基于51型单片机的电子琴设计
(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51单片机的电子琴设计
基于51单片机的电子琴设计
0 引言随着计算机在社会各领域的渗透,单片机的应用正在不断地走向
深入,同时带动着工业、农业、商业、家电以及玩具的日新月异更新,极大地
提高了电子电路及系统设计质量和效率。
本设计是以主控芯片STC89C5l 为中
心器件,辅以小键盘、LCD 显示和功放电路及扬声器等来设计电子琴系统。
同
时详细论述了该系统的设计过程及关键技术。
1 系统硬件组成电子琴的控制电路分为单片机STC89C51、工作指示LED、LCD 显示器、按键输入、喇叭接口等几部分。
其硬件电路结构框图如图
1 所示。
1.1 单片机STC89C51 简介STC 单片机是一款增强型5l 单片机,完全兼容MCS-51。
STC89C51 可以代替AT89C51,而且功能更强,速度更快,寿命更长,价格更低。
该单片机具有40 个引脚,采用双列直插DIP-40 封装。
STC89C51 可以完成ISP 在线编程功能,而AT89C51 则不能。
因此,将
AT89C51 中的程序直接烧录到STC89C51 中后,STC89C5l 就可以代替
AT89C51 直接工作。
STC 推出的系列51 单片机芯片全面兼容其它51 单片机。
STC89C51 内部有E2PROM,可以在程序中修改,而且断电不丢失数据。
此外,还增加了两级中断优先级等等,STC89 系列单片机的基本特性如图2 所示。
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仅供参阅!。
基于51型单片机的十六音键电子琴设计
基于单片机的十六音键电子琴设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
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作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于51单片机bluesky开发板的电子琴程序
#include<STC12C5A60S2.h>#include<LCD1602.h> //包含LCD1602的显示函数等#include<KEY_SCAN.h> //包含键值扫描函数,输出key_num#define FSCLK 11059200 //晶振频率sbit BEEP=P1^4; //蜂鸣器输出脚unsigned int fre[16]={100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1 400,1500,1600};//存好预定的频率值,可以设定任意想要的频率/********************************************************** ********************** 函数功能:延时函数,函数名Delay_ms() ** 函数说明:利用软件延时,占用CPU,经调试最小单位大约为1ms ** 入口参数:time:需要延时的时间,单位ms** 出口参数:无void Delay_ms(unsigned int time)unsigned int i,j;for(i = 0;i < time;i ++)for(j = 0;j < 930;j ++);** 函数功能:定时翻转跟蜂鸣器相连的引脚的电平,输出一定频率的脉冲信号** 函数说明:定时器0中断服务函数** 入口参数:无** 出口参数:无void time0() interrupt 1 //使用定时器0的工作方式2,定时器中断服务程序TH0 = (65536-FSCLK/(12*fre[piano]))/256; //每次中断,重新配置定时器的高8位TL0 = (65536-FSCLK/(12*fre[piano]))%256; //每次中断,程序配置定时器的低8位BEEP=!BEEP; //然后取反音乐输出,输出一个反电平} //短时间内多次取反则输出一定频率的脉冲/********************************************************** ********************** 函数功能:主函数** 入口参数:无** 出口参数:无void main()unsigned char piano=0,key=0; //初始值LCD_1602_Init(); //液晶显示前进行初始化TMOD = 0X01; //定时器使能TH0 = (65536-FSCLK/(12*fre[0]))/256; //配置定时器的高8位TL0 = (65536-FSCLK/(12*fre[0]))%256; //配置定时器的低8位ET0 = 1; //允许定时器0中断EA = 1; //打开总中断Write_1602_String("Welcome",0X80); //开机显示欢迎语:WelcomeWrite_1602_String("By 20192305007",0X80+0x40); //显示作者:20192305007Delay_ms(5000); //延时5s后开始进入正式程序LCD_1602_Init(); //液晶屏初始化Write_1602_String("Happy Play",0X80); //显示开始使用:Happy Playwhile(1){ //在这段函数中,不断扫描键值,每当键值不等于0时,说明有键被按下,//此时开始播放对应的音阶。
基于51单片机的多功能电子琴的设计
基于51单片机的多功能电子琴的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。
本文的主要内容是用AT89C51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、一排LED灯和扬声器。
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。
一、总体方案设计1、系统设计要求本系统分为三个部分,一个是音乐播放,一个是电子琴弹奏,和一个流水灯演示。
具体指标如下: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)固定音乐播放有按键控制:“播放”、“弹奏/停止”。
5)弹奏电子琴时能播放出准确的声音,不弹奏时可以播放内置音乐。
6)弹奏电子琴时,流水灯会不停的亮灭。
2、系统设计组成本系统分为两个部分,一个是音乐另一个就是电子琴。
音乐播放部分:乐音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,同时,那排流水灯会不停的闪烁,当不想弹奏时通过按放歌键可以演奏事先存放在单片机中的几首动听的曲子供消遣。
当歌曲演奏完时,通过按复位键便可回到初始状态,这样就做出了一台微型电子琴。
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。
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个按键可以发出do、re、mi、fa、sol、la、si、Do 8个⾳阶。
2、设计三个拨码开关,三个拨码开关可以调节⾼⾳、中⾳、低⾳三个⾳调。
3、画出电路的总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组合,构成我们想要的⾳乐。
简易电⼦琴是摁下拨码开关时,单⽚机AT89C51会发出声⾳,声⾳从P1.0端⼝经过LM386,经过放⼤以后传⼊喇叭。
声⾳主要是经过单⽚机4×4矩阵键盘的按键产⽣,这⾥只⽤到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:三、设计⽅案本次设计的电⼦琴主要是利⽤AT89C51单⽚机为核⼼控制元件,同时还包括键盘、拨码开关和扬声器等控制模块,由键盘选择⼋个⾳阶。
1、电路原理图的总体设计总体电路需要c51单⽚机⼀⽚,⾳乐按键及喇叭等外围电路,要进⾏⾳调控制和⾳频放⼤,设计好的电路图如下图所⽰:2、键盘控制模块的设计矩阵按键部分由8个轻触按键按照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,则作为输⼊。
⾏线输出是低电平,有健按下,则输⼊线就会被拉低,这样,通过读输⼊线的状态就可得知是否有键按下。
3、键盘消抖当⽤⼿按下⼀个键时,如图所⽰,往往按键在闭合位置和断开位置之间跳⼏下才稳定到闭合状态的情况;在释放⼀个键时,也回会出现类似的情况。
这就是抖动。
抖动的持续时间随键盘材料和操作员⽽异,不过通常总是不⼤于10ms。
⽤软件⽅法可以很容易地解决抖动问题,这就是通过延迟10ms来等待抖动消失,此后再读⼊键盘码。
⼀个单⽚机⼯作于12M晶振,它的时钟周期是1/12(微秒)。
它的⼀个机器周期是12*(1/12)也就是1微秒。
基于51单片机实现的电子琴设计
目录摘要 (3)Abstract (3)1绪论 (4)1.1背景 (4)1.2目的 (4)1.3 意义 (4)1.4基本理论依据和主要工作内容 (4)2 设计方案简述 (6)2.1键盘模块 (6)2.2发声模块 (6)2.3 8X8点阵显示模块 (6)2.4系统技术指标和预期功能 (7)3 详细设计 (8)3.1主要IC芯片介绍 (8)3.2硬件设计 (11)4 设计结果及分析 (19)4.1 测试 (19)5总结 (20)参考文献 (21)附录主要程序代码 (22)摘要单片机的应用已经越来越贴近生活,用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。
本设计阐述的主要内容是一种基于51 单片机的电子琴的设计,其核心芯片AT89S52 单片机,内部电路包括4X4行列式键盘模块、音频放大模块和8X8LED点阵显示模块,本系统运行稳定,功能较为完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的实用价值。
对于那些需要显示的信息量不是很大,分辨率不是很高,又需要制造成本相对比较低的场合,使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的,他可以显示字符、数字和简单图形,显示亮度较高,并且对环境条件要求比较低。
电子乐器的结构较为复杂,音源是由晶体管产生的电振动,并通过音色回路而产生各种音色;同时由周波数调制产生颤音效果,由振幅调制产生各种乐器的音效。
关键词:AT89S52单片机;音频放大模块;8X8点阵AbstractIts applications have become increasingly close to life, with a single chip to achieve a number of electronic design is becoming simpler. The main elements of the design described is based on 51 single-chip, the flower design, the core chip AT89S52 microcontroller Internal circuit including the 4X4 determinant keyboard module, audio amplifier module and 8X8LED dot matrix display module, the system is stable, function better, control system reliability, higher cost and so on, has some practical value. For those who need to display the amount of information is small, resolution is not high, they need to make the occasion a relatively low cost, using large and small screen, LED dot matrix display is more economical, and he can display characters, numbers and simple graphics, display brightness higher and lower demands on the environmental conditions. : The structure of more complex electronic instruments, the source is generated by the transistor electrical vibration, and sound loops generated by a variety of tone; also modulated by the frequency to produce vibrato effects, generated by the amplitude modulated sounds of various instruments.Keywords:AT89S52 Microcontroller;Audio Amplifier Module;8X8 matrix1绪论1.1背景单片机是随着大规模集成电路的出现极其发展,将计算机的CPU,RAM,ROM,定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成了芯片级的计算机,因此单片机早期的含义称为单片微型计算机(single chipmicrocomputer).它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果。
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。
基于51单片机的电子琴设计
目录摘要Abstract第1章前言 (1)第2章方案论证 (2)2.1 控制模块选择方案 (2)2.2按键选择方案 (2)第3章系统硬件设计及说明 (3)3.1系统组成及总体框图 (3)3.2元件简介 (3)3.2.1 AT89S52 (3)3.2.2 LM386 (5)3.2.3 LED数码管 (7)3.3显示电路 (8)3.4 各功能模块原理图 (9)3.4.1 AT89S52模块电路原理图 (9)3.4.2键盘扫描模块电路原理图 (10)3.4.3数码管显示模块电路原理图 (10)3.4.4音频处理模块电路原理图 (11)3.4.5电源模块电路原理图 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1音乐相关知识 (12)4.2如何用单片机实现音乐的节拍 (12)4.3如何用单片机产生音频脉冲 (12)4.4系统总体功能流程图 (13)第5章电路仿真 (17)5.1 ISIS软件介绍 (17)5.2 仿真图 (17)5.3 仿真图介绍 (18)第6章PCB印制板制作 (19)6.1 印制板制作的要求 (19)6.2印制电路板图 (19)第7章系统调试 (20)7.1软件仿真调试 (20)7.2软件调试 (20)第8章调试结论 (21)第9章参考文献答谢辞附录1:元器件清单附录2:主要电路原理图附录3:程序摘要微型电子琴的设计以AT89S52单片机作为系统的核心控制部分,通过制作硬件电路和软件的设计编写,然后进行软硬件的调试运行,最终达到设计电路的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。
设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声,对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。
可以用它来弹奏和播放乐曲。
特点是设计思路简单、清晰,成本低。
关键词:单片机电子琴AT89S52AbstractThe design takes 89S52 MCU as the core of system's control section . In order to achieve the effect of the circuit that performancing the musical instrument,requesting a song,the function of the memory and demonstration,we can carry on software and hardware's debugging through manufacturing hardware circuit and compiling the software's design . The design applies the principle of the interruption system and fixed time/the counting to performance sound production,and according to the program language to realize the separation of the note and time at the same time. We can use it to play with the broadcast music. And the best advantage is this design is simply and clear .Key words: MCU electronicorgan AT89S52第1章前言1.1 系统开发背景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。
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51单片机的电子琴完整版
基于51单片机的电子琴完整版#include<reg52.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit feng = P0^7; // 蜂鸣器uint FTemp;uint code tab[] = { //定时半周期的初始值64021,64103,64260,64400, //低音3 4 5 664524,64580,64684,64777, //低音7,中音1 2 364820,64898,64968,65030, //中音4 5 6 765058,65110,65157,65178}; //高音1 2 3 4//用扫描法读P1 外接4×4 键盘uchar Keyscan(void){uchar i, j, temp, Buffer[4] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7};for(j = 0; j < 4; j++) //循环四次,扫描四行{P1 = Buffer[j]; //在低四位分别输出一个低电平_nop_();temp = 0x80; //计划先读出P1.7位for(i = 0; i < 4; i++) //循环四次,检查四列{if(!(P1& temp)) //从高四位,截取1位{return (i + j * 4); //返回取得的按键值}temp >>= 1; //换右边一位}}return 16; //没有键按下就返回16}void Main(void){uchar Key_Value = 16, Key_Temp1, Key_Temp2;//读出的键值 TMOD = 0x01; //T0定时方式1ET0 = 1; //允许T0中断EX0 = 1; //允许INT0中断EA = 1;//开总中断while(1){TR0 = 0; //T0工作停,暂不发音Key_Temp1 = Keyscan(); //第一次读入按键if(Key_Temp1 != 16){ //有键按下Key_Temp2 = Keyscan(); //再读一次if (Key_Temp1 == Key_Temp2) //两次相等{Key_Value = Key_Temp1; //就确认下来FTemp = tab[Key_Value]; //根据键值,取出定时半周期的初始值TR0 = 1; //启动定时器T0,发音while (Keyscan() < 16); //等待释放feng = 1; //停止发音}}}}//========================================================= =====void T0_INT(void) interrupt 1{TL0 = FTemp; //载入定时半周期的初始值TH0 = FTemp >> 8;feng = ~feng; //发音。
基于51单片机简易电子琴设计报告
创新制作报告简易电子琴设计摘要本设计主要研究基于STC90C51单片机地简易电子琴设计.它是以单片机作为主控核心,键盘、电脑音响、led等外围器件构成;本设计硬件部分主要由最小系统,按键系统模块、led显示模块和发声模块组成.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地设计基础.它包括单片机地选择、时钟系统设计、复位电路设计等.(2)按键系统模块:本设计采用24个按键,其中21个按键用来显示21个音调,其它3个按键可以进行功能地切换.(3)LED显示模块:八个LED,七个红色LED来显示音符,1个绿色LED指示.(4)发声模块:此电子琴发音是用现成地电脑音响.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地程序,最后进行软硬件地调试运行.并且从原理图,主要芯片,各模块地原理和各个模块地程序调试来阐述.利用单片机产生不同频率来获得我们要求地音阶,实现高、中、低共21个音符地发音和显示和音乐播放时地控制显示,并且能自动播放程序中编排地音乐,同时还有保存兵播放已按下地音符.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.目录1.概述41.1设计背景41.2设计意义41.3 设计任务42.系统总体方案及硬件设计42.1总体设计42.2硬件设计62.3单片机地最小工作系统62.4电源设计:2.5按键设计:2.6LED灯设计:2.7发声模块:3.系统软件地地编写 73.1电子琴基本原理 73.2主程序 93.3播放音乐模块 163.4录音模块 204.1硬件调试 234.2软件调试 235课程设计体会附1 源程序代码241.概述1.1设计背景由于本课程要做一个创新制作,而老师给地参考题中觉得电子琴这课题不错,因为电子琴能陶冶人地情操,同时使人更快乐,他能真正影响人地心情,因此决定做.单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴地功能,从而可以实现电子琴地微型化,可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等.并且可以进行一定地功能扩展.鉴于传统电子琴可以用键盘上地“1”到“A”键演奏从低So到高DO等11个音,从而也可以通过单片机实现对十个按键地扩展,实现七个音符键地高、中、低21个音调地显示播放和音乐地自动播放.1.2设计意义①可以了解音乐地基本知识;②加深对单片机地使用;③学会自己做工程;1.3 设计任务实现电子琴发声控制系统;要求电路实现如下功能:利用现成电脑音响作为发声部件,21个音符键,实现高音、中音、低音地1、2、3、4、5、6、7地发音.并在存储几首歌曲地内容,可以实现自动播放.2.系统总体方案及硬件设计2.1总体设计音乐是有由不同地音阶组成地,而不同地音阶又是由不同地频率发出地,那么产生不同地频率,就可以发出不同地音乐了.而利用单片机就可以产生不同地频率地方波,因此选择单片机为为主来设计.通过程序编写实现单片机输出不同地频率,输出地方波信号再通过接口给电脑音响,让其发声.同时电子琴加入led用来显示.本设计地主要工作是程序编写,通过程序让电子琴实现音乐演奏,歌曲播放以及记录已按下地音符,并播放,最后实现led显示.而硬件主要有单片机最小系统,键盘模块,发声模块,还有一个电源模块.总体框图22.2硬件设计电路图1注:本系统有主控单片机、键盘、led 显示模块、发声模块以及电源组成.2.2.2单片机地最小工作系统:按键输入LED 显示电脑音响单片机这里用地单片机地型号是STC90C516RD+,配以12M地晶振,以及复位电路供电电路构成最小系统.2.2.3电源设计:这里电源直接用直流5v电源;2.2.4按键设计:按键采用4*6扫描;4根行线接P10-P13,六根列线接P14-P17以及P20,P21口共24个按键,0-20代表音符键,0-6代表低音1,2,3,4,5,6,7;7-13代表中音1,2,3,4,5,6,7;14-20代表高音1,2,3,4,5,6,7;21号按键表示播放歌曲键,当按下21号键,进入播放歌曲函数,当按下22号键时,播放下一首歌曲,当按下23键时,退出播放返回主程序.而在主程序中时,代表演奏状态,当按下23号键时,进入录音状态,此时有个绿色地指示灯会亮.而进入录音后,再按一次23键,指示灯灭,退出录音状态,返回主程序.2.2.5LED灯设计:七个红色地LED代表按键地音符DO,RE,MI...分别接到P0口地各个I端口音符DO时,一个LED亮,音符MI时,2个LED亮...同时为了区分高中低音,三个八度LED显示不同,当低音音符播放时,LED闪亮,当是中音时,LED也闪亮,但是闪亮地频率更快,当是高音时,LED全亮,这是通过调节LED亮灭时间来实现,也可以说是PWM吧.还有一个绿色LED指示当前状态,当电子琴处于录音时,LED亮,否则,灭;2.2.6发声模块:这里没有自己做功放,而是使用电脑地音响.3系统软件地地编写3.1电子琴基本原理首先地弄清楚电子琴地基本原理:声音地频谱范围约在几十到几千赫兹,若能利用程序来控制单片机地某个口线不断输出“高”“低”电平,则在该口线上就能产生一定频率地方波,讲该方波接上喇叭就能发出一定频率地声音,若再利用程序控制“高”“低”电平地持续时间,就能改变输出波形地频率从而改变音调.乐曲中,每个音符对应着确定地频率,下表给出各音符频率.如果单片机某个口线输出“高”“低”电平地频率和某个音符地频率一样,那么将此口线接上喇叭就可以发出此音符地声音.根据这个原理就能设计出,对于单片机来说要产生一定频率地方波大致是先将某口线输出高电平然后延迟一段时间再输出低电平,如此循环地输出就会产生一定频率地方波,通过改变延迟地时间就可以改变输出方波地频率.单片机内部有两个定时计数器T1和T0,单片机地定时计数器实际上是个计数装置,它既可以对单片机内部晶振驱动时钟计数,也可以对外部输入地脉冲计数,对内部晶振计数时称为定时器,对外部时钟计数时称为计数器.当对单片机内部晶振驱动时钟计数时,每个机器周期定时计数器地计数值就加,当计数值达到计数最大值时计数完毕并通知单片机.音乐中各个音符地频率表如下:音符频率表3弄懂后开始程序地实现3.2主程序模块主程序框图参数计算发音原理若要产生音频脉冲,只要算出某一音频地周期(1/频率),再将此周期除以2,即为半周期地时间.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引脚上得到此频率地脉冲.利用AT89C51地内部定时器使其工作计数器模式(MODE1)下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率地方法产生不同音阶.计算举例例如,频率为523Hz,其周期T=1/523=1912μs,因此只要令计数器计时956μs/1μs=956,每计数956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz).计数脉冲值与频率地关系式是: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是想要产生地频率.其计数初值T地求法如下: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地T=65536-500000/523=64580. 3.2.3计算结果(1)单片机12MHZ晶振,中音符与计数T0相关地计数值如表所示:采用查表程序进行查表时,可以为这个音符建立一个表格,有助于单片机通过查表地方式来获得相应地数据:低音0-19之间,中音在20-39之间,高音在40-59之间.用单片机播放音乐,或者弹奏电子琴,实际上是按照特定地频率,输出一连串地方波.为了输出合适地方波,首先应该知道音符与频率地关系.(2)音调数据表曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125ms调4/462ms调3/4187ms调3/494ms调2/4250ms调2/4125ms 上表中地频率数值,有些过多,去掉不常用地黑键频率,只是把白键对应地数据存放在单片机中,即可满足绝大部分地应用需求.定义音调数据表地程序如下:DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 。
基于c51单片机的电子琴设计
设计任务:1利用MCS-51单片机设计音乐演奏的硬件电路2利用C51或者汇编语言实现软件设计。
3利用proteus进行仿真具体功能:1.按键发音(eg:按下1,发出do的音,按下2,发出re的音……)2.按下功能键X,自动播放诸如《生日快乐》等简易歌曲(选做)#include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint code tab[]={64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65010,65058,65110,65157,65178,};uchar code shuzhi[4][4]={0x11,0x21,0x41,0x81,0x12,0x22,0x42,0x82,0x14,0x24,0x44,0x84,0x18,0x28,0x48,0x88};sbit P20=P2^0;uchar STH0;uchar STL0;void delay(void){uchar x;for (x=300;x>0;x--);}/*uchar getkey(void){uchar scancode,tmpcode;if((P1&0xf0)==0xf0)return(0);scancode=0xfe;while((scancode&0x10)!=0){P1=scancode;if((P1&0xf0)==0xf0){tmpcode=(P1&0xf0)|0x0f;return((~scancode)+(~tmpcode));}else scancode=(scancode<<1)|0x01;}} */uchar getkey(void){uchar temp,temp1,i,j;/*delay(100);*/P1=0xf0;temp=P1;temp=temp&0xf0;if(temp!=0xf0){switch(temp){case 0xe0:i=0;break;case 0xd0:i=1;break;case 0xb0:i=2;break;case 0x70:i=3;break;}P1=0x0f;temp1=P1;temp1=temp1&0x0f;switch(temp1){case 0x0e:j=0;break;case 0x0d:j=1;break;case 0x0b:j=2;break;case 0x07:j=3;break;}return(shuzhi[i][j]);}}void time0_int(void) interrupt 1 using 0 {TH0=STH0;TL0=STL0;P20=~P20;}void main(){uchar key,k;TMOD=0x01;ET0=1;EA=1;while(1){P1=0xf0;if((P1&0xf0)!=0xf0){delay();if((P1&0xf0)!=0xf0){key=getkey();switch(key){case 0x11:k=0;break;case 0x21:k=1;break;case 0x41:k=2;break;case 0x81:k=3;break;case 0x12:k=4;break;case 0x22:k=5;break;case 0x42:k=6;break;case 0x82:k=7;break;case 0x14:k=8;break;case 0x24:k=9;break;case 0x44:k=10;break;case 0x84:k=11;break;case 0x18:k=12;break;case 0x28:k=13;break;case 0x48:k=14;break;case 0x88:k=15;break;default:break;}P20=~P20;STH0=tab[k]/256; STL0=tab[k]%256; TR0=1;P1=0xf0;while((P1&0xf0)!=0xf0){P1=0xf0;}TR0=0;}}}}。
基于51 单片机16 音键电子琴设计
电子琴是现代电子技术应用于音乐而制作的电子乐器。
单片机具有强大的控制及逻辑运算功能,以单片机为核心的电器设备已融入人们的日常生活中,如电视机、电冰箱、洗衣机、DVD、汽车音响等。
本文的主要内容是以单片机为核心器件,设计一个电子琴。
以单片机为核心与键盘、扬声器等组成电路作为核心控制模块,在控制模块上设有16个按键和扬声器。
本设计是简易电子琴的设计,当按下键盘矩阵中的按键时数码管会显示当前按钮并通过扬声器播放对应的音符。
通过本设计可掌握单片机的基本功能。
对单片机的应用会有一个质的提高。
1系统框图及整体设计概述系统由单片机STC89C52、矩阵键盘模块、功率放大模块、扬声器、USB供电电源所组成。
系统主要完成对键盘的响应、数码管显示等功能的控制,起到总控和协调各模块之间工作的作用。
单片机通过检测键盘输出对应频率的方波,后级通过LM386对功率进行扩大从而驱动扬声器发响。
2系统的总体方案设计根据所要实现的功能划分,系统一共需要以下几个模块:主控模块、显示模块、时钟模块、功率放大模块,以下就针对这几个模块进行讨论。
主控模块采用51系列的单片机,该单片机是一个高可靠性,超低价,无法解密,高性能的8位单片机,32个I/O口,且STC系列的单片机可以在线编程、调试,方便地实现程序的下载与整机的调试。
显示模块采用LED数码管,数码管价格便宜,具有显示数字的功能,而本系统显示设计也只需要显示数字,采用动态扫描法使数码管与单片机I/O口相连占用单片机口线少。
按键模块采用矩阵键盘作为外部输入,矩阵键盘是单片机外部设备中所使用的排布类似于矩阵的键盘组,在键盘中按键数量较多时,为了减少I/O口的占用,通常将按键排列成矩阵形式。
在矩阵式键盘中,每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通,而是通过一个按键加以连接。
这样,一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键,比之直接将端口线用于键盘多出了一倍,而且线数越多,区别越明显,比如再多加一条线就可以构成20键的键盘,而直接用端口线则只能多出一键(9键)。
51单片机简易电子琴设计
系统整体安排如下: • 按下S1键发出1的声音。 • 按下S2键发出2的声音。 • 按下S3键发出3的声音。 • 按下S4键发出4的声音。 • 8051单片机根据不同的键产生不同的乐曲音符。系统整体软件结构
框图如下:
三、原理说明
1、频率、声音的实现和产生
单片机的频率和声音输出的原理是,利用琴键控制定时器 的开中断和闭中断,即实现发音和闭音。在此期间通过对定 时器的定时时间进行控制来产生不同频率的方波,使蜂鸣器 发出不同音阶的声音。把相应琴键对应的音符变换为定常数, 作为数据表格存放在储存器中。由程序查表得到定时常数, 用以控制定时器产生方波的频率。但下一个键按下时,再查 一下此琴键所对应音符的定时常数。依次进行下去,就可以 了。
四、模块描述
1、键盘模块: 本系统采用独立式键盘S1、S2、S3、S4。结构框图如下:
S1
S1
S2
S2
S3
Hale Waihona Puke S3S4S4
2、蜂鸣器模块:
按下不同的键,蜂鸣器会发出不同的音乐。结构框图如下:
五、主程序流程图
六、操作说明 将编好的电子琴的程序导入到单片机AT89S51上,按下 S1键,此时蜂鸣器发出的声音为1的声音;再依次按下S2、 S3、S4键,蜂鸣器会依次发出2、3、4的声音。
用定时器T0方式1来产生琴键对应音符的频率的方波,由 P1.1输出蜂鸣器。
2、音符频率表如下:
3、键盘的方案选择
此系统琴键输入是通过独立式键盘来实现的。 由于8051单片机的八为I/O口足以能实现控制各音阶 的输出,并且独立式键盘的编程容易易懂,结构简单, 实现起来方便,而且每个按键独立占有一根I/O接口 线,每个I/O接口线工作状态互不影响,所以采用独 立式键盘。P3.0~P3.3口分别对应S1、S2、S3、S4。
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。
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基于单片机的十六音键电子琴设计毕业设计(论文)任务书一、课题名称:基于单片机的十六音键电子琴设计二、主要技术指标:1. 通过十六位按键来读取不同的按键信号;2. 通过查表指令读取按键所对应的时间基数;3. 通过中断来产生不同频率的周期方波信号,送扬声器发出声音。
三、工作内容和要求:1. 理解并确认毕业设计任务书;2. 撰写完成毕业设计开题报告并经指导老师审核通过;3. 学习并掌握51单片机电路的设计方法、数码管的使用要求;4. 学习PCB电路的设计要求和方法;5. 确定并完成方案论证;6. 通过PROTEUS软件进行仿真;7. 设计并绘制原理框图、电路原理图、PCB板图;8. 选择元器件,编制元器件清单;9. 编写电路相关元件功能说明;10. 编写电路工作原理说明;11. 撰写毕业设计报告并整理装订。
四、主要参考文献:1. 单片机原理、应用与PROTEUS仿真,张靖武周灵彬,2008.82. 李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京:北京航天航空大学出版色,20013. 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,20044. 百度文库,/view/37ecc218964bcf84b9d57ba4.html学生(签名)年月日指导教师(签名)年月日教研室主任(签名)年月日系主任(签名)年月日毕业设计(论文)开题报告摘要Abstract第1章前言 (1)第2章方案论证 (2)2.1 控制模块选择方案 (2)2.2按键选择方案 (2)第3章系统硬件设计及说明 (3)3.1系统组成及总体框图 (3)3.2元件简介 (3)3.2.1 AT89S52 (3)3.2.2 LM386 (5)3.2.3 LED数码管 (7)3.3显示电路 (8)3.4 各功能模块原理图 (9)3.4.1 AT89S52模块电路原理图 (9)3.4.2键盘扫描模块电路原理图 (10)3.4.3数码管显示模块电路原理图 (10)3.4.4音频处理模块电路原理图 (11)3.4.5电源模块电路原理图 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1音乐相关知识 (12)4.2如何用单片机实现音乐的节拍 (12)4.3如何用单片机产生音频脉冲 (12)4.4系统总体功能流程图 (13)第5章电路仿真 (17)5.1 ISIS软件介绍 (17)5.2 仿真图 (17)5.3 仿真图介绍 (18)第6章PCB印制板制作 (19)6.1 印制板制作的要求 (19)6.2印制电路板图 (19)第7章系统调试 (20)7.1软件仿真调试 (20)7.2软件调试 (20)第8章调试结论 (21)第9章参考文献答谢辞附录1:元器件清单附录2:主要电路原理图附录3:程序微型电子琴的设计以AT89S52单片机作为系统的核心控制部分,通过制作硬件电路和软件的设计编写,然后进行软硬件的调试运行,最终达到设计电路的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。
设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声,对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。
可以用它来弹奏和播放乐曲。
特点是设计思路简单、清晰,成本低。
关键词:单片机电子琴AT89S52AbstractThe design takes 89S52 MCU as the core of system's control section . In order to achieve the effect of the circuit that performancing the musical instrument,requesting a song,the function of the memory and demonstration,we can carry on software and hardware's debugging through manufacturing hardware circuit and compiling the software's design . The design applies the principle of the interruption system and fixed time/the counting to performance sound production,and according to the program language to realize the separation of the note and time at the same time. We can use it to play with the broadcast music. And the best advantage is this design is simply and clear .Key words: MCU electronicorgan AT89S52第1章前言1.1 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。
基于当前市场上的玩具市场需求量大,其中电子琴就是一个很好的应用方面。
单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能,从而实现电子琴的微型化,可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。
并且可以进行一定的功能扩展。
鉴于传统电子琴可以用键盘上的“k0”到“k16”键演奏从低So到高DO等16个音,从而可以用来弹奏喜欢的乐曲。
1.2 系统开发意义该设计具有以下优点:(1)可以随意弹奏想要表达的音乐;(2)制作简单,成本低。
1.3 设计目标由于本设计主要用于人们娱乐方面,因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。
其次,在这次设计可行性上进行分析如下:1、经济可行性:所谓经济可行性,即在这次设计上需要投入资金的多少,由于毕业设计是没有项目资金,没有开发经费,因此在经济上必须能够承受,比较理想化的项目对于我们毕业设计来说是不可行的。
通过分析后,无论是在器件价格或是常见度上均是可行的。
2、技术可行性:技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成开发工作,硬件、软件能否满足设计者的需要等。
通过分析各种软件环境,硬件仿真环境等均已经具备。
综上所述,本系统设计目标已经明确,在经济与技术上均可行,因此本系统的开发是完全可行的。
第2章方案论证2.1 控制模块选择方案方案一:用可控硅制作电子琴。
将220V交流电经变压器降压,再经过整流、滤波,获得+13.5V直流电压。
将单向可控硅SCR和电阻、电容组成驰张振荡器电路。
但该设计方案制作成本高且复杂。
方案二:采用AT89C51单片机进行控制,由于AT89C51不具备ISP功能,因此Atmel公司已经停产在市面上已经不常见,况且其ROM只有4K在系统将来升级方面没有潜力。
方案三:采用AT89S52单片机进行控制,由于其性价比高,完全满足了本作品智能化的要求,它的内部程序存储空间达到8K,使软件设计有足够的内部使用空间并且方便日后系统升级,使用方便,抗干扰性能提高。
鉴于上述对比与分析,本设计采用方案三2.2 按键选择方案传统电子琴可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低SO到高DO等11音。
该设计有16个按钮矩阵,设计成16个音,可以实现音阶在低音4---高音5之间。
比传统音阶范围大,弹奏效果好。
第3章系统硬件设计及说明3.1系统组成及总体框图硬件设计的任务是根据总体设计要求,在选择的机型的基础上,具体确定系统中所要使用的元器件,设计出系统的原理框图、电路原理图。
该设计要实现一种由单片机控制的电子琴,单片机工作于12MHZ时钟频率,使用其定时/计数器T0,工作模式为1,改变计数值TH0和TL0可以产生不同频率的脉冲信号。
该设计具有11个音节的键盘,用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏,音乐发生器会根据用户的弹奏,通过扬声器将音乐播放出来。
由于本例实现的音乐发生器是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的,所以节拍由用户掌握,不由程序控制。
用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,因为它没有足够的驱动能力,这就需要音频功率放大电路。
本例使用国家半导体公司的低压音频功率放大器LM386来实现音频功放电路。
图3-1 系统结构图3.2元件简介3.2.1 AT89S52功能特性:AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。
使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。
在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
AT89S52具有以下标准功能:8k字节Flash,256字节RAM,32 位I/O口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16位定时器/计数器,一个6向量2级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。
另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下,RAM内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。
主要性能:与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器、1000次擦写周期、全静态操作:0Hz~33Hz 、三级加密程序存储器、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符。
管脚说明:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。