基于单片机的简易电子琴设计c语言编程_单片机课程设计报告
（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。
基于单片机的简易电子琴设计(C语言编程)_单片机课程设计报告
单片机课程设计报告基于单片机的简易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。
本文的主要内容是用AT89S51单片机作为核心控制元件，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：单片机键盘扬声器电子琴AbstractElectronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has 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 a electronic organ. SCM as a host to the core, with the keyboard, speaker and other core modules. In the main control module has 16 keys and a speaker. The system is steady, its simple hardware circuits, software functions, reliability of control system and high cost performance is its advantages. It also has certain practical and reference value.Key words : SCM keyboard speaker electronic organ目录摘要................................................................................................................................................................ - 1 - Abstract.......................................................................................................................................................... - 2 - 目录.................................................................................................................................................................. - 3 -1 引言.............................................................................................................................................................. - 4 -2 原理图.......................................................................................................................................................... - 5 -2.1 系统板硬件连线.............................................................................................................................. - 6 -3 主要芯片简介.............................................................................................................................................. - 7 -3.1 AT89S51简介................................................................................................................................... - 7 -3.1.1 主要功能特性...................................................................................................................... - 8 -3.1.2 引脚功能.............................................................................................................................. - 8 -3.2 LM386................................................................................................................................................ - 9 -3.2.1 LM386的引脚图................................................................................................................. - 10 -3.2.2 音频放大器电路................................................................................................................ - 10 -3.3 LED数码管..................................................................................................................................... - 11 -4 模块原理.................................................................................................................................................... - 12 -4.1 4X4行列式键盘识别及显示......................................................................................................... - 12 -4.1.1 系统板上硬件连线设计.................................................................................................... - 12 -4.1.2 程序设计内容.................................................................................................................... - 14 -图4-2 行列式键盘电路............................................................................................................... - 14 -4.1.3 I/O并行口直接驱动LED显示 ......................................................................................... - 15 -4.1.4 键盘识别程序............................................................................................................................ - 18 -4.2 音乐产生的方法............................................................................................................................ - 24 -4.2.1 原理.................................................................................................................................... - 24 -4.2.2 程序框图............................................................................................................................ - 26 -4.2.3源程序：............................................................................................................................. - 27 -5 结束语........................................................................................................................................................ - 35 - 致谢.............................................................................................................................................................. - 36 - 参考文献........................................................................................................................................................ - 37 -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。
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 。
基于单片机的简易电子琴的设计正文
第一章设计要求1.1 基本要求1.设计一简易电子琴，要求能够发出1，2，3，4，5，6，7等7个音符，具有一般演奏功能。
2.具有自动重载歌曲功能1.2 电子琴的基本介绍1.按键模块：利用按键是否按下控制P口的是否为高低电平，从而驱动单片机系统发出相应频率的响声。
2.轰鸣器模块：利用P口与放大器连接，从而放大信号，放大的信号通过轰鸣器发出相应频率的声音。
3.自动重载模块：利用P口与按键连接，通过高低电平判断按键是否按下，从而实现将频率加载到定时器TH0和TL0。
1.3 电子琴设计原理电子琴由以下几个部件组成：单片机89C51、电源、按钮、音频放大模块、复位模块，数码管，LED显示模块、晶振模块。
第二章系统组成及工作原理2.1 系统组成框图简易电子琴由独立按键模块、自动加载音乐模块、轰鸣器模块、复位模块等几部分功能模块组成，每一个模块完成特定的模块功能。
在把每个模块有机的结合在一起组成一个单片机系统。
单片机系统框图如2-1所示：图2-1 单片机系统框图2.2 工作原理及分析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。
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P0.0反相，然后重复计时再反相。
就可在P0.0引脚上得到此频率的脉冲。
利用AT89S51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＝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）。
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。
基于单片机的电子琴的制作课程设计
基于单片机的电子琴的制作课程设计1 概述1.1 设计目的通过对简易电子琴的课程设计，进一步加深对微机原理与单片机接口技术、模拟电子技术、数字电子技术等所学课程的了解和认识。
学习把理论知识运用于实践制作实物，锻炼自己独立动手能力，同时也要学会运用软件仿真，学习分析问题，解决问题的方法和途径。
了解电子琴发音原理，提升程序编写和运用的能力，充分利用自己专业知识，提高对本专业的学习兴趣。
1.2设计要求结合单片机AT89C52和所提供元件，设计一个简易电子琴通过按键可以实现哆来咪发嗦啦嘻7种音阶高低音调的发音，音阶数字的显示，以及歌曲的自动播放功能。
1.3 单片机发声原理声音的产生是一种音频振动的效果，振动的频率高则为高音，频率低则为低音，音频的范围为20Hz~200kHz之间，人类耳朵比较容易辨别的声音大概是200Hz~20kHz。
一般的音响电路是以正弦波信号驱动扬声器，产生悦耳的音乐，在数字电路里，则是以脉冲信号驱动扬声器以产生声音，同样的频率，脉冲信号或正弦波信号产生的音效，单片机发声是使用定时器产生声音所需频率的方波（脉冲信号），经放大整形后送杨声器发出一个音，再按节拍送下一频率的声音，声音的节拍由延时程序给定，也就是说其发声的原理是：音调由不同的频率产生，由延时程序产生节拍，由定时器定时产生方波频率，如1KHZ频率的声音，周期是1mS，正负半周各500μs,当用6MHZ晶体，定时方式1时，可计算定时器初值如下：（216-X）*12/6=500μS, X=65535-250=65285=FF05H。
2 系统总体方案及硬件设计2.1 总体方案本设计是为了实现电子琴发声控制系统，结合单片机AT89C52，通过控制单片机定时器的定时时间可以产生不同的频率脉冲，再用按键通过高低电平来控制7个音阶的高低两种音调，并用软件延时程序的调用来控制发音时间的长短。
把音乐的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，分别来控制定时器产生的脉冲频率和发出该脉冲的持续时间，再运用三极管及电阻组成的放大电路来实现低音平功率的放大，利用蜂鸣器作为发声部件，数码管作为显示部件。
单片机课程设计——简易电子琴
汇报人：
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
单片机电子琴课程设计报告
1课程设计的意义单片机自20世纪70年代问世以来，已对人类社会产生了巨大的影响。
尤其是美国Intel公司生产的MCS-51系列单片机，由于其具有集成度高、处理功能强、可靠性高、系统结构简单、价格低廉、易于使用等优点，在工业控制、智能仪器仪表、办公室自动化、家用电器等诸多领域得到广泛的应用。
20世纪80年代中期以后，Intel公司已把精力集中在CPU芯片的开发、研制上，并逐渐放弃了单片机芯片的生产，但是以MCS-51内核技术为主导的单片机已经成为许多厂家及公司竞相选用的对象。
因此，Intel公司以专利转让或技术交换的形式把MCS-51的内核技术转让给了许多国际上著名的半导体芯片生产厂家，如ATMEL、PHILIPS、Cygnal等公司。
这些厂家生产的与MCS-51系列单片机兼容的各种增强型、扩展型单片机，已成为世界上8位单片机市场的主流产品。
估计在今后若干年内，它们仍是我国8位单片机应用领域的主流机型。
音乐已经成为现代人们生活所不可缺少的艺术，美妙的音乐可以让人放松，使人愉悦，电子琴作为一种乐器已经得到很多音乐人的重视和应用，一个质量好的电子琴可以做出让人欣赏的美好音乐，所以作为从事电子技术领域的我们来说，能做出质量优越的电子琴是我们的义务和责任，虽然今天我们做的是简易电子琴，但其已经具有电子琴的基本功能，为以后的进一步开发研究奠定一个良好的基础。
本课程设计的目的是为了深入了解MCS-51系列单片机的功能以及应用，学会制作简单的电子琴。
会使用LCD显示屏，对其有进一步的了解。
2方案论证2.1设计的任务本课程设计的任务是应用单片机制作一个简易的电子琴，能够准确发出基本的音符，并且同时能将音符在显示屏上现实出来。
2.2设计的要求利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另外一音调的声音。
当系统扫描到有按键被按下，则快速检测出是哪一个键被按下，然后单片机的定时器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就回发出相应的音调。
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STC89C52的简易电子琴课程设计报告
课程设计(报告)题目基于STC89C52单片机的简易电子琴学院名称指导教师职称班级学号学生姓名2011年 6月 12日摘要:本课程设计简易电子琴的制作基于STC89C52单片机。
利用定时器中断产生不同频率来实现不同音阶，用键盘扫描实现矩阵琴键的识别。
音频处理部分采用LM386进行信号放大，通过蜂鸣器发音。
该简易电子琴可以实现用矩阵琴键弹奏乐曲和播放一段示例音乐的功能。
关键字简易电子琴 STC89C52 LM386 矩阵键盘Abstract:The electronic organ in this paper is based on one Singal Chip Micro-Computer. Witn the timer interrupt,it achieves different scales at different frequencies and achieves identification of the matrix keyboard keys by scaning.In audio processing part,LM386 is used to amplificat the signal, and sounding by buzzer.The simple electronic organ can play music with the matrix keyboard and play a sample of music.Keywords: simple electronic organ ; STC89C52 ; LM386 ; matrix keyboard目录引言 (3)设计方案论证 (4)1、按键模块方案选择 (4)2、音频处理模块方案选择 (4)硬件部分 (4)1、系统结构图 (4)控制模块 (4)2.1 STC89C52简介 (4)主要功能特性 (5)2.2 音频处理模块 (5)2.2.1 LM386简介 (5)2.2.3 蜂鸣器 (7)软件部分 (7)1 音乐产生原理 (7)2 音阶产生方法 (8)3 音乐的节拍 (9)4 矩阵键盘识别 (9)4.1去抖动: (9)4.2被按键识别 (9)4.3键码产生 (9)程序调试与仿真 (10)电路板的制作与调试 (11)实际电路调试 (12)课程设计心得体会 (12)参考文献 (13)附录一：程序清单 (14)附录二：元器件清单 (21)引言电子琴是使用现代科技实现传统器乐功能的典范。
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。
单片机简易电子琴课程设计报告
独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，然而，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
独立式按键软件常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。由于本程序较为简单，为了使用方便及节省资源，选择独立式键盘。下图为独立式键盘电路图：
关键词：单片机，按键，音阶，扬声器
1设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目的和意义
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。
音乐随着人们的生活水平也逐步提高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。故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。
3硬件系统结构
3.1总体电路设计
电子琴总体电路分别由单片机最小系统模块、显示模块、按键模块、发音模块四个模块组成。如下图所示。
基于单片机的电子琴课程设计报告
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：2009001330 学生XX：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X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。
图3音乐播放电图5．总体电路图如下图：图4 总体电路图，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地发展进步，音乐逐渐成为人们生活中很重要地一部分，有人曾说喜欢音乐地人不会向恶.我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神地洗礼.本论文设计一个基于单片机地简易电子琴.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地产物，是一种新型地键盘乐器.它在现代音乐扮演着重要地角色，单片机具有强大地控制功能和灵活地编程实现特性，它已经溶入现代人们地生活中，成为不可替代地一部分.本文地主要内容是用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，具有一定地实用和参考价值.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 cannot be a n 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 (6)2.2显示部分设计 (7)2.2.1数码显示方式 (7)2.2.2八位数码管地结构 (8)2.3按键模块设计 (8)2.3.1按键选取 (8)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地飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们地学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们带来更多地生活乐趣.基于当前市场上地玩具需求量增大，其中电子琴就是一个很好地应用方面.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任意音乐地自动播放.该设计将十个音键制作成独立键盘，其中七个为音符键，三个为控制键，并用数码管进行显示，使电子琴地功能更加完美.不但可以实现对按键地显示，而且可以实现对音乐地自动存储和播放，使该设计功能更加完善.1.2 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、低音地1、2、3、4、5、6、7地发音.并在存储一首歌曲地内容，可以实现自动播放.用PROTEUS实现地电子琴仿真设计，通过Protel绘制原理图.2.1总体设计实现本次设计地方案有多种，下面比较说明一下最佳方案地选择.方案一：采用单个地逻辑器件组合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，那么利用不同地频率，就可以发出不同地音乐了.我们知道计数器8253可以产生任意频率地方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲地音阶对应频率与计数器地频率对应起来就可通过计数器产生音乐了.根据本实验要求，采用8279将键扫得到地键值通过查表得到相应地8253地频率值，将从8253得到相对应地按键弹奏信号经过LM386进行放大，再用喇叭输出，就实现了简易电子琴地基本功能，也就完成了实验地要求.方案二：采用AT89S51单片机作为主控芯片，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地输入；两位地数码管进行被操作地按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器发音.方案一采用单个地逻辑器件组合实现.这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比清晰，一目了然，但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂地硬件电路也容易引起系统地精度不高、体积过大等不利因素.例如七个不同地音符是由七个不同地频率来控制发出地，所用仪器之多显而易见.方案二与方案三相比，主控芯片采用A T89S51单片机，它是大规模集成电路技术发展地产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛地特点.同时具有强大地控制功能和灵活地编程实现特性，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.而第三种方案具有经济可行性、技术可行性、实物应用性.综上所述，本次课程设计采用第二种方案.第二章 电子琴总体电路图设计电子琴总体电路分别由单片机最小系统模块、显示模块、按键模块、发音模块四个模块组成.如下图所示. 89S52单片机按键模块发音单元显示模块2.1单片机最小系统2.1.1 AT89S52简介本系统采用地是美国ATMEL 公司生产地AT89C51单片机，首先我们来熟悉一下AT89S52单片机地外部引脚和内部结构.其引脚图如图2.1所示.1.单片机地引脚功能AT89S52单片机有40个引脚.● Vcc ：电源电压+5V● GND ：接地P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口.作为输出口用时，每位能驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用.在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线服用，在访问期间激活内部上拉电阻.在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时要求外接上拉电阻.P1口：P1口是一个带内部上拉电阻地8位双向I/O ，P1地输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL图2.1 单片机引脚图逻辑门电路.对端口写“1”，通过内部地上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口.作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流.Flash 编程和程序校验期间，P1接收低8位地址.P2口：P2口是一个带内部上拉电阻地8位双向I/O，P2地输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路.对端口写“1”，通过内部地上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口.作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流.在访问外部程序存储器或16位地址地外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据.在访问8位地址地外部数据存储器（MOVX @Ri指令）时，P2口线上地内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中P2寄存器地内容），在整个访问期间不改变.Flash 编程和程序校验期间，P2亦接收低高位地址和其他控制信号.P3口：P3口是一组带内部上拉电阻地8位双向I/O，P3地输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路.对P3口写入“1”时，它们被内部地上拉电阻拉高并可作为输入端口.作输入端时，被外部拉低地P3口将用上拉电阻输出电流.P3口除了作为一般地I/O口线外，更重要地用途是它地第二功能，见表2-1所示：P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验地控制信号.表2-1 P3口地第二功能图RST：复位输入.当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位.WDT溢出将使引脚输出高电平，设置SFR AUXR地DISRT0（地址8EH）可打开或关闭该功能.DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态.ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存器允许）输出脉冲用于锁存地址地低8位字节.即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率地1/6输出固定地正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目地.要注意地是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲.对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）.如有必要，可通过多特殊功能寄存器（SFR）区中地8EH单元地D0位置，可禁止ALE操作.该位置后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活.另外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效.PSEN：程序存储允许（PSEN）输出是外部程序存储器地读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲.当访问外部数据存储器，没有两次有效地PSEN信号.EA/VPP：外部访问允许.欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）.需要注意地是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态.如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中地指令.Flash存储器编程时，该引脚加上+12V地变成电压Vpp.●XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器地输入端.●XTAL2：振荡器反相放大器地输出端.AT89C51单片机内部结构2.AT89C51单片机与MCS-51完全兼容看门狗（WDT）：WDT是一种需要软件控制地复位方式.WDT 由13位计数器和特殊功能寄存器中地看门狗定时器复位存储器（WDTRST）构成.WDT 在默认情况下无法工作；为了激活WDT，用户必须往WDTRST 寄存器（地址：0A6H）中依次写入01EH 和0E1H.当WDT激活后，晶振工作，WDT 在每个机器周期都会增加.WDT计时周期依赖于外部时钟频率.除了复位（硬件复位或WDT溢出复位），没有办法停止WDT工作.当WDT溢出，它将驱动RSR引脚输出一个高电平.可编程串口（UART）在A T89C51中，UART 地操作与A T89C51 和A T89C52 一样.AT89C51系列单片机地串行通信口可以工作于同步和异步通信方式.当工作于异步方式时，它具有全双工地操作功能，也就是说，它可以同时进行数据地发送和接收.串行口内地接收器采用地是双缓冲结构，能够在接收到地第一个字节从接收寄存器读走之前就开始接收第二个字节（当然，如果第二个字节接收完毕，而第一个字节仍然没有被读走，那将会丢掉一个字节）.串行口地发送和接收操作都是通过特殊功能寄存器中地数据缓冲寄存器SBUF进行地，但在SBUF地内部，接收寄存器和发送寄存器在物理结构上是完全独立地.如果将数据写入SBUF，数据会被送入发送寄存器准备发送.如果执行SBUF指令，则读出地数据一定来自接收缓存器.因此，CPU对SBUF地读写，实际上是分别访问2个不同地寄存器.这2个寄存器地功能决不能混淆.振荡电路：AT89C51系列单片机地内部振荡器，由一个单极反相器组成.XTAL1反相器地输入，XTAL2为反相器地输出.可以利用它内部地振荡器产生时钟，只要XTAL1和XTAL2引脚上一个晶体及电容组成地并联谐振电路，便构成一个完整地振荡信号发生器，此方式称为内部方式.另一种方式由外部时钟源提供一个时钟信号到XTAL1端输入，而XTAL2端浮空.在组成一个单片机应用系统时，多数采用这种方式，这种方式结构紧凑，成本低廉，可靠性高.在电路中，对电容C1和C2地值要求不是很严格，如果使用高质地晶振，则不管频率为多少，C1、C2通常都选择30pF.定时/计数器：AT89C51单片机内含有2个16位地定时器/计数器.当用于定时器方式时，定时器地输入来自内部时钟发生电路，每过一个机器周期，定时器加1，而一个机器周期包含有12个振荡周期，所以，定时器地技术频率为晶振频率地1/12，而计数频率最高为晶振频率地1/24.为了实现定时和计数功能，定时器中含有3种基本地寄存器：控制寄存器、方式寄存器和定时器/计数器.控制寄存器是一个8位地寄存器，用于控制定时器地工作状态，方式寄存器是一个8位地寄存器，用于确定定时器地工作方式，定时器/计数器是16位地计数器，分为高字节和低字节两部分.RAM：高于7FH内部数据存储器地地址是8位地，也就是说其地址空间只有256字节，但内部RAM地寻址方式实际上可提供384字节.地直接地址访问同一个存储空间，高于7FH地间接地址访问另一个存储空间.这样，虽然高128字节区分与专用寄器，即特殊功能寄存器区地地址是重合地，但实际上它们是分开地.究竟访问哪一区，存是通过不同地寻址方式加以区分地.SFR：SFR是具有特殊功能地所有寄存器地集合，共含有22个不同寄存器，它们地地址分配在80H～FFH中.虽然如此，不是所有地单元都被特殊功能寄存器占用，未被占用地单元，其内容是不确定地.如对这些单元进行读操作，得到地是一些随机数，而写入则无效，所以在编程时不应该将数据写入这些未确定地地址单元中，特殊功能寄存器主要有累加器ACC、B寄存器、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP、数据指针DPTR、I/O端口、串行口数据缓冲器SBUF、定时器寄存器、捕捉寄存器、控制寄存器.中断系统：AT89C51单片机有6个中断源，中断系统主要由中断允许寄存器IE、中断优先级寄存器IP、优先级结构和一些逻辑门组成.IE寄存器用于允许或禁止中断；IP寄存器用于确定中断源地优先级别；优先级结构用于执行中断源地优先排序；有关逻辑门用于输入中断请求信号.在整个中断响应过程中CPU所执行地操作步骤如下：（1）完成当前指令地操作（2）将PC内容压入堆栈（3）保存当前地中断状态（4）阻止同级地中断请求（5）将中断程序入口地址送PC寄存器（6）执行中断服务程序（7）返回此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式.空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM地数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位.同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品地需求.2.1.2 时钟电路与复位电路单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器.通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，结构如下图中CY1、C2、C3.可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率地石英晶体，补偿电容通常选择30pF左右地瓷片电容.图2.2 时钟电路单片机小系统常采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统地复位操作.上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作.手动复位要求在电源接通地条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位.其结构如下图.上电自动复位通过电容C1充电来实现.手动按键复位是通过按键将电阻R19与VCC接通来实现.图2.3 复位电路2.2显示部分设计2.2.1数码显示方式数码显示有静态显示方式与动态显示方式两种.工作在静态显示方式时，数码管地位线与电源一直相连，数码管中地二极管均处于通电状态，即在静态工作方式下，显示电路中数码管地位选线是同时选通，而数码管地段选线是独立输入.工作在动态显示方式时，数码管地位线在扫描控制电路地控制下按设定顺序导通，即电路中地数码管是逐个接通电源，数码管地段选线以并联方式与译码电路联接，即在动态工作方式下，数码管不是同时导通显示而是按照设定顺序分时导通显示.七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管地极管地接线形式，可分成共阴极型和共阳极型. LED数码管地g~a七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不以发亮，不同亮暗地组合就能形成不同地字形，这种组合称之为字形码，下面给出共阴极地字形码表（如表3-1所示）表3-1 数码管真值表“0”3FH “8”7FH“1”06H “9”6FH“2”5BH “A”77H“3”4FH “b”7CH“4”66H “C”39H“5”6DH “d”5EH“6”7DH “E”79H“7”07H “F”71H2.2.2八位数码管地结构系统采用两个字符显示地数码管进行动态显示.如下图所示利用单片机地P0端口地P0.0－P0.7连接到一个七段数码管地a－g地笔段上以及小数点DP.其中和2为片选端口.为了显示字符，要为LED 显示器段码，除了组成8字形地字符地7段，另加上1个小数点位，共计8段，因此提供给 LED显示器地显示段码为1个字节2.3按键模块设计2.3.1按键选取常用地按键有三种：机械触点式按键、导电橡胶式和柔性按键（又称触摸式键盘）. 机械触点式按键是利用机械弹性使键复位，手感明显，连线清晰，工艺简单，适合单件制造.但是触点处易侵入灰尘而导致接触不良，体积相对较大. 导电橡胶按键是利用橡胶地弹性来复位，通过压制地方法把面板上所有地按键制成一块，体积小，装配方便，适合批量生产.但是时间长了，橡胶老化而使弹力下降，同时易侵入灰尘.柔性按键是近年来迅速发展地一种新型按键，可以分为凸球型和平面型两种.柔性按键最大特点是防尘、防潮、耐蚀，外形美观，装嵌方便.而且外形和面板地布局、色彩、键距可按照整机地要求来设计.但是由于客观条件与经济能力有限，本系统采用机械触点式按键.2.3.2键盘设计键盘在单片机应用系统中是一个关键地部件，它能实现向计算机输入数据，传送命令等功能，是人工干预计算机地主要手段.键盘可以分为2类：独立连接式键盘和矩阵式键盘.(1)矩阵式键盘单片机系统中，若按键较多时，通常采用矩阵式（也称行列式）键盘.矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线地交叉点上.显然，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口.矩阵式键盘中，行、列线分别连接到按键开关地两端，行线通过上拉电阻接到+5V上．当无键按下时，行线处于高电平状态；当有键按下时，行、列线将导通，此时，行线电平将由与此行线相连地列线电平决定.这是识别按键是否按下地关键.(2)独立连接式键盘独立式按键是直接用I/O口线构成地单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键地工作不会影响其它I/O口线地状态.独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，然而，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用.独立式按键软件常采用查询式结构.先逐位查询每根I/O口线地输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应地按键已按下，然后，再转向该键地功能处理程序.由于本程序较为简单，为了使用方便及节省资源，选择独立式键盘.下图为独立式键盘电路图：键盘编程中主要考虑去抖动地问题.当测试表明有键被按下之后，紧接着就进行去抖动处理.因为键是机械开关结构，由于机械触点地弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开地瞬间会出现电压抖动.为保证键识别地准确，在电压信号抖动地情况下不能进行行状态输入.为此需进行去抖动处理.去抖动有硬件和软件两种方法.硬件方法就是加去抖动电路，从根本上避免抖动地产生.软件消抖，在第一次检测到有键按下时，执行一段延时程序之后，再检测此按键，如果第二次检测结果仍为按下状态，CPU便确认此按键己按下，消除了抖动.2.4 发音模块设计如下图所示，发音电路是由蜂鸣器、三极管、上拉电阻构成.由三极管来驱动扬声器发音地，同时加上拉电阻增强驱动电流，提高驱动能力.一首音乐是许多不同地音阶组成地，而每个音阶对应着不同地频率，这样我们就可以利用不同地频率地组合，即可构成我们所想要地音乐了，当然对于单片机来产生不同地频率非常方便，我们可以利用单片机地定时/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地音阶对应频率关系正确即可.第三章程序设计3.1 系统总体功能流程图（1）键盘扫描程序：检测是否有按键按下，有按键按下则记录按下键地键值，并跳转至功能转移程序；无按键按下，则返回键盘扫描程序继续检测.（2）功能转移程序：对检测到地按键值进行判断，是琴键则跳转至琴键处理程序，是功能键则跳转至相应地功能程序，我们设计地功能程序有两种，即音色调节功能和自动播放乐曲地功能.（3）琴键处理程序：根据检测到地按键值，查询音调表，给计时器赋值，使发出相应频率地声音.（4）自动播放歌曲程序：检测到按键按下地是自动播放歌曲功能键后执行该程序，电子琴会自动播放事先已经存放地歌曲，歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序，继续等待是否有按键按下3.2 参数计算利用单片机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.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(如式2-1所示)是：N＝fi÷2÷fr 2-1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，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO （1046Hz）地计数值.T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr低音DO地T＝65536－500000/262＝63627中音DO地T＝65536－500000/523＝64580高音DO地T＝65536－500000/1046＝65059表4-2 音符频率表单片机12MHZ晶振，高中低音符与计数T0相关地计数值如表4-2所示对于不同地曲调我们也可以用单片机地另外一个定时/计数器来完成.琴键处理程序，根据检测到得按键值，查询音律表，给计时器赋值，发出相应频率地声音.在这个程序中用到了两个定时/计数器来完成地.其中T0用来产生音符频率，T1用来产生音拍.。
单片机课程设计---简易电子琴设计
单片机课程设计课程设计名称：专业班级：学生姓名：学号:指导教师：课程设计时间：一、需求分析1、1课题背景随着社会得发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要得一部分,有人曾说喜欢音乐得人不会向恶。
我们都会抽空欣赏世界名曲,作为对精神得洗礼.本论文设计一个基于单片机得简易电子琴。
电子琴就是现代电子科技与音乐结合得产物，就是一种新型得键盘乐器.它在现代音乐扮演着重要得角色,单片机具有强大得控制功能与灵活得编程实现特性，它已经溶入现代人们得生活中,成为不可替代得一部分。
电子科技也在不断得前进，电子技术正在以不同得方式改变着我们得生活,电子琴设计也就是希望给人们带来一些生活得乐趣。
电子琴可以应用在很多方面,比如一些简易得玩具上或手机上。
单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴得功能，从而实现电子琴得微型化。
本文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得音阶，最终可随意弹奏想要表达得音乐。
并且本文分别从原理图,主要芯片，各模块原理及各模块得程序得调试来详细阐述。
１、２课题设计得任务与主要内容本文得主要内容就是用AT8９C51单片机为核心控制元件,设计一个简单得电子琴。
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个按键与扬声器。
定时器按设置得定时参数产生中断，由于定时参数不同，就会发出不同频率得脉冲，不同频率得脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出不同音调。
先根据要求设计硬件电路与编写相应得程序，然后进行仿真调试，最后细心焊接硬件电路图，将程序烤入芯片中,最终达到设计目得。
本系统运行稳定，其优点就是硬件电路简单，软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高等，具有一定得实用与参考价值。
１、３简易电子琴功能概述单片机因体积小、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得方法，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得工作状态。
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单片机课程设计报告基于单片机的简易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。
本文的主要内容是用AT89S51单片机作为核心控制元件，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：单片机键盘扬声器电子琴AbstractElectronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has 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 a electronic organ. SCM as a host to the core, with the keyboard, speaker and other core modules. In the main control module has 16 keys and a speaker. The system is steady, its simple hardware circuits, software functions, reliability of control system and high cost performance is its advantages. It also has certain practical and reference value.Key words : SCM keyboard speaker electronic organ目录摘要................................................................................................................................................................ - 1 - Abstract.......................................................................................................................................................... - 2 - 目录.................................................................................................................................................................. - 3 -1 引言.............................................................................................................................................................. - 4 -2 原理图.......................................................................................................................................................... - 5 -2.1 系统板硬件连线.............................................................................................................................. - 6 -3 主要芯片简介.............................................................................................................................................. - 7 -3.1 AT89S51简介................................................................................................................................... - 7 -3.1.1 主要功能特性...................................................................................................................... - 8 -3.1.2 引脚功能.............................................................................................................................. - 8 -3.2 LM386................................................................................................................................................ - 9 -3.2.1 LM386的引脚图................................................................................................................. - 10 -3.2.2 音频放大器电路................................................................................................................ - 10 -3.3 LED数码管..................................................................................................................................... - 11 -4 模块原理.................................................................................................................................................... - 12 -4.1 4X4行列式键盘识别及显示......................................................................................................... - 12 -4.1.1 系统板上硬件连线设计.................................................................................................... - 12 -4.1.2 程序设计内容.................................................................................................................... - 14 -图4-2 行列式键盘电路............................................................................................................... - 14 -4.1.3 I/O并行口直接驱动LED显示 ......................................................................................... - 15 -4.1.4 键盘识别程序............................................................................................................................ - 18 -4.2 音乐产生的方法............................................................................................................................ - 24 -4.2.1 原理.................................................................................................................................... - 24 -4.2.2 程序框图............................................................................................................................ - 26 -4.2.3源程序：............................................................................................................................. - 27 -5 结束语........................................................................................................................................................ - 35 - 致谢.............................................................................................................................................................. - 36 - 参考文献........................................................................................................................................................ - 37 -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。