流程图系统总体功能流程图 (18)第六章2.4GHz 射频收发芯片nRF2401 模块介绍模块介绍 ............... 20 6.1芯片结构芯片结构 ......................................... ......................................... 21 6.2引脚说明引脚说明 ......................................... ......................................... 21 6.3工作模式工作模式 ......................................... .........................................23 6.3.1收发模式收发模式..................................... ..................................... 23 6.3.2直接收发模式直接收发模式 ................................. 24 6.3.3配置模式配置模式..................................... ..................................... 25 6.3.4空闲模式空闲模式..................................... ..................................... 25 6.3.5关机模式关机模式..................................... ..................................... 25 6.4.6.4.器件配置器件配置器件配置 ......................................... 25 6.5.6.5.应用电路应用电路应用电路 ......................................... 26 6.6无线音频系统无线音频系统...................................... ...................................... 27 第七章第七章 51 51单片机与NRF24L01模块融合模块融合 ..................... 28 第八章第八章 收获与总结收获与总结收获与总结 ...................................... 29 第九章第九章 参考文献参考文献 ......................................... 30 附录一附录一.................................................. 31 附录二附录二 .. (42)第一章 前言1.1 1.1 系统开发背景系统开发背景随着电子科技的飞速发展，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多带来一点生活上的乐趣。
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。
基于51单片机的简易电子琴的设计与实现
基于51单片机的简易电子琴设计一、设计任务及要求1、在该简易电子琴设计中,设置8个按键，8个按键能够发出do、re、mi、fa、sol、la、si、Do 8个音阶。
二、设计三个拨码开关，三个拨码开关能够调剂高音、中音、低音三个音调。
3、画出电路的整体方框图和电路原理图。
二、设计原理音乐由许多不同的音阶组成的，而每一个音阶对应着不同的频率，如此,咱们就能够够利用不同的频率组合，组成咱们想要的音乐。
简易电子琴是摁下拨码开关时，单片机AT89C51会发作声音，声音从端口通过LM386，通过放大以后传入喇叭。
声音主若是通过单片机4×4矩阵键盘的按键产生，那个地址只用到8个按键来产生高中低的8个音阶，来产生do re mi fa sol la si Do。
下面是计数初值：中1DO 523 0956 64580 #4FA# 1480 338 65198#1DO# 554 0903 64633 高5SO 1568 319 65217中2RE 578 0842 64684 #5SO# 1661 292 65235#2RE# 622 0804 64732 高6LA 1760 284 65252中3MI 659 0759 64777 #6LA# 1865 268 65268中4FA 698 0716 64820 高7SI 1976 253 65283三、设计方案本次设计的电子琴主若是利用AT89C51单片机为核心操纵元件，同时还包括键盘、拨码开关和扬声器等操纵模块，由键盘选择八个音阶。
一、电路原理图的整体设计整体电路需要c51单片机一片，音乐按键及喇叭等外围电路，要进行音调操纵和音频放大，设计好的电路图如以下图所示：2、键盘操纵模块的设计矩阵按键部份由8个轻触按键依照2行4列排列，连接到P3端口。
将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O,那么作为输入。
行线输出是低电平，有健按下，那么输入线就会被拉低，如此，通过读输入线的状态就可得知是不是有键按下。
51单片机简易电子琴设计
毕业设计（论文）课题名称：指导教师：系别：专业：班级：姓名：摘要音乐一直都是人类情感表达的一个重要媒介，随着社会的进步与发展，音乐在人类的生活与学习中的作用越发不可忽视。
电子琴也是实现播放音乐的一个途径。
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，它在音乐演奏中已成为不可缺少的一部分。
单片机是一个具有功能强大和编程灵活性的控制器，它已广泛应用于现代人们的生活中，扮演着重要的角色。
本设计主要是使用AT89C51单片机及单片机C语言，用AT89S51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。
在PROTEUS 仿真平台上实现功能仿真，同时还增加了音乐播放功能。
本文中给出了该系统设计的硬件电路，软件设计等。
其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程。
本设计具有硬件电路简单、功能完善、控制可靠、运行稳定等特点，具有一定的实用性。
关键词: 单片机；电子琴；PROTEUS；KEIL；C语言1.引言单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。
它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。
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。
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。
简易电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。
还常作为独奏乐器出现，具有鲜明时代特色。
但电子琴的局限性也是十分明显：旋律与和声缺乏音量变化，过于协和、单一；在模仿各类馆、弦乐器时，音色还不够逼真，模仿提琴类乐器的音色时，失真度更大，还需要不断改进。
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AT89S51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
毕业设计(论文)-基于AT89C52单片机的16键简易电子琴的设计模板
1 绪论随着生活水平的提高，在放松自己的同时又能提高各个方面的能力。
学习和欣赏音乐可以在使人们得到放松的同时，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，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，价格相对便宜，一般人容易负担的起，能够满足一般爱好者的需求。
故简易电子乐器的研制具有一定的社会意义。
本次课程设计主要研究基于AT89C52单片机的16键简易电子琴的设计。
1.1 单片机发音概述由于单片机的强大功能，除了在测试控制领域中有着广泛的应用外，还有一些而有趣的应用。
比如，使用单片机可以驱动蜂鸣器或者扬声器发出声音，还可以控制其发出不同的声调，从而连接起来构成一个曲子。
目前，市场上有很多种音乐模块或者音乐芯片，可以直接产生各种曲子。
但是，这种模块价格比较昂贵，电路结构比较复杂。
如果系统中仅需要产生简单的音符或者简短的曲子，可以使用单片机配合简单的扬声器而产生需要的音乐效果。
一般说来，单片机不像其他专业乐器那样能奏出多种音色的声音，即不包含相应幅度的谐波频率。
单片机演奏的音乐基本都是单音频率。
因此单片机演奏音乐比较简单，只需要清楚“音调”和“节拍”。
音调表示一个音符唱多高的频率；节拍表示一个音符唱多长的时间。
1.1.1 音调音调是音乐学中的名词，与平时所说的音高十分相似。
在音乐中常把中音C 上方的A音定为标准音高，其频率为 f = 440Hz，其余音均与其进行比较。
f1和f2为两个音符，如果两个音符的频率相差一倍时，即212⨯=ff时，则称f2比f1高一个倍频程。
在音乐中音符1（do）与音符ⅰ之间正好相差一个倍频程，在音乐学中称它相差一个八度音。
在一个八度音里，有12个半音。
以1--ⅰ八音区为例。
12个半音是：1--#1，#1--2，2--#2，#2—3，3—4,4--#4,#4—5,5--#5,#5—6,6--#6,#6—7,7--ⅰ。
基于单片机的简易电子琴设计
基于单片机的简易电子琴设计随着科技的不断发展，人们对电子产品越来越依赖和喜爱。
其中，电子琴作为一种乐器，更是以其简便易用、能够自我演奏等特点受到了众多音乐爱好者的追捧。
在这样的背景下，基于单片机的简易电子琴的设计也逐渐成为了研究的热点。
一、设计思路电子琴主要由键盘、音源、电子音效处理电路等组成。
基于单片机的电子琴则采用了测量键盘按下与松开时间的方法，从而产生不同的频率，实现音源的输出。
设计主要包括单片机的选择、键盘的设计、显示器和音频的控制等。
二、单片机的选择单片机是电子琴各部件的控制中枢，而在众多的单片机中，AVR与Arduino等单片机最为常用。
AVR的主频高，适合高频率的应用，具有低功耗、高性能、高可靠性等特点，相较于Arduino其兼容性不如后者。
Arduino的易上手、容易编码、数据处理能力强等更适合初学者和小型应用，但其运行频率相对较低。
三、键盘的设计键盘的设计是电子琴中的十分重要的部分。
在电子琴的制作中，可以考虑采用机械键盘和触摸屏键盘等不同种类。
机械键盘的键位设计成多组形状相同的小凸起，按下按键时借助其可按性抵抗产生摁下按键的滑动感觉。
相对的，触摸屏键盘则直接采用触摸屏来实现，其轻触屏幕产生电信号而记录下按键行为。
不论哪种键盘，都需要体现“无声”、“无噪音”的特点。
四、显示器和音频的控制显示器的作用就是显示键盘所对应的音符或是指示各种操作。
音频的控制是电子琴中的另一个关键点。
基于单片机的电子琴中常使用的音频控制电路是DAC，即通过DAC将数字信号转换成模拟信号输出到扬声器中。
时序控制电路的实现能够控制不同的音符频率和音色，保证音乐的表现力。
五、组装与调试电子琴的组装与调试都是必备的过程。
在电子琴的组装中，要保证设计的完整性和正确性，能够正常地运行、使用、初始化。
在调试中，需要考虑键盘的触发状态、音乐效果的细节、等问题。
音乐效果的细节需要依赖听觉从口感、听感、声音表现、音乐艺术效果等方面进行观察、分析和把握，以提高电子琴的表现力。
基于单片机的简易电子琴设计_毕业设计
摘要
单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机， 它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的 应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。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。
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 AT89S51 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。
1. 2任务与要求 实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：
利用蜂鸣器作为发声部件，两个数码管作为显示部件，设置 10 个按键，实现高 音、中音、低音的 1、2、3、4、5、6、7 的发音。并在存储一首歌曲的内容，可 以实现自动播放。
用 PROTEUS 实现的电子琴仿真设计 说明：单片机的工作时钟频率为 11.0592MHz 。
图 1-1 AT89C52
2 系统总体方案及硬件设计
本系统采用单片机 AT89C52 为电子琴的控制核心，系统主要包括播放模块、 安键控制模块。下面对各模块的设计逐一进行论证比较。总电路图见附页二。
2. 1 系统总体方案 2.1.1 定时/计数器的设计和状态字定义：
若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以 2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将 P1.0 反相，然后重复计时再反相。就可在 P1.0 引脚上得到此频率的脉冲。利用 AT89C51 的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值 TH0 及 TL0 以产生 不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为 523Hz，其周期 T＝1/523＝1912μ s， 因此只要令计数器计时 956μ s/1μ s＝956，每计数 956 次时将 I/O 反相，就可 得到中音 DO（523Hz）。计数脉冲值与频率的关系式是：N＝fi÷2÷fr，式中，N 是计数值；fi 是机器频率（晶体振荡器为 12MHz 时，其频率为 1MHz）；fr 是想 要产生的频率。其计数初值 T 的求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr 例如：设 K＝65536，fi＝1MHz，求中音 DO（261Hz）。T＝65536－N＝65536－ fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr，中音 DO 的 T＝65536 －500000/523＝64580。 单片机 12MHZ 晶振，中音符与计数 T0 相关的计数值如表所示：
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。
基于单片机的简易电子琴毕业设计
（2015 届）毕业设计题目：基于单片机的简易电子琴设计*名：***专业：电气工程及其自动化班级：电气N111学号：************指导教师：***导师职称：讲师嘉兴学院南湖学院教学事务管理中心年月日诚信声明我声明，所呈交的设计是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，设计中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得嘉兴学院南湖学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
我承诺，设计中的所有内容均真实、可信。
设计作者签名：签名日期：年月日授权声明学校有权保留送交设计的原件，允许设计被查阅和借阅，学校可以公布设计的全部或部分内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存设计，学校必须严格按照授权对设计进行处理，不得超越授权对设计进行任意处置。
设计作者签名：签名日期：年月日基于单片机的简易电子琴设计摘要本设计核心内容是关于基于AT89C51单片机的简易电子琴设计。
系统由单片机AT89C51、独立键盘模块、功率放大模块、扬声器、数码管所组成。
其软件部分主要有主程序模块、播放模块、按键模块、显示程序。
本设计首先要对AT89C51单片机有一定的认识，继而按照电子琴功能制作出硬件电路并编写源程序，最后对其进行仿真调试。
系统带有10个独立按键，其中8个独立按键分别代表8个音符，8个按键每个按键在数码管也会对应一个字符来指示用户所按下的按键，还有两个为功能按键按键。
同时本系统还带有一个存储播放音乐的功能，使用者可以通过按下功能按键来播放存储的歌曲，系统会把用户程序内存储的音符进行播放,在自动播放的过程中如果按下另外一个功能按键则中断播放歌曲。
本次设计的主要优点有硬件电路结构简单易实现，电子琴所需功能基本具备，系统稳定可靠.关键词：at89c51，电子琴，弹奏Design of a simple electronic organ based on single chipmicrocomputerABSTRACTThis design is the core content of simple electronic organ based on AT89C51 is designed. System by single chip microcomputer AT89C51, independent keyboard module, power amplification module, speaker, digital tube. Its software part mainly has the main program module, the module, keys module, display applications.This design must first have a certain understanding of AT89C51, then according to the electronic organ functions produce hardware circuit and the programs are the source, finally carries on the simulation debugging. System with 10 independent key, including eight independent keys represent the eight notes, each key eight buttons in the digital tube will also corresponds to a character to indicate the user press the button, and two for the key button. Simultaneously this system also comes with a storage play the function of music, the user can press the function button to good songs, storage system will store the user program in the notes to play, in the process of automatic playback if press buttons on another function is the interrupt play songs. The design of the main advantage of the hardware circuit structure is simple to implement, electronic organ function basically, the system is stable and reliable.Keywords: At89c51, electronic organ, playing, recording.目录1绪论 (1)1.1单片机背景 (1)1.2单片机电子琴应用 (2)2 电子琴方案设计 (3)2.1 设计要求 (3)2.2 电子琴设计方案 (3)3 硬件设计 (5)3.1 单片机 (5)3.1.1 AT89C51简介 (5)3.1.2 主要的功能特性 (5)3.1.3 I/O端口介绍 (5)3.1.4 定时/计数器的应用 (6)3.2 按键设计 (7)3.3 LED数码管 (8)3.3.1 数码管的驱动方式 (8)3.3.2 数码管的选择 (9)3.4扬声器 (10)4 软件设计 (11)4.1程序流程图 (11)4.2程序语言的选择 (12)5 仿真调试 (13)5.1 Proteus 简介 (13)5.2 keil 简介与教程 (13)5.3利用keil与Proteus进行的调试 (16)6 总结与展望 (19)参考文献 (20)附录 (22)附录1主要电路原理图 (22)附录2主要程序 (22)1绪论1.1单片机背景单片机是经典的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），缩写为MCU，最早是被利用于工业控制领域。
基于单片机的简易电子琴设计_毕业设计论文
基于单片机的简易电子琴设计摘要随着科学技术的不断发展，单片机的应用日益成熟。
单片机集成度高、处理功能强大、价格低廉使其在各个领域得到广泛应用。
同时电子琴作科学技术与音乐共同发展的产物，在这个电子信息化的时代，为音乐的大众化做出了不可代替的贡献。
本文主要介绍一种基于51单片机的简易电子琴设计方案。
它采用了STC公司出品的一款低功耗、高性能单片机STC89C52芯片作为主控单元，与4*4矩阵键盘、复位电路、LED双位数码显示器、扬声器等组成主控核心模块。
文章详细论述了电子琴硬件设计和软件结构设计流程，采用了Altium Designer 09画出原理图、PCB图，通过Keil编程软件对电子琴进行软件编程，然后进行软硬件的调试运行并将程序烧录到STC89C52芯片中。
此系统运行比较稳定，具有硬件设计电路简单、清晰，成本低，软件功能完善，控制系统牢靠，性价比高等优点，具有一定的实用和参考价值。
关键词：STC89C52；电子琴；矩阵键盘AbstractAlong with the development of science and technology, the application of SCM increasingly mature. Single chip microcomputer high level of integration, processing powerful, low prices make it is widely used in various fields. At the same time the keyboards for science and technology and music common development of the product, in the electronic information era, for music's popular do can't replace contribution.This paper mainly introduces a kind of simple keyboard based on 51 SCM design scheme. It USES the STC product of our company a low power consumption, high performance microprocessor STC89C52 chips as the master unit, and 4 * 4 matrix keyboard and reset circuit, LED digital display, a double master core module and other components of the speaker. This paper discusses the design of hardware and software structure keyboard design process, the use of a Altium Designer 09 draw a diagram, PCB figure, through the Keil software keyboard to software programming, then the software and hardware debugging run and will burn to STC89C52 chip program. Operation of the system is stable and has the hardware circuit design simple, clear, and the cost is low, the software perfect function, control system firm, price higher advantages, has certain practical and reference value.Key words : stc89c52; keyboard; matrix keyboard目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)2 系统概述 (2)2.1 系统工作原理 (2)2.2 系统结构组成 (2)2.2.1 电源电路 (2)2.2.2 控制部分 (3)2.2.3 显示部分 (3)2.2.4 发声部分 (3)2.3 主要芯片及元件的介绍 (3)2.3.1 STC89C52单片机简介 (3)2.3.2 芯片引脚介绍 (4)2.3.3 STC89C52时钟介绍 (6)2.3.4 双位LED数码显示器简介 (7)3 硬件电路的设计 (9)3.1 电源电路的设计 (9)3.2 复位电路的设计 (10)3.2.1 复位操作 (10)3.2.2 复位信号及其产生 (11)3.3 键盘控制电路 (12)3.3.1 矩阵式键盘的概述 (12)3.3.2 矩阵式键盘按键识别原理及方法 (12)3.4 显示电路 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 如何利用单片机实现音乐节拍 (14)4.2 如何用单片机产生音频脉冲 (15)4.2.1 音符和频率的关系 (15)4.2.2 定义初值 (16)4.3 音乐发生程序流程图 (17)结论 (18)参考文献 (19)附录一电子琴源程序 (20)附录二原理图 (24)附录三 PCB图 (25)附录四实物图 (26)致谢 (27)1 绪论1.1 设计的目的和意义单片机又称单片微型计算机，英文字母的缩写MCU。
毕业论文基于单片机STC52的电子琴设计
毕业论文基于单片机STC52的电子琴设计电子琴是一种能够模拟真实乐器声音的电子音乐乐器，它使用数字信号处理技术来模拟不同音调和音色的声音。
在这篇毕业论文中，我们将基于STC52单片机设计一个电子琴。
首先，我们需要了解电子琴的基本原理和工作方式。
电子琴主要由白键和黑键组成，每个键对应一个音调。
当用户按下一些键时，电子琴会发出相应音调的声音。
为了模拟各种音调和音色，电子琴还需要使用合成器来生成声音波形。
在本设计中，我们将使用STC52单片机作为主控芯片。
这款单片机具有强大的计算和处理能力，并且易于编程和控制。
我们将使用C语言编程来实现电子琴的功能。
首先，我们需要设计一个按键矩阵来接收用户的按键输入。
按键矩阵将通过电子琴的键盘连接到STC52单片机的I/O口。
当用户按下一些键时，相应的I/O口将被触发，并且可以通过编程来检测并响应按键动作。
接下来，我们将设计一个音频输出电路来输出电子琴的声音。
音频输出电路将连接到STC52单片机的PWM输出口。
通过调节PWM输出的频率和占空比，我们可以生成不同频率和音量的声音波形。
然后，我们需要设计一个合成器来生成不同音调和音色的声音波形。
合成器可以通过不同的算法和参数来模拟不同乐器的声音。
我们可以使用数字信号处理技术，如傅里叶变换和滤波器设计，来实现合成器的功能。
最后，我们需要编写软件程序来控制和管理电子琴的功能。
我们可以使用STC52单片机的开发环境和编程工具来编写程序。
程序需要实现按键检测、声音生成和处理等功能。
通过编程，我们可以实现不同音调、音色和演奏效果的电子琴。
在设计实现过程中，我们还需要考虑到电子琴的硬件和电路布局、电源供应、按键和音频接口等方面的问题。
同时，我们还需要进行测试和调试，以保证电子琴的正常工作和良好的声音质量。
通过以上的设计和实现，我们可以制作一个基于STC52单片机的电子琴。
这款电子琴具有丰富的音调和音色选择，可以模拟不同乐器的声音，同时具有简单易用的操作和良好的音质。
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AT89C52单片机的简易电子琴设计
本设计主要研究基于AT89C52单片机的简易电子琴设计。
它是以单片机作为主控核心，设置键盘、蜂鸣器等外围器件；另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器进行播放“送别”。
本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。
其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序。
（1）最小系统：它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）按键系统模块：本设计采用10个按键，其中7个按键用来显示7个音调，其它3个按键可以进行高低中音的切换，并自动播放已存歌曲。
（3）数码管显示模块：SM420562段选端接在单片机的P0口，两个位选端分别接在P2^0和P2^1。
（4）蜂鸣器模块：此电子琴发音电路是通过三极管驱动蜂鸣器发音，经过上拉电阻提高驱动能力。
本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路和编写软件的程序，最后进行软硬件的调试运行。
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，实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示，并且能自动播放程序中编排的音乐。
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，性价比高等，具有一定的使用和参考价值。
1.概述 (4)1.1设计背景 (4)1.2设计意义 (4)1.3设计任务 (4)2.系统总体方案及硬件设计 (5)2.1总体设计 (5)2.2单片机选型 (6)2.3单片机的最小工作系统 (6)2.3.1 时钟电路 (6)2.3.2复位电路 (7)2.4原理框图 (7)2.5显示部分设计 (8)2.5.1数码显示方式 (8)2.5.2八位数码管的结构 (8)2.6按键部分设计 (9)2.6.1操作键设计 (9)2.6.2键盘设计 (9)2.6.3去抖动 (10)2.7发音部分设计 (11)3.系统软件设计 (12)3.1系统分析 (12)3.1.1系统软件的组成 (12)3.1.2 系统总体功能流程图 (13)3.2参数计算 (14)3.2.1发音原理 (14)3.2.2 计算举例 (14)3.2.3 计算结果 (14)3.3程序设计 (16)3.3.1 判断音阶（高中低音）子程序 (16)3.3.2 播放子程序（包括自动播放存储音乐和按键发音） (17)4. PROTEUS软件仿真 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.3仿真结果（任举一例） (20)4.4结果分析 (20)5. 课程设计体会 (21)参考文献 (22)附1 源程序代码 (23)附2 系统原理图 (32)1.概述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。
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基于单片机的简单电子琴毕业设计目录1引言 (1)2 总体设计 (2)2.1 设计目的与要求 (2)2.2 电子琴系统的组成 (2)2.3 系统设计框图 (3)3 详细设计 (4)3.1 硬件设计 (4)3.2 硬件简介 (5)3.2.1 AT89C51简介 (5)3.2.2 LED数码管 (10)3.3整体程序处理流程图设计 (11)3.4矩阵式键盘的识别和显示与设计 (12)3.4.1矩阵式键盘的结构与工作原理 (12)3.4.2矩阵式键盘的按键识别方法 (13)3.4.3键盘接口必须具有的4个基本功能 (15)3.5音乐播放设计 (16)3.5.1音乐发声原理 (16)3.5.2音乐播放流程图 (18)3.5.3放歌子程序流程图 (18)4实现联调 (20)4.1 Proteus 简介 (20)4.2 keil 简介 (20)4.3利用keil与Proteus进行的调试 (21)5 总结与展望 (23)参考文献 (25)Abstract： (26)致谢 (27)附录A：程序设计 (28)附录B 印制电路板（PCB）设计 (34)基于单片机的简单电子琴设计摘要：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。
本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析与设计，并介绍了基于单片机电子琴的系统硬件组成。
该文设计是一种基于AT89C51的简单音乐发生器，利用单片机技术、键盘和一组发光二极、SPEARK等实现原理图设计，并用C51语言进行键盘识别程序设计和音频脉冲输出程序的设计。
经过软件和硬件的联调，并仿真出来。
该音乐发生器不仅能通过键盘弹奏出来简单的乐曲，而且不弹奏时按播放键可以播放置音乐，音调和节拍都由单片机控制实现。
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：单片机；键盘；扬声器；电子琴1引言单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。
它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。
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。
虽然单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。
目前单片机已用于工业控制、机电一体化设备、仪器仪表、信号处理、现代兵器、交通能源、商用设备、医疗设备及家用电器等各个领域，随着单片机性能的不断提高，它的应用将会更加广泛。
单片机技术发展非常快，及时掌握最新的单片机技术，在条件允许的情况下，尽可能地利用最新的单片机技术来研制其应用系统，再利用单片机体积小、价格低、功能强等特点，以保证所设计的产品在未来的一段时间仍具生命力。
在生活和生产的各个领域中，凡是有自动控制要求的地方都会有单片机的身影出现；从简单到复杂，从空中、地面到地下，凡是能想象到的地方几乎都有使用单片机的需求。
现在，尽管单片机的应用已经很普遍了，但仍有许多可以用单片机控制而尚未实现的项目，因此，单片机的应用大有可以想象和拓展的空间。
单片机的应用有利于产品的小型化、多功能化和智能化，有助于提高劳动效率，减轻劳动强度，提高产品质量，改善劳动环境，减少能源和材料消耗，保证安全等。
但是，单片机应用的意义绝不仅限于它的广阔围以及所带来的经济效益上，更重要的意义还在于：单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件（编程序）方法实现了。
这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制系统“软化”技术，称之为微控制技术。
微控制技术是一种全新的概念，是对传统控制技术的一次革命。
随单片机应用的推广普及，微控制技术必将不断发展、日益完善和更加充实。
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，简易电子琴系统就是以单片机为主要元器件设计的一个简易电子琴。
这只是单片机应用的一个点，由点及面，希望可以更好的了解和应用单片机技术。
之所以以单片机设计简易的电子琴为选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践跟家很好的结合。
通过单片机设计简易电子琴这个选题，更深层次的了解了单片机技术，以前只是有理论，实践的机会不是很多，在做单片机设计简易电子琴这个选题的过程中，更加熟练的掌握了一些单片机芯片的应用，也解决了很多以前理论和实践脱节的问题，可谓对单片机的认识有了一个小的飞跃。
本文的主要容是用AT89C51单片机为核心控制元件，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。
并且主要对使用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统硬件组成。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。
并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
2 总体设计2.1 设计目的与要求本系统分为两个部分，一个是音乐播放，另一个就是电子琴弹奏。
关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号只存在定义的表中。
具体要求如下：1.要求达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲。
2.用键盘作出电子琴的按键，每一个键代表一个音符。
3.各音符按一定的顺序排列，必须符合电子琴的按键排列顺序。
4.固定音乐播放由按键控制：“播放”按键，“弹奏/停止”按键。
5.弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放置音乐。
2.2 电子琴系统的组成单片机因体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。
AT89C51单片机设计微型电子琴的方法，仅需AT89C51最小系统，扩展一组矩阵键盘，再接一组发光二极管用来指示电子琴的工作状态。
本系统分为两个部分，一个是音乐的播放，另一个就是电子琴的弹奏。
音乐播放部分：音乐实际上是有固定周期的信号。
本文介绍用AT89C51的两个定时器（如T0，T1）控制，在P3.7脚上输出方波周期信号，产生乐音，通过矩阵键盘按键产生不同的音符，由此操作人员可以随心所欲的弹奏自己所喜爱的乐曲，当不想弹奏时通过按播放键可以演奏事先存放在单片机中的几首简单的曲子。
当歌曲演奏完时，通过按复位键便可回到初始状态，这样就做出了一台简易电子琴。
由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
乐曲中，每一音符对应着固定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。
电子琴弹奏部分：实际上就是把每个按键所对应的值经过处理后发给单片机，再在单片机把数字当作指针指向所对应的音符。
2.3 系统设计框图该系统通过电子琴按键随意键入所要表达的音符，作为电平送给主体电路，中央处理器通过识别，解码输出音符，在扬声器中发出有效的声音。
通过这样可以不断的弹奏音乐。
该设计由嵌入式电路，按键电路，LED显示电路和两个功能键组成，通过功能键可以选择播放音乐。
其主要模块由五个部分组成,具体关系如下图2-1所示。
图2-1 电子琴的主模块上图即为此次设计中的电子琴的硬件结构图，我们运用单片机的最小系统。
3 详细设计3.1 硬件设计本设计采用AT89C51作为主控部件，扩展一组4*4矩阵键盘，再接一组发光二极管，LED显示器和SPEARK，再接两个按键，一个用于播放置音乐，一个用于用户弹奏与复位。
电路原理图如下图3-1所示。
图3-1系统板硬件连线3.2 硬件简介3.2.1 AT89C51简介AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图3-2所示：图3-2 AT89C51管脚图（1）AT89C51的主要特性·与MCS-51 兼容·4K字节可编程闪烁存储器·寿命：1000写/擦循环·数据保留时间：10年·全静态工作：0Hz-24MHz·三级程序存储器锁定·128×8位部RAM·32可编程I/O 线·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源·可编程串行通道·低功耗的闲置和掉电模式 ·片振荡器和时钟电路（2）8051单片机部结构图P2.0—P2.7P0.0—P0.7图3-3 8051单片机部结构图（3）主要管脚说明VCC ：供电电压。
GND ：接地。
MCS-51单片机有4个双向的8位I/O口P0-P3。
在无片外存储器的系统中，这4个I/O口的每一位都可以作为准双向通用I/O口使用。
在有片外存储器的系统中，P2口作为地址的高8位，P0口作为地址的低8位和双向数据总线。
P0口： P0口的位部结构如图3-4所示。
它由一个输出锁存器、两个三态输入缓冲器和输出驱动及控制电路组成。
它既可作为I/O口，又可作为地址/数据总线。
本设计中它只作为I/O口使用。
作为输出口使用时，部控制端发0电平使与门输出为0，场效应管T1截止，此时多路开关MUX与锁存器的端接通。
部数据加在锁存器D端，当CL端的写脉冲出现后，与部总线相连的D端数据取反后出现在端，经场效应管T2反向出现在P0的引脚上。
当作输入口时，读脉冲将图中下方的三态输入缓冲器打开，这样端口上的数据经缓冲器送至部总线。
图中上方的缓冲器并不直接读端口引角上的数据，而是读锁存器Q端的数据，Q端与引角上的数据是一致的。