单片机电子琴设计报告硬件设计部分
单片机实验报告_电子琴
随着科技的飞速发展，单片机技术已成为现代电子技术的重要分支。
为了更好地学习和掌握单片机编程及应用，我们设计并实现了一款基于单片机的简易电子琴。
本实验旨在通过设计一个简易电子琴，让学生深入了解单片机的原理和应用，提高动手实践能力。
二、实验目的1. 掌握单片机的基本原理和编程方法。
2. 学会使用定时器、中断、键盘扫描等技术。
3. 了解电子琴的工作原理和制作方法。
4. 培养学生的创新意识和团队协作能力。
三、实验原理本实验采用STC12C5A32S2单片机作为核心控制单元，通过定时器产生方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音，实现电子琴的演奏功能。
具体原理如下：1. 单片机原理：STC12C5A32S2单片机是一款高性能、低功耗的单片机，具有丰富的片上资源，如定时器、中断、串口等。
2. 定时器：定时器用于产生固定频率的方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音。
通过调整定时器的计数值，可以改变方波信号的频率，从而改变音调。
3. 中断：中断技术用于实现按键扫描功能。
当按键被按下时，单片机响应中断，读取按键状态，并产生相应的音调。
4. 键盘扫描：键盘扫描技术用于检测按键状态。
通过扫描键盘矩阵，可以判断哪个按键被按下，并产生相应的音调。
四、实验内容1. 硬件设计：主要包括单片机、蜂鸣器、键盘、电阻、电容等元器件。
将元器件按照电路图连接，形成电子琴的硬件电路。
2. 软件设计：主要包括主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
通过Keil C编程，实现电子琴的演奏功能。
3. 调试与测试：对电子琴进行调试和测试，确保其能够正常工作。
1. 搭建电路：按照电路图连接元器件，形成电子琴的硬件电路。
2. 编写程序：使用Keil C编写主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
3. 编译程序：将编写好的程序编译成HEX文件。
4. 烧录程序：将编译好的HEX文件烧录到单片机中。
5. 调试与测试：使用万用表测试电路是否正常工作，并对程序进行调试，确保电子琴能够正常演奏。
单片机课程设计报告电子琴
单片机课程设计报告系别：学科专业：班级：姓名：指导老师：单片机课程设计题目——电子音乐盒设计摘要：该课程设计利用单片机AT89S52与LM386设计扬声器，外接一个喇叭可以发出声音。
关键字：单片机AT89S52 LM386一、设计目的、要求1.设计目的1）深入了解MCS—51系列单片机的功能以及应用，学会制作简单的扬声器。
2）了解扬声器工作原理。
3）了解“新年好”音乐的设计原理。
2.设计要求1）查阅资料，选择合适的设计方案。
2）设计完整的硬件电路图，给出设计说明及相关电路参数计算公式，并进行适当的误差分析。
3）设计软件流程图，并写出完整的程序，并加以适当的注解。
4）根据以上容写出完整课程设计报告。
二、硬件设计1.器件介绍（1）在“单片机系统”中,把P1.0端口连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN 端口。
（2）在“音频放大模块”区域中的SPK OUT端口连接一个8欧或者是16欧的喇叭。
2、设计原理用AT89S51单片机产生优美的音乐声从P1.0端口输出。
通过定时器的定时来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音阶的声音，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。
图1.1 电子音乐盒电路原理图3.PCB板图布局图1.2 电子音乐盒PCB效果图4.元器件的焊接1)拿到本套件后清查元器件的数量、质量，并及时更换不合格的元件。
2)确定元件的安装方式，电阻采用卧式安装，其它元件采用立式安装。
3)电烙铁焊接时间应控制在2-3S，烙铁温度高时焊接时间短，低时焊接时间长。
4)电阻焊完后剪掉腿脚用于插接跳线。
5)插接集成块要注意方向，U型口对着U型口。
6)加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊及短路，焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，确认无误后可通电。
三、程序设计1.程序设计思想（1）音乐产生的方法：一首音乐是由许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率。
这样就可以利用不同的频率的组合，构成所想要的音乐了。
单片机课程设计报告电子琴
单片机课程设计报告电子琴一、选题背景随着数字技术的飞速发展和信息科学的快速推进，单片机作为信息处理的核心器件，正在得到越来越广泛的应用。
随着芯片技术的不断更新和改进，单片机应用领域的拓宽和深化，各行各业对单片机专业人才的需求也愈发迫切。
因此，在单片机课程的教学中，设计一些实用的小项目、小应用，既能提高学生的实践操作能力，又能激发其学习兴趣和学科热情，是非常有必要的。
二、课程目标通过设计电子琴这一实用项目，达到以下三个目标：（1）掌握单片机的基本知识和操作技巧。
在设计项目中，需要使用到很多单片机相关的知识和技术，如单片机的编程语言、端口连接、程序设计、调试样板、原理图设计等。
通过这些操作，学生可以对单片机的工作原理和编程方法有一个更加深入的理解。
（2）培养学生应用知识的能力。
设计电子琴，需要使用到单片机的定时器、PWM输出、按键检测、LED灯控制等相关知识。
学生需要将这些知识应用到实际操作中，才能真正掌握这些知识点，更好地了解单片机的工作原理和性能特点。
（3）激发学生的创造性思维和创新意识。
在设计电子琴的过程中，学生需要从众多课程内容和技能中选择并运用所学知识，遇到问题时需要有创造性解决的思维和意识。
此过程能够帮助学生提高独立思考和创新能力，将所学知识真正运用到实践中。
三、教学方法针对单片机课程设计中的三个目标，教学方法如下：1. 理论和实践相结合学生需要了解单片机的基本知识和操作技巧，包括单片机的性能特点、端口连接、程序设计、原理图设计等。
同时，为了更好地掌握实际操作，需要将理论知识与实践操作相结合，在课程中给予足够的操作机会和实践练习，让学生深刻感受到不同参数的变化对最终设备造成的影响。
2. 开放性思考学习单片机课程时，教师需要引导学生进行开放性思考。
鼓励学生发现问题、提出问题、寻找问题的解决方案，从而提高学生的创造性思维和创新意识。
3. 相互合作学习在课程设计中，可以采用分组方式，让学生互相合作、共同学习、共同探讨解决问题的方法和途径。
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。
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 。
单片机电子琴的设计
单片机电子琴的设计首先是硬件设计部分。
单片机电子琴所需的硬件主要包括按键、音频输出、显示器和电源等模块。
按键模块需要设计合适数量的按键，并使用矩阵键盘的方式将按键连接到单片机的IO口上，以实现按键的检测和输入。
音频输出模块通常采用DAC芯片来实现数字音频信号转换为模拟音频信号的功能，然后经过功放放大后输出到扬声器上。
显示器模块可以选择使用LCD液晶屏或LED数码管来显示琴键、音高等信息。
电源模块需要提供稳定的电源电压和电流，以供单片机和外围电路正常工作。
接下来是软件实现部分。
软件设计主要包括音符识别、声音发生和音效处理三个方面。
音符识别指的是按键被按下时，通过单片机程序判断出对应的音符，并通过输出特定的数字信号给DAC芯片生成对应的模拟音频信号。
声音发生部分需要设计合适的音色合成算法，将数字信号转化为合成的音乐音频信号，并通过DAC芯片输出到扬声器上。
音效处理部分可以实现对音频信号的各种音效处理，如混响、合唱、合成等效果，增强音乐的表现力。
在功能拓展方面，可以考虑添加MIDI接口，实现电子琴与其他音乐器材的连接和交互。
可以使用光敏电阻和温湿度传感器来实现环境音效的调整。
还可以设计一个简单的录音和播放功能，实现对演奏的录音和回放。
另外，还可以通过添加存储器模块，实现曲目的存储和选择功能。
总结起来，单片机电子琴的设计涉及到硬件设计、软件实现以及功能拓展等方面。
通过合理地设计硬件电路，采用适当的音符识别算法和声音合成算法，还可以扩展丰富的音效和功能，实现一个高性能的单片机电子琴。
单片机实验报告 电子琴
单片机实验报告电子琴单片机实验报告电子琴引言：电子琴是一种流行的乐器，它通过电子元件产生声音，具有丰富的音色和音效。
在本次实验中，我们使用单片机来设计和制作一个简单的电子琴，通过按键触发不同的音调，实现基本的音乐演奏功能。
本文将介绍电子琴的原理、设计过程和实验结果。
一、原理电子琴的原理是基于音频合成技术，通过控制不同频率的声音波形来产生不同的音调。
而单片机作为电子琴的控制核心，负责接收按键信号，并通过输出引脚控制声音的发声。
具体来说，单片机通过读取按键的状态，判断按键是否按下，并根据按键的不同触发相应的音调发声。
二、设计过程1. 硬件设计在硬件设计方面，我们需要准备以下元件：单片机、按键、蜂鸣器、电阻、电容等。
首先，将按键连接到单片机的输入引脚上，以便检测按键的状态。
然后，将蜂鸣器连接到单片机的输出引脚上，以便通过控制引脚输出高低电平来实现声音的发声。
最后，根据需要添加电阻和电容等元件，以保证电路的稳定性和正确性。
2. 软件设计在软件设计方面，我们需要使用单片机的编程语言来实现电子琴的功能。
首先，我们需要设置单片机的输入引脚和输出引脚，并定义按键的状态和蜂鸣器的控制信号。
然后，我们需要编写程序来实现按键的检测和音调的控制。
具体来说，当按键按下时，单片机会读取按键的状态，并根据不同的按键触发不同的音调，同时控制蜂鸣器的输出信号，以实现声音的发声。
三、实验结果在实验过程中，我们成功地设计和制作了一个简单的电子琴。
通过按下不同的按键，我们可以听到不同的音调发声，从而演奏出简单的音乐。
实验结果表明，我们设计的电子琴具有良好的音效和音色，能够满足基本的音乐演奏需求。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电子琴的原理和设计过程，并成功地制作了一个简单的电子琴。
通过单片机的控制，我们可以实现按键触发不同音调的发声，从而演奏出简单的音乐。
电子琴作为一种流行的乐器，具有广泛的应用和发展前景。
通过不断的学习和实践，我们相信可以设计出更加复杂和高级的电子琴，为音乐爱好者提供更多的乐器选择和音乐表达方式。
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
添加章节标题
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
《电子设计》简易电子琴
《电子设计》简易电子琴1、设计任务本次的设计任务是设计一款简易电子琴，其功能是能够通过使用者交互完成播放两个八度声音与音乐的目的。
2、设计方案2.1设计框图本次设计共有两种方案。
第一种方案使用STC89C52RC 单片机。
通过独立按键完成输入，通过扬声器完成声音的输出。
其设计框图如下：图1：方案一硬件框图第二种方案使用STC8G1K08单片机。
通过触摸按键结合单片机ADC 完成输入，通过TC8002功放电路完成声音的输出。
其设计框图如下：图2：方案二硬件框图2.2 各模块设计2.2.1 电源设计（例如）方案一使用的是STC89C52RC 单片机，其工作电压为5V ，通过引脚与5V 外部电源连接即可完成供电。
方案二使用的是STC8G1K08单片机，其工作电压也是5V ，通过TYPEC 接口完成供电。
原理图如下图所示：图3：方案二电源设计2.2.2 输入电路设计方案一与方案二使用两种不同的输入方式。
方案一使用共阴极接法的独立按键与单片机引脚连接，通过单片机检测按键是否被按下完成输入检测。
其原理图如下图所示：图4：方案一输入电路方案二使用触摸检测电路完成输入功能。
使用者接触触摸按键时会改变该电路的电容，使单片机ADC 引脚接收的数据发生改变，进而达到输入功能。
其原理图如下图所示：图5：方案二输入电路2.2.3 扬声器与功放电路两种方案播放声音的设备都是喇叭，但驱动电路不同。
方案一使用的三极管放大电路，其原理图如下图所示：图6：方案一扬声器驱动电路方案二使用功放芯片TC8002完成扬声器的驱动。
该芯片是一颗带关断模式，专为大功率高保真的应用场合所设计的音频功放IC。
它所需外围元件少且在2V~5V的输入电压下即可工作。
它的管脚图如下图所示：图7：TC8002管脚排列图经查看该芯片手册设计的功放电路图如下图所示：图8：功放模块电路图2.2.4 其余电路设计除以上两种模块，还有其余的模块电路如方案一的晶振电路，复位电路，方案二的供电提示电路等。
单片机电子琴设计报告硬件设计部分
单片机电子琴设计报告硬件设计部分————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：课程设计报告课程名称：微机原理课程设计题目：简易电子琴设计学院：系：专业:班级:学号：学生姓名：起讫日期:指导教师：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。
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。
本系统是以51系列单片机AT89C51为主控制器，附有独立键盘、点阵、扬声器组成。
系统完成显示输入信息、播放相应音符等基本功能。
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：AT89C51，点阵，独立键盘,蜂鸣器.目录第1章概述—-—--————--—--—--———-—-—---——--—---——————————-——-—-—-———-———-—---————-—-—-—-——-———3第2章课程设计任务及要求---—---—-———————-—---——-———-———---——----———-——--—-———-———-—32。
1 设计任务---—--—-———-—---————--——-——---—-—---——————---—---—-—----—---————-————-—-—-—-—-—32.2 设计要求--—--——-———----—-—--—-——-----———-—-———-——----—-—--———----—---—————-—-—------—-—3第3章硬件设计---—-——--—-—---——--—--------———---—----———----—-—-———-———--—-—--—-——--—-——---33.1设计方案--——-—----—-----——--—————————-—-—-———--—-----——-——-—--—----——--—————---—-——————43。
单片机原理课程设计报告电子琴
单片机原理课程设计报告--电子琴北京工商大学计算机与信息工程学院单片机原理课程设计报告题目：用PROTEUS实现:硬件实验二十五电子琴专业：电气工程及其自动化班级：学号：姓名：同组姓名：指导教师：单片机原理课程设计报告一．题目：用protues实现硬件实验25 电子琴二．要求：2.1设计任务a．设计一个4X6的24个按键矩阵，并且1---7键每个键对应一个音。
b．用AT80C51将键盘连接设计成为电子琴。
c．编写电子琴的程序，要达到可以随意弹奏想要表达的音乐的目的。
d．程序的分析与调试。
2.2设计要求a．用汇编语言编程实现程序设计。
b．利用查表，中断等方式实现目的。
c．系统的各个功能模块要清楚，有序。
2.3设计说明a、利用定时器,可以发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出不同的音调.b、定时器按设置的定时参数产生中断,这一次中断发出脉冲低电平,下一次反转发出脉冲高电平.由于定时参数不同,就发出了不同频率的脉冲. 本实验中按键一次,会发50个脉冲.发完后继续检测键盘，如果键还按下，继续发音。
各音阶标称频率值：音阶 1 2 3 4 5 6 7频率444.0 493.8 554.3 587.3 659.2 739.9 830.6 （HZ）2.4课设目的a. 了解计算机发声原理。
b. 进一步熟悉定时器编程方法.c. 进一步熟悉键盘扫描电路工作原理及编程方法三．总体说明：本系统采用单片机AT80C51为电子琴的控制核心，系统主要包括播放模块、按键控制模块。
下面对各模块的设计逐一进行论证比较。
3.1 播放模块播放模块是喇叭构成。
它几乎不存在噪声，音响效果较好。
而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。
3.2按键控制显示模块电子琴设有24个按键，其中7个作为音符输入。
7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符。
当按下剩余的17个按键时，实现数码管显示全为8.8.8.8.8.8.3.3总体硬件组成框图三．硬件设计：中心控制模块按键控播放按键电子琴全图4.1键盘显示电路数码显示电路键盘按键电路键盘采用编程扫描方式，显示译码管采用动态显示方式，左端74LS374和74LS245的输入端接分别接地址锁存器74LS373的输入端。
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。
单片机电子琴实验报告
单片机及DSP课程设计报告专业：通信工程班级：姓名：学号：指导教师：李贺时间：2015-06-22~2015-07-03通信与电子工程学院基于单片机的电子琴设计一、课设的目的及内容本设计主要是用单片机为核心控制元件，设计一台电子琴。
以单片机作为主控核心，与键盘、蜂鸣器、数码管等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。
本系统主要是完成的功能：电子琴弹奏并显示所按的按键对应音的唱名。
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是存在自定义的表中。
总之，本设计的电子琴有以下要求：（1）用键盘作出电子琴的按键，共7个，每键代表1个音符。
各音符按照符合电子琴的按键顺序排列；（2）达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲；（3）在按下按键发出音符的同时显示出音符所对应的唱名即1（dao）、2（ruai）、3（mi）、4（fa）、5（sao）、6（la）、7（xi）。
二、问题分析、解决思路及原理图本系统采用STC89C52RC为主控芯片，因其精度较高，操作比较灵活，输入电路和输出电路由芯片来进行处理，电路的系统的稳定性高，功耗小。
其中，输入电路有7个独立按键，通过按键随意按下所要表达的音符，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，在蜂鸣器中发出有效的声音。
由于需要显示的信息不多，显示电路未采用液晶屏显示，而是使用数码管显示电路负责显示按下的琴键所对应音符的唱名，这样既节省了成本，又降低了编程难度。
图1如图1所示基于单片机STC89C52RC的电子琴电路，它主要由琴键控制电路、数码管显示电路、音频功放电路和时钟-复位电路四部分所构成。
三、硬件设计（一）琴键控制电路琴键控制电路作为人机联系的输入部分，也是间接控制数码显示和音频功放的重要组成部分。
本设计采用独立式键盘的思路。
独立式键盘的特点是一键一线，各键相互独立，每个键各接一条I/O口线，通过检测I/O输入线的电平状态，可判断出被按下的按键。
基于单片机的电子琴设计资料
基于单片机的电子琴设计资料电子琴是一种电子乐器，通过电子回路和单片机控制，可以模拟出多种乐器的声音。
下面是一个基于单片机的电子琴设计资料，包括硬件设计和软件编程。
硬件设计：1.材料准备：选择一个适当大小的键盘，通常有8个到16个键位，每个键位可以连接到一个按钮开关。
2.连接按钮开关：将按钮开关连接到单片机的GPIO引脚上，通过读取引脚状态来检测按键的按下与释放。
3.音频输出：将单片机的数字音频输出连接到扬声器上，以发出相应的声音。
4.电源供应：提供适当的电源电压和电流给单片机和其他电子元件使用。
软件编程：1.初始化：在程序开始时，初始化单片机的GPIO引脚以及其他必要的外设，设置合适的时钟频率和中断设置。
2.按键扫描：通过循环遍历GPIO引脚，检测按钮开关的状态。
当检测到按键按下时，记录下按键对应的音符。
3.声音发生器：根据按键记录的音符，生成相应的音频信号。
可以使用一组预设的音符频率和振幅值，或者使用数学公式生成声音波形。
4.声音输出：将生成的音频信号发送到数字音频输出引脚，输出到扬声器上。
5.多音同步：为了更好的音乐体验，可以通过增加多音同步功能，使得按下多个按键时可以同时发出多个音符。
设计注意事项：1.硬件连接：确保正确连接按钮开关、声音输出和电源供应等元件，避免短路或其他电路问题。
2.音频信号处理：可以通过数字信号处理（DSP）算法对音频信号进行增强、滤波等处理，提高音质和音效。
3.功耗优化：在编程时，可以考虑使用低功耗模式以延长电子琴的电池寿命。
4.隔音材质：适当在琴身上加入隔音材质，减少按键和扬声器震动传递到外部的噪音。
总结：基于单片机的电子琴设计包括硬件连接和软件编程两个方面，硬件连接主要涉及键盘、按钮开关、扬声器和电源供应等元件的连接，软件编程则负责按键扫描、音频发生和音频输出等功能。
在设计过程中需注意硬件连接的正确性和优化声音效果，使得电子琴能够发出优美的音乐。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
课程设计报告
课程名称：微机原理课程设计
题目：简易电子琴设计
学院：系：
专业：
班级：
学号：
学生姓名：
起讫日期：
指导教师：
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。
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。
本系统是以51系列单片机AT89C51为主控制器，附有独立键盘、点阵、扬声器组成。
系统完成显示输入信息、播放相应音符等基本功能。
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：AT89C51，点阵，独立键盘，蜂鸣器。
目录
第1章概述----------------------------------------------------------------------------------3
第2章课程设计任务及要求-----------------------------------------------------------3 2.1 设计任务-------------------------------------------------------------------------------3 2.2 设计要求-------------------------------------------------------------------------------3
第3章硬件设计-----------------------------------------------------------------------------3 3.1设计方案-------------------------------------------------------------------------------4 3.2 硬件电路设计及描述-----------------------------------------------------------------4 3.2.1 电路连线及概述---------------------------------------------------------------------5 3.2.2 系统设计电路图--------- --------------------------------------------------------8
第4章原件清单-----------------------------------------------------------------------------9
第5章心得体会-----------------------------------------------------------------------------10第6章参考文献-----------------------------------------------------------------------------11
第1章概述
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，与独立键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键和扬声器。
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。
本系统是简易电子琴的设计，按下键盘中的按键会使点阵显示当前按键表示的音符，扬声器播放器对应的音符。
通过设计本系统可了解单片机的基本功能。
对单片机的了解有一个小的飞跃。
第2章课程设计任务及要求
2.1 设计任务
1、任务
设计一个简易电子琴，具有演奏功能。
2.2 设计要求
1,、用独立按键代表琴键，至少能弹出8个音符，分别是1234567i；
2、健按下的时间长短表征节拍的长短；
3、用蜂鸣器发出声音；
4、点阵实时动态显示音符高低；
第3章硬件设计
3.1设计方案
该电路由点阵模块，键盘扫描模块组成。
点阵模块：将键盘模块按键对应的音符高低动态显示出来；
键盘扫描模块：对8个按键进行逐次扫描，扫描到前八个按键时，蜂鸣器依次发出1，2，3，4，5，6，7，8的音调声。
健按下的时间长短表征节拍的长短。
3.2 硬件设计
3.2.1 电路连线及概述
在本次电子琴设计中，我们组成员单片机芯片在仿真的时候我们用的
AT89C51，在最后焊的时候用的是STC89C52芯片，而89C52系列的兼容性也比较好。
52的内存是51的两倍，其引脚功能都是一样的，STC89C52实物图如图1.其引脚图如图2.
图1 . STC89C52
XTAL1,XTAL2串口外接时钟电路。
如图3.
图3. 时钟电路图
RST串口接复位电路。
如图4.
图4. 复位电路图
P1.7口外接蜂鸣器驱动电路。
如图
4.
图5. 蜂鸣器驱动电路图
P0.0-P0.7串口通过排阻外接点阵的上行，控制着点阵的列。
如图
6.
图6. 点阵上行与单片机连接图
P2.0-P2.2串口外接38译码器的A0-A2口，译码器的E1口接地，E2A、E2B口接地，Y0-Y7口外接点阵的下行。
由单片机P2.0-P2.2通过译码器控制着点阵的行。
外接矩阵键盘的列。
如图
7.
图7. 点阵下行遇单片机连接电路图
P3.0-P3.7串口外接8个独立按键。
如图8，
图8.独立键盘连接电路图3.2.2 硬件设计电路图
第4章原件清单
主要仪器设备：
个人计算机和相关的软件
主要元器件：独立按键17个（1.7元）
单片机芯片AT89C52一片（4.5元）
8*8单色共阴点阵（5元）
12MHz晶振一个（0.35元）
40pic座（0.4元）
3.6伏无源蜂鸣器一个（0.25元）
三个33p（0.3元）
16pic座（0.2元）
第5章心得体会
这次实验总共经历了一周的时间，从电路图的分析到硬件电路的焊接，从程序的设计到程序的调试，下载，最后协同队友勉强完成了这次具有实际使用价值的实验。
在设计中，队友和我运用自己平时学到的一些知识，及课外所查找的资料进行设计，终于在队友强大的设计能力下，把程序及系统原理图给做了出来，并且仿真成功。
然后由我进行硬件设计，由于曾经的对动手能力的不重视，导致最初连最基本的排阻，译码器型号，电阻等等都不能很好的辨别出来，这让我很好的意识到自己是多么的不足。
硬件的设计，最困难的莫过于在万能板上的排整线路，由于买的是89C52芯片，这导致时钟电路、复位电路以及蜂鸣器驱动电路都在芯片的一侧，这大大的增加了排整线路的难度，终于在队友的通力协作下，本着为了线路的美观，尽量少用明线的原则下，将电路线路排好并焊接。
不过和队友之前用了protues仿真该设计，结果完全可行，但是由于元器件的不理想以及焊接不熟练的原因，做出来的实物却差强人意，不论如何调试如何检验，最后只能让蜂鸣器通电一直响，点阵也乱闪，这让我和队友不得不感到抱憾。
通过该
课程设计，不但使我对单片机有了较为全面的认识，而且对相关的知识，譬如焊接及零件的认识，也有了足够的掌握，
一周的课程设计太过于短暂。
不过从此次单片机的设计，我深刻的了解的我欠缺的不仅仅是设计思维的欠缺，还有就是动手能力的极度不足。
而此次的课程设计最大的收获莫过于理解团队合作的重要性，只有团队合作，才能取长补短，才能将一件事做好，做全。
第6章参考文献
[1] 李朝青《单片机原理及接口技术》（第五版）北京航空航天大学出版社
[2]周良权傅恩锡李世馨《模拟电子技术基础》（第二版）高等教育出版社
[3] 阎石《数字电子技术基础》（第五版）高等教育出版社
令附：实物图
图10. 电子琴实物图（正面）
图11. 电子琴实物图（反面）。