单片机键盘乐器课程设计报告书

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课程设计报告基于单片机的简易电子琴设计

课程设计报告课程设计名称：基于51单片机的简易电子琴设计系部名称：中印计算机软件学院学生姓名：班级：学号：成绩：指导教师：开课时间：2012-2013学年第二学期目录1 课程设计目的 (1)2 课程设计题目和要求 (1)3 课程设计报告内容 (2)3.1原理图 (2)3.2系统板硬件连线 (3)3.3主要芯片简介 (3)3.3.1AT89S51简介 (3)3.3.2 LM386 (4)3.3.3LED数码管 (6)4 实现过程 (7)4.1 4X4行列式键盘识别及显示 (8)4.1.1硬件板上的系统连线设计 (9)4.1.2 程序设计内容 (9)4.1.3 I/O并行口直接驱动LED显示 (9)4.2 音乐产生的方法 (11)4.2.1 原理 (11)4.2.2 程序框图 (13)5. 总结 (14)参考书目 (15)附录 (16)1 课程设计目的音乐是热情洋溢的自由艺术，是室外的艺术，像自然那样无边无际，像风，像天空，像海洋。

音乐是灵魂的完美表现。

音乐表达的是无法用语言描述,却又不可能对其保持沉默的东西。

而能把音乐演绎出来的乐器又是很多人的最爱。

在此设计的是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，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、声音强弱显示功能等等也很好奇。

电子琴有着独特的音色，它在爱音乐人的手里就是一个有生命的工具，是我们的朋友，它也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、LED显示器、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。

基于51单片机的16键电子琴课程设计报告.docx

基于51单片机的16键电子琴课程设计报告.docx
本课程设计旨在设计一款基于51单片机的16键电子琴，利用该电子琴进行乐器演奏
练习。

课程设计的目标是通过51单片机的控制，使乐器的按键实现发声功能，即在按下按
键后，将发出相应的音调，且声音质量较为清晰、拒绝杂音；同时，设计外设及程序使乐
器美观并能在一定程度上体现主人的个性操作习惯，体现出一定程度上的可定制性和稳定性。

课程设计使用MCS-51单片机作为核心芯片，搭建计算机与电子琴模块之间的桥梁，
通过控制要求，配备8位延时定时器、8位计数器/比较器和定时/计数器模块的硬件模块，通过定时/计数器去控制音色的发声数量，再加以PCB板设计，完成各模块的焊接、网络
接线，通过连接各功能模块，实现51单片机控制芯片，实现程序控制电子琴的具体功能。

最后，课程设计尝试完成女声、爵士电子琴等曲目，通过实验，充分验证设计的可行性，并发现一些在设计过程中的不足，如欠缺外设模块，无法实现一些特殊功能等，给出
相应的改善思路，以供设计实现。

在设计过程中，综合运用硬件电路设计、程序设计思维，构建整个系统的总体构架，
实现相应的电子琴演奏功能，使得本次课程设计取得了一定的成果。

单片机电子琴设计报告

河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告题目: 模拟电子琴发声控制系统姓名学号：专业班级：指导老师：所在学院：摘要本设计是用 AT89S52 单片机为核心控制元件，设计一个模拟电子琴发声控制系统。

以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器、LED 显示器等模块组成核心主控制模块。

在主控模块上设有11个按键，其中7个按键控制7个音符，1个作为功能转换键使用，具有手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能,另外3个按键用来实现高、中、低音的音符发音。

下面具体介绍一下单片机各端口的分配功能：单片机的 P2.0-P2.6 为输入端口，用来控制 7个音符的选择弹奏；P2.7 为功能转换键，它能切换手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能；P3.0-P3.2 为单片机控制电子琴实现弹奏高、中、低的功能切换键；P0 端口通过上拉电阻接到+5V 上，然后接LED共阴数码管；P1.0 为单片机的输出端口，它通过限流电阻 R 与三极管级基极相接，三极管的发射极又接蜂鸣器。

本设计通过控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲，经三极管放大信号后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音。

要实现7个音符的各自的高、中、低音，需要建立三个表，分别存储高音、中音和低音的频率值；当三个拨码开关中某一个按下，通过软件选择相应的音频。

按下弹奏键就可弹奏出不同的声音。

另外用软件延时来控制发音时间的长短来控制节拍。

通过把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中。

由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间，这样就可以实现乐曲的演奏。

为了实现按键的准确判断和完善电子琴发声的效果，本设计采用了软件防抖的方法，有效的解决了按键抖动的问题。

另外当按下功能切换键，切换至音乐自动播放功能时，本系统能实现四首歌曲的有选择播放，另附带数码管显示提醒。

这样使得电子琴的功能变的更加强大。

本设计为实物电路板设计开发，报告中详细的阐述了电子琴设计的方法和过程。

基于单片机的电子琴课程设计报告

课程设计报告课程名称单片机原理及应用设计题目电子琴的设计专业班级自动化1041姓名赵伟学号1004421112指导教师蔡长青起止时间2013.6.24-2011.7.12成绩评定电气与信息学院12/13学年第二学期《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书指导教师：蔡长青班级：自动化1041、2班地点：机房、单片机实验室（实训中心415）课程设计题目：基于51单片机原理的电子琴的设计一、课程设计目的1.灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计，到PCB制版，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。

2.能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。

3.独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。

二、课程设计内容（包括技术指标）本设计主要任务是设计一简易电子琴，利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7七个键，能够发出1，2，3，4，5，6，7等7个音符，具有一般演奏功能，同时利用第八个键具有自动播放已存曲目功能。

1. 电子琴及串口原理图的设计、PCB板的制作、焊接。

特别在焊接过程中认真、仔细，避免缺焊、漏焊。

2. 频率初值的计算。

会计算脉冲值与频率的关系。

正确计算出各音阶所对应的频率的初值。

3. 电子琴的工作过程分析。

（1）初始化过程启动时，首先是对定时器T0 进行初始化，设定它的工作状态，对于本系统将T0 设定为工作方式1；（2）按键检测过程初始化完成后，是判断是否有键按下，如果没有按键按下，则继续判断，如果有按键按下，延时一段时间在判断是否有键按下，若无按键按下返回继续判断，若确实有键按下则判断是哪个键按下；（3）声音播放过程根据按键的功能将计数初值装入定时器T0 、T1中中并启动T0 、T1，当T0定时完毕后，重新装入计数初值继续定时并将P3．3取反，再次定时完毕后再一次的装入计数初值继续定时并将P3．3取反，一直循环此操作直到按键释放为止，按键释放后停止T0工作并再次判断是否又有按键按下，并继续执行以前的过程。

C51课程设计电子琴

C51程序设计课程报告——电子琴学院：班级：学号：摘要:随着电子产业的发展和人民生活水平的提高，电子琴在人们生活中将扮演着越来越重要的角色，它改善人们的生活，给人们带来快乐和冶人的情操。

电子琴，它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，电子琴采用控制功能强大的微处理技术和电子技术，使它融入现代人的生活中，成为不可或缺的一部分。

本设计在充分了解音乐音阶基础上，以AT89S51单片机作为核心控制器件而设计的，以这款单片机作为主控核心，通过程序控制与键盘，运放电路，扬声器等电路组成电子琴的基本单元，本文设计的电子琴，采用十六键技术，模拟了市场上电子琴的基本功能。

可以用弹奏出简单的乐曲；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。

本设计给出了电子琴的详细设计方案，电路组成与程序流程并对电子琴可行性模拟仿真，Proteus试验仿真表明本文设计的电子琴运行稳定，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。

在本文设计的基础上，功能可以延伸和拓展，由于是程序控制，电子琴升级方便，具有很强的市场推广价值。

关键词：AT89S51，电子琴，Proteus仿真，音阶目录一设计背景2二设计目的和要求2 1．设计目的22.设计要求3三设计原理31. 定时/计数器原理32.中断控制33.七段数码管44.矩阵式键盘的识别和显示5四设计组成71.设计的模块组成72.设计的软件实现流程7五设计的电路原理图8六本实验的C语言程序9七仿真和调试151.仿真结果152.调试过程16八实验成果和心得161.实验成果162.心得体会16参考文献：18一设计背景随着人们生活水平的提高和电子产业的高速发展，越来越多的电子产品融入到人们的生活当中，电子琴也不例外，它作为一种冶人们情操，给人们生活增添乐趣的一种乐器，在生活中扮演比较重要的角色，逐步成为人们生活当中的一部分。

电子琴本身是一种敲击乐器，通过敲击不同按键，由于音阶不同而发出不同声响，给人们的带来快乐，音阶的控制和声音大小是通过微控制器和电子电路实现的。

单片机应用课程设计--简易电子琴设计

{
delay(5);
if (key1 == 0)
{
key_in_flag = 0;
key_value = 4;
}
}
else
{
key_in_flag = 1;
}
key8 = 1;
key7 = 0;
if (key4 == 0)
{
delay(5);
if (key4 == 0)
{
key_in_flag = 0;
参考文献
[1] 赵鑫，蒋亮，齐兆群．数字电路设计[M]．北京机械工业出版社，2005年6月第一版
[2] 苏家健，曹柏荣，汪志锋．单片机原理及应用技术[M]．高等教育出版社
[3] 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，2001
[4] 胡汉才．单片机原理及其接口技术[M]．北京：清华大学出版社，2004
{
key_in_flag = 0;
key_value = 2;
}
}
else
{
key_in_flag = 1;
}
if (key2 == 0)
{
delay(5);
if (key2 == 0)
{
key_in_flag = 0;
key_value = 3;
}
}
else
{
key_in_flag = 1;
}
if (key1 == 0)
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。

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。

基于单片机的电子琴课程设计报告书

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：田野同组人：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围，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。

单片机简易电子琴课程设计报告

单片机简易电子琴课程设计报告山东交通学院单片机原理课程设计说明书题目：简易电子琴设计院(系)别交通与物流工程学院专业物联网工程班级物联141学号140516112姓名解文博指导教师侯贻蒙二○一六年六月摘要本课题的主要内容就是用单片机实现简易电子琴的设计。

本设计的主要内容是用AT89C52单片机为核心控制元件并与键盘、扬声器等模块聚城核心主控制模块，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，并且要求按下按键发声。

当系统扫描到键盘上有键被按下，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，就会发出相应的音调。

如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音调。

先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序，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，最终达到设计目的。

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，按键，音阶，扬声器1设计的目的和意义单片机（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。

用单片机演奏电子乐曲课程设计报告

用单片机演奏电子乐曲课程设计报告1、课程设计目的：我们学习了一个学期的单片机，这次课程设计就是以现有的基础和能力，利用本次设计加以运用，从而达到对所学知识的巩固，更深一步的理解，面对一个电子设计，应对出系统的方案，分析出各个板块来，在对各个板块进一步的具体的设计，先进行硬件电路设计，此时一定要考虑好要用什么元件、各个元件的具体参数、是否能实现应有功能，从而得到一个完整的硬件电路。

在根据该电路设计出软件的功能模块、从而完成程序流程图，在跟据程序流程图完成程序的设计，并通过反复的调试、运行、更正，直至完成既定功能为止，最后将软件，硬件结合进行调试、运行，对其功能进行最终测试，并反复思考其测试中遇到相应问题的原因，并将其一一处理，从而完成本次设计的实验要求，以及本次课程设计的最终目的。

本课程设计教学根据课程的教学大纲的要求和单片机原理与接口实验室建设所提供的条件，安排了单片机控制系统的设计课题，从而使我们更好地掌握课堂学习的理论知识，掌握基本实践技能，并能进行一定的综合应用和探索。

通过课程设计的教学，使我们巩固和深化已学的理论知识，加强综合应用能力，训练学生掌握分析问题、解决问题的方法，培养较强的动手能力和一定的单片机应用系统的设计和调试能力。

2、课程设计要求：本次课程设计要求在一周的时间内利用实验室的现有条件或者自己的设备完成程序的编写和调试，具体要求如下：1、设计题目都需要进行硬件设计和软件设计，并调试成功；2、设计的硬件电路要包含I/O设备，并使用I/O功能；3、尽可能使用单片机的定时计数器和中断资源4、硬件可使用THDPJ-1/2型单片机开发综合实验箱，也可使用自己的硬件电路5、可用C51或汇编语言编程3、设计题目分析3．1 题目简介用单片机演奏电子乐曲，相当于制作一个带有录音播放功能的电子琴。

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。

课程设计报告---基于单片机的电子琴设计

课程设计报告---基于单片机的电子琴设计河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告基于单片机的电子琴设计姓名：郭鹏超王芳学号：310808010609 310808010602专业班级：电气08-6班指导老师：王莉所在学院：电气工程与自动化学院2012年5月19 日摘要当代，爱好音乐的人越来越多，有不少人自己练习弹奏乐器作为业余爱好和一种放松的手段，鉴于一些乐器学习难度大需要太多的学习时间，且其价格又太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法。

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

本次课程设计主要研究基于AT89S52单片机的简易电子琴设计。

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

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

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

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

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

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

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

并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。

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

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。

单片机简易电子琴课程设计报告

(2)独立连接式键盘
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。

专业方向课程设计报告-基于单片机的电子琴设计

专业方向课程设计报告基于单片机的电子琴设计班级:组员:组号:基于单片机的电子琴设计1.设计要求4*4按键组成16个按键矩阵, 设计成16个音。

然后再用一个音频放大模块来使音乐播出的声音变大。

用户可通过这16个键的随意组合来随意弹奏想要表达的音乐。

且按键松开延时一段时间停止, 中间再按别的键则发另一音调的声音。

2.方案比较与确定方案一: 使用单片机内部定时器, 通过编程实现发出不同频率方波, 产生音阶。

方案二: 使用8253作为外部定时器, 通过编程实现产生所需频率的方波。

通过对方案一和方案二的比较可以知道, 方案一是通过使用单片机内部定时器, 以编程实现方波输出, 优点在于外部电路简单, 程序结构简单, 缺点在于消耗单片机资源过多, 不利于优化升级；方案二是利用8253来产生方波, 相对来说这种方案外部电路较为复杂, 程序结构也更为复杂, 优点在于占用单片机资源少, 输出稳定, 利于扩展；为简化结构我们选择方案。

2.1 方案一设计2.1.1 方案: 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。

按下键盘矩阵中的按键会使扬声器播放器对应的音符。

其原理框图如下:图1 电路方框图2.1.2. 1 硬件设计规划: 根据系统设计要求, 系统设计采用自顶向下的设计方法, 它由复位模块、音调发生模块和矩阵键盘模块三部分组成。

电子琴系统原理框图如下:图2 电子琴系统原理框图2.1.2.2 AT89C52芯片介绍其中AT89C52为8位低功耗单片机, 采用工业标准的C51内核, 在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同, 其主要用于会聚调整时的功能控制。

功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化, 会聚调整控制, 会聚测试图控制, 红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。

基于51单片机的电子琴课程设计报告

4 Proteus 仿真----------------------------------------------------------------------------- 12 4.1 仿真前准备------------------------------------------------------------------------ 12 4.2 软件仿真--------------------------------------------------------------------------- 12 4.3 仿真运行图：--------------------------------------------------------------------- 13
本次设计的关键之处在于利用单片机产生不同频率的音阶，实现高、中、低共 21 个音符的发音和显示以及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。经测试，整个系统运行稳定，且硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，且具有一定的使用和参考价值。
目录
1 概述------------------------------------------------------------------------------------------ 1 1.1 设计任务及要求------------------------------------------------------------------- 1 1.2 音乐发声原理---------------------------------------------------------------------- 1 1.3 结构框图---------------------------------------------------------------------------- 1

单片机键盘乐器课程设计

湖南工学院课程设计报告（2015 ~2016学年度第二学期）课程名称接口技术与外部设备课程设计名称键盘电子乐器姓名学号专业班级地点教师1.课程设计目的及要求1）、实验目标、功能设计要求：利用并行接口8255作为键盘接口，设计一个具有2个八度音阶的键盘乐器，音阶键不少于16个，采用扫描方式管理键盘，音域范围自行定义。

2）、软件、硬件环境：Windows XP 、1G 内存2. 课程设计步骤 (1) 弄明白设计题目(2) 查阅资料，搞清楚8253和8255的工作原理。

(3) 上网查阅相关资料 (4) 编程实现(5) 完成课程设计报告3. 课程设计内容 1）、设计概述(a) 开发平台：masm (b) 参考书籍：《微型计算机接口技术及应用》、《IBM —PC 汇编语言课程设计》、《手把手教你学单片机》 2）、处理流程 (a)8253 引脚图122412…1413GN D D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0CLK 0OUT 0GATE 0V CC W RD CS A 1A 0CLK 2OUT 2GATE 2CLK 1GATE 1OUT 1…8253/8254图3.1 定时/计数器8253/8254 引脚图数据总线缓冲器读/写逻辑控制命令寄存器计数器计数器1计数器2CLK 0GATE 0OUT 0CLK 1GATE 1OUT 1CLK 2GATE 2OUT 2D 0~D 7 A 0A 1RD WR CS 图3.2 定时/计数器8253/8254内部框图内部总线8255的工作原理(b)主要函数的程序流程图4. 课程设计结果运行正确：摁键盘Q~U ：能发低音摁键盘A~J ：能发比上行高一音阶的音频摁键盘Z~M ：能发比上行更高一音阶的音频5. 课程设计总结分析组员分工及评分：查找资料：阳吉红(B )、董湘北(B ) 程序修改实现：尹媚(B +)董湘北自我评价：接到课程设计题目，刚开始刚到非常的棘手，通过翻阅了上学期的《汇编语言程序实验教程》，了解到控制电路是以位触发和定时器控制两种不同的方式驱动扬声器发声，8253驱动扬声器，8255接受输入的数据。