基于51单片机的电子琴的设计开题报告
基于51单片机的16键电子琴课程设计报告.docx
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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。
基于单片机的电子琴机器音乐播放器的设计--开题报告
本科毕业设计(论文)开题报告一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）本次设计的主要内容是设计一种多功能电子琴，是集电子琴和音乐播放器于一体的新型电子琴。
它是以AT89S52 单片机为核心，并辅有一些外围器件，采用汇编语言编写程序，实现多功能音乐播放，歌曲自动循环播放和使用琴键自编曲目功能。
此外，彩灯显示歌曲节奏，按键跳转到喜爱曲目，液晶显示当前播英文曲目。
目前流行的MP3,MP4播放器的音质相当好。
但略感遗憾的是除了选择歌曲和显示歌名外，绝大部分播放器没有诸如随意弹奏乐曲、乐曲节奏跳动显示等功能。
正是基于音乐播放器的多功能出发，提出这种电子琴和音乐播放器的设计方案。
之所以以单片机电子琴和音乐播放器为选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践相得益彰。
单片机技术发展非常快，所以目前的产品都致力于在功能全面、技术先进、操作简便、安全可靠、价格合理等方面进行仔细研究，精心设计；及时掌握最新的单片机技术，在条件允许的情况下，尽可能地利用最新的单片机技术来研制其应用系统，再利用单片机体积小、价格低、功能强等特点，以保证所设计的产品在未来的一段时间内仍具生命力。
单片机电子琴只和音乐播放器是单片机应用的一个点，由点及面，希望可以更好的了解和应用单片机技术。
通过单片机电子琴和音乐播放器这个选题，更深层次的了解了单片机技术，以前只是有理论，实践的机会不是很多，在作单片机电子琴这个选题的过程中，更加熟练的掌握了一些单片机芯片的应用，也解决了很多以前理论和实践脱节的问题，可谓对单片机的认识有了一个小的飞跃。
二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。
目前单片机已用于工业控制、机电一体化设备、仪器仪表、信号处理、现代兵器、交通能源、商用设备、医疗设备及家用电器等各个领域，随着单片机性能的不断提高，它的应用将会更加广泛。
基于51单片机的16键电子琴课程设计报告
PROTEUS
绘制硬件电路图、数字仿真
Micrｏsoft Visio
绘制程序流图与框图
１、3、2设计思路
（1)功能按键触发外部中断,以完成不同曲目得得切换。
(2)设置定时器产生不同频率得方波，I/O口输出，经功放后扬声器发声．
(3）采用4×4矩阵键盘弹奏16个音（低XI到高DO)。
2、电子琴得设计方案及原理
在此次课设中,我学到了很多，也通过不断纠正自己得错误,意识到自身得不足,我对知识得掌握还没有实现深层次得理解记忆，我相信这些教训都为我以后得学习奠定了良好得基础,时刻牢记团队合作、坚持与努力得重要性.
参考文献
［１］王思明,张金敏,苟军年、单片机原理及应用系统设计[M]、北京：人民邮电出版社,2００8、
1、2设计要求
本设计主要就是用AＴ89C52单片机为核心控制元件，设计一个微缩版得电子琴。单片机与按键构成主控制模块,在主控制模块上设置有9个按键,分别达成不同目标。本系统主要为了完成电子琴得三大功能：电子琴弹奏与音乐播放及录音。
1、3电子琴设计方法
1、3、１设计工具
表1软件简介
软件名称
设计作用
KｅilｕVisiｏn４
3、1琴键控制电路
琴键控制电路作为人机联系得输入部分,也就是间接控制数码显示与音频功放得重要组成部分.键盘按照连接方式可以分为独立式与矩阵式键盘两类。
3、1、1矩阵式键盘
如图2所示为4X４矩阵式键盘电路,由一个4Ｘ4得行、列结构可以构成一个1６个按键键盘.
矩阵中无按键按下时,行线为高电平;当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连得列线得电平决定。列线得电平如果为低，则行线电平为低；列线得电平如果为高，则行线得电平也为高,这就是识别按键就是否按下得关键所在．
51单片机设计电子琴报告含代码
电子琴设计报告一、实验目的1.更深刻的了解、学习8051单片机的发声原理，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。
2.其次，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，所以发出不同频率的脉冲。
3.进一步熟悉定时器的编程方法和定时初值的计算，进一步熟悉键盘扫描电路的工作原理和编程方法，了解单片机芯片的接口技术。
二、实验要求1.能够通过键盘演奏音符。
2.能够保存演奏的音乐，并实现回放。
3.有音调调整功能（如：C调，G调）。
4.自由发挥其他功能。
5.要求有单片机硬件系统框图，电路原理图，软件流程图。
三、实验基本原理简易电子琴有主控、蜂鸣器、键盘输入、电源四部分组成。
主控部分以AT89S52 为核心，用C 语言编程，充分运用AT89S52 的8k字节闪烁可编程可擦除只读存储器及其丰富的I/O 口，实现了对键盘数据的采集，和对蜂鸣器声音的控制；键盘输入部分采用4×4的键盘键盘输入，可以实现多个音调；供电部分可对整个电路进行供电。
经测试，整机基本实现预计功能，可以实现键盘演奏音符、调整音调、保存并回放的功能。
四、实验设计分析根据实验所要求实现的功能设计实现该项实验设计的软件电路及硬件电路。
五、实验要求实现A.电路设计1. 整体设计计划利用AT89S52 单片机的功能结合C 语言编程，实现电子琴播放音符等的简单功能，然后结合AT89S52 单片机的控制功能，利用蜂鸣器将输入表达出来，结合程序编制过程中，对各个I/O 的利用设置了键盘的扫描读入，结合电子琴需要多键位的现实，加入了4×4 键盘输入，达到了预期的效果。
2.分块设计1.控制模块AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有8kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。
基于单片机的电子琴的设计与实现开题报告
毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的电子琴的设计与实现学院：计算机学院专业名称：计算机科学与技术学号：201040410222****：*******：**2014年 2 月25 日1、课题来源2、研究目的和意义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。
比较高等，具有一定的实用和参考价值。
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品渗透了社会生活各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和生活水平的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新更快。
人们的生活节奏也越来越快，时间观念也越来越强，时间等于金钱的观念也被大家接受，特别是对于那些时间把握非常严格和准确的人或事来说电子时钟具有非常重要的作用。
和准确的人或事来说电子时钟具有非常重要的作用。
2121世纪节能低碳是生活的主旋律，而作为一种低功耗，高效率，功能强大，成本低廉的单片机作为电子时钟的主要部件则应运而生。
也正是单片机改变了人们对时钟的认识，结构小巧，时尚美观，功能实用而强大等等优点使得电子时钟成为人们日常生活和工作不可缺少的工具。
少的工具。
本设计就是要利用这种低功耗，高效率，成本低廉设计一款功能强大，实用新颖的电子时钟，从而使自己学习的知识运用于实际生活工作中。
颖的电子时钟，从而使自己学习的知识运用于实际生活工作中。
通过此次实物制作，增强了我们的动手能力，把理论与实践融合在一起。
同时，也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固，编程能力也得到了提高。
(完整版)基于51单片机的简易电子琴设计
鉴于 51 单片机的简略电子琴设计一．问题提出为何选择简略电子琴设计？1．关于音乐的兴趣我们对音乐都有着浓重的兴趣，喜爱听钢琴曲，如理查德·克莱德曼演奏的《思乡曲》《星空》《秋天的密语》等，音乐在我们的生活中饰演着很重要的角色。
有人曾说，喜爱音乐的人不会向恶。
从前不认为然，但是跟着这些年来慢慢喜爱上阴暗，听了愈来愈多的钢琴曲以后，感觉这句话特别有道理。
音乐是用艺术家用音符记录世界，传达感情的一种艺术形式，音乐里有一种和睦之美，听音乐能够让人心情愉快，与外界和睦一致。
音乐此刻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赏识世界名曲，作为对精神的浸礼。
2．关于电子琴的好奇好奇是人的本性，人类关于自然的认识，关于科学的探究，无不始于好奇。
我们对电子琴怎样实现其功能，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，想经过学习单片机这个时机，深入认识电子琴的功能实现原理。
3．关于51单片机强盛功能的信任51单片机有基本特征：（1）面向控制的 8 位 CPU 和指令系统（2）4K 字节的程序储存器（ ROM 或 EPROM）（3）128 字节的数据储存器（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 位准时器 /计数器（7）五其中止源，两个优先级的中止构造（8）一个片内时钟振荡器和时钟电路（9）能够寻址 64K 字节的程序储存器和 64K 字节的外面数据储存器51单片机功能强盛，性能日益完美，在工业测控、智能仪器仪表、机电一体化产品、家电领域中应用宽泛，所以鉴于51 单片机设计简易的电子琴可行性特别大。
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，并依据按键的地点，经过程序来控制，使蜂鸣器发出不一样频次（音调）的声音，声音延缓一段时间，等到按键松开后，声音停止。
而后再连续扫描，看能否有键按下，这样循环下去，即可实现基本的琴键功能。
基于51单片机的复音电子琴课程设计报告
基于51单片机的复音电子琴课程设计X汇鹏课程组1班指导老师：宋荣摘要：本设计是基于数字电路为基础，以单片机技术为核心，软件设计采用模块化结构，采用C语言编程，通过按键控制，可以发出两个不同的声音，并实现音乐盒的功能。
内容上首先描述系统硬件工作原理，介绍各个接口模块的功能，而后介绍软件上的各个功能模块。
关键字：单片机，电子琴，STC90C51一绪论随着科学技术的迅速发展，尤其是在电子领域上的发展，让电器走进千家万户，越来越多的物件可以用电器用品代替，电子乐器渐渐代替传统乐器出现在众人眼前，电子乐器相比于传统乐器更轻便，也更加便宜，让乐器走进千家万户，这次制作的核心在于单片机，单片机体积小，性能好，造价便宜。
并且能实现强大的功能。
复音电子琴不仅能够实现复音效果，还能成为一个音乐盒，这也是得益于单片机的强大功能。
二设计要求与方案（一）设计要求1．能够实现电子琴的复音功能。
2．能够实现音乐盒的功能（二）设计方案1.关于电子琴的发声原理本作品采用了用单片机模块产生的频率进行输出，蜂鸣器作为输入，蜂鸣器收到来自单片机控制端口的不同频率的信号，会发出对应的声音频率，这就完成了从电信号转换成声音信号的过程。
2.关于电子琴的复音功能复音是指由许多纯音组成的声音。
复音的频率用组成这个复音的基音的频率来表示。
一般乐器发出的声音都是复音。
由于单片机程序执行是按照顺序执行，所以本作品利用两个单片机模块，一个单片机模块控制一个蜂鸣器，再用8个独立按键作为键盘，当两个不同按键被按下的时候，两个蜂鸣器能几乎同时发出这两个声音。
在空间中产生和弦效果。
使之相比于单音电子琴能使旋律变得更加丰富。
3.关于音乐盒功能按下按键后能够播放音乐。
利用单片机片内存储功能，通过软件编程的方式，将一些曲目编写在片内ROM里，通过按下控制键加普通按键，实现8个独立按键的功能转换。
4.关于单片机芯片的选择方案一:采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM存储空间,能于3V 的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。
基于单片机的电子琴设计
《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我们生活在一个信息时代，各种电子产品层出不穷，作为一个电气专业的学生，了解这些电子产品的基本组成和设计原理是十分必要的，我们学习的是电器组成的理论知识，而课程设计正是对我们学习的理论的实践与巩固。
本设计主要介绍的是一个用单片机设计的一个具有若干功能的简易电子琴。
本单片机系统设计应用单片机控制技术，以51单片机为核心根据上学期所学的单片机知识结合设计了一套单片机控制的电子琴系统。
定时器按设计的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次取反发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频率的脉冲。
本制作中巧妙地利用了单片机的定时器，让定时器中断一次就改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波频率信号，每个频率信号对应不同的音阶，再分别由对应的按键控制，当相应的按键按下后便可产生相应的音调。
首先设计电子琴的硬件电路和软件部分，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，然后利用电路仿真软件Proteus进行仿真，完善电子琴的软硬件设计，最后进行软硬件的调试运行，最终实现了电子琴的基本功能。
关键词：AT89S52单片机、按键、蜂鸣器、电子琴1 概论 (3)1.1 目的 (3)1.2 要求 (3)2系统总体方案及硬件设计 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 定时/计数器的设计和状态字定义 (4)2.3 AT89C52芯片介绍 (6)2.4 硬件接线 (6)2.5 音频输出 (8)2.6 设计仪器、设备和材料清单 (8)3 软件设计 (9)3.1 软件总体方案 (9)3.2 流程图 (10)4 Proteus软件仿真 (12)5 课程设计体会 (13)参考文献 (14)附1：源程序代码 (15)附2：系统原理图 (19)1 概论1.1 目的使学生根据所学的单片机知识和C语言知识，能针对一个简单的控制项目，做出分析，设计其硬件、软件，达到预期的控制目的。
基于51单片机的显示电子琴设计毕业论文开题报告
近年来，正是由于计算机技术的发展加之计算机多媒体技术及多媒体制作软件的 广泛应用，使模拟电子琴技术也紧随时代的潮流加速发展，比如现在从互联网上就可 以随意免费下载许多计算机软件开发出来的模拟电子琴软件，比如大名鼎鼎的悠悠电 子琴，nbPiano 模拟电子琴，顺风雷电子琴等，不仅以其完美的界面争得了广大电子 琴爱好者地喜爱，而且其功能已经基本接近于真正的电子琴。相信计算机模拟电子琴 的发展会越来越好。
最近 20 年内，软件模拟电子琴技术发展迅速，不论是在制作过程上、操作程序 上还是在演奏技法上都有了突飞猛进的发展，这在音乐发展史上是其他任何实体乐器 所不能比拟的。自从八十年代电子琴进入我国以来，电子琴以它适合中国国情、经济 适用、表现力强、功能强大而受到广大的初学者、音乐爱好者、专业音乐工作者，音 乐家的喜爱，可以说现在电子琴在中国的普及率是很高的。这无论是对提高人们整体 的音乐素质，还是对音乐的发展都是功德无量的事。本课题就是基于电子琴的上述诸 多优点而提出来的。虽然现在电子琴的价格也比较低廉，但是低端的电子琴功能还是 比较单一的，它不能满足人们对多种乐器乐感的要求。而计算机模拟电子琴，功能丰
拟解决的关键问题:
1、完成矩阵键盘的设计，分配好各个按键输入对应单片机各口的控制信息； 2、完成 LED 显示电路的设计，提示信息的显示； 3、完成功率放大电路的设计，使其能够提供更大的电流驱动扬声器；
基于51单片机的简易电子琴汇编程序实验报告
单片机应用课程设计报告——简易电子琴电子信息科学与技术2013-2xxx单片机应用课程设计报告——简易电子琴xxx摘要本设计是一个基于AT89C52系列单片机的简易电子琴，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个由按键电路、复位电路、数码管显示电路，定时器及蜂鸣器组成简易的电子琴。
通过键盘按键确定键号送去显示以及产生对应的频率的方波。
本次实验的难点是键盘的扫描程序设计，因为本次实验实用的键盘是通过P3.4-P3.7端口输入测试信号，从P3.0-P3.3端口进行检测的，涉及到端口的读入写出原理等问题，后来通过先送出F0数值使低四位处于读入状态，高四位处于输出状态等方法实现。
还有一个问题是如何使单片机产生确定频率的波形，后来利用定时器计时结束后的溢出信号，控制信号反转实现。
关键词：电子琴扫描式键盘数码管1、设计任务和要求1.1设计任务利用AT89C52单片机以及各种元器件自行设计编程制作一个简易电子琴。
1.2任务要求基本要求：利用查询式键盘，数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴的按键，按键按下时发出Do、Re、Mi、Fa、So、La、Xi的声音。
在弹奏音乐的同时将音符显示在数码管上。
扩展要求：具备存储播放所弹奏的音乐的功能，用三个功能键进行切换状态：按一下按键控制是否进入存储状态。
；按键二控制是否进入演奏状态；按键三为复位键。
1.3方案论证（1）如何产生一定频率的方波信号首先我们知道，每一个音符都有一个固定的频率，当蜂鸣器根据不同频率的方波信号便会震动产生对应的音符。
其次要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/f），然后将此周期除以2，即为半周期的时间，由于使用的是12MHz的晶振，所以每一个计数的脉冲长度为1us，脉冲的个数用半周期时间除以1us，用65536减去脉冲的个数便可以得到计数初值。
利用定时器计时这半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。
基于51单片机的电子琴课程设计报告书
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：薛吉星 _____学号： 310808020825 _______专业班级：自动化08-8班指导老师：刘巍所在学院：电气工程与自动化学院2011年7月5日本设计主要研究基于AT89C52单片机的简易电子琴设计。
它是以单片机作为主控核心，设置键盘、蜂鸣器等外围器件；另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器进行播放“送别”。
本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。
其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序。
（1）最小系统：它是单片机应用系统的设计基础。
它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的I/O口扩展、掉电保护等。
（2）按键系统模块：本设计采用10个按键，其中7个按键用来显示7个音调，其它3个按键可以进行高低中音的切换，并自动播放已存歌曲。
（3）数码管显示模块：SM420562段选端接在单片机的P0口，两个位选端分别接在P2^0和P2^1。
（4）蜂鸣器模块：此电子琴发音电路是通过三极管驱动蜂鸣器发音，经过上拉电阻提高驱动能力。
本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路和编写软件的程序，最后进行软硬件的调试运行。
并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示，并且能自动播放程序中编排的音乐。
系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比高等，具有一定的使用和参考价值。
1.概述 (5)1.1设计背景 (5)1.2设计意义 (5)1.3设计任务 (5)2.系统总体方案及硬件设计 (6)2.1总体设计 (6)2.2单片机选型 (7)2.3单片机的最小工作系统 (7)2.3.1 时钟电路 (7)2.3.2复位电路 (8)2.4原理框图 (8)2.5显示部分设计 (9)2.5.1数码显示方式 (9)2.5.2八位数码管的结构 (9)2.6按键部分设计 (10)2.6.1操作键设计 (10)2.6.2键盘设计 (10)2.6.3去抖动 (11)2.7发音部分设计 (12)3.系统软件设计 (13)3.1系统分析 (13)3.1.1系统软件的组成 (13)3.1.2 系统总体功能流程图 (14)3.2参数计算 (15)3.2.1发音原理 (15)3.2.2 计算举例 (15)3.2.3 计算结果 (15)3.3程序设计 (17)3.3.1 判断音阶（高中低音）子程序 (17)3.3.2 播放子程序（包括自动播放存储音乐和按键发音） (18)4. PROTEUS软件仿真 (20)4.1硬件调试 (20)4.2软件调试 (20)4.3仿真结果（任举一例） (21)4.4结果分析 (21)5. 课程设计体会 (22)参考文献 (23)附1 源程序代码 (24)附2 系统原理图 (33)1.概述1.1设计背景随着电子科学技术的飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们带来更多的生活乐趣。
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51单片机的简易电子琴的设计与实现
基于51单片机的简易电子琴设计一、设计任务及要求1、在该简易电子琴设计中,设置8个按键，8个按键能够发出do、re、mi、fa、sol、la、si、Do 8个音阶。
二、设计三个拨码开关，三个拨码开关能够调剂高音、中音、低音三个音调。
3、画出电路的整体方框图和电路原理图。
二、设计原理音乐由许多不同的音阶组成的，而每一个音阶对应着不同的频率，如此,咱们就能够够利用不同的频率组合，组成咱们想要的音乐。
简易电子琴是摁下拨码开关时，单片机AT89C51会发作声音，声音从端口通过LM386，通过放大以后传入喇叭。
声音主若是通过单片机4×4矩阵键盘的按键产生，那个地址只用到8个按键来产生高中低的8个音阶，来产生do re mi fa sol la si Do。
下面是计数初值：中1DO 523 0956 64580 #4FA# 1480 338 65198#1DO# 554 0903 64633 高5SO 1568 319 65217中2RE 578 0842 64684 #5SO# 1661 292 65235#2RE# 622 0804 64732 高6LA 1760 284 65252中3MI 659 0759 64777 #6LA# 1865 268 65268中4FA 698 0716 64820 高7SI 1976 253 65283三、设计方案本次设计的电子琴主若是利用AT89C51单片机为核心操纵元件，同时还包括键盘、拨码开关和扬声器等操纵模块，由键盘选择八个音阶。
一、电路原理图的整体设计整体电路需要c51单片机一片，音乐按键及喇叭等外围电路，要进行音调操纵和音频放大，设计好的电路图如以下图所示：2、键盘操纵模块的设计矩阵按键部份由8个轻触按键依照2行4列排列，连接到P3端口。
将行线所接的单片机的I/O口作为输出端，而列线所接的I/O,那么作为输入。
行线输出是低电平，有健按下，那么输入线就会被拉低，如此，通过读输入线的状态就可得知是不是有键按下。
开题报告-基于单片机的电子琴设计
一、选题的依据及意义(一) 选题依据单片机体积小，功能强大，价格低廉，因这些优势而被广泛使用，同时随着中国经济的快速发展，单片机在越来越多的领域得到了广泛的应用，现在国内的单片机多用于本地通话，玩具和液晶显示屏等产品，预计在未来，利用单片机发明的产品会越来越多，作为一名电子系应届毕业生来说，理解和掌握单片机的工作原理和使用技巧是必备的技能，基于这种考虑，我这次毕业设计的选题为声光电子琴。
钢琴，从其发明之日起，就成为人类的朋友，有的人们不能负担起钢琴的高额价钱，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，电子琴的发明让人们找到了能与钢琴媲美的声音。
怎样让我们的电子琴随身携带呢？这就要求人们不断设计出新型电子琴。
从20世纪80年代单片机引入我国至今，单片机已广泛地应用于电子设计中，使电子设计智能化水平在广度和深度上产生了质的飞跃，数字化也成为了电子设计的必由之路。
运用51系列单片机设计电子琴，利用单片机的定时功能来实现改变输出方波的频率，从而发出不同的音符。
这样减少了老古琴弦与琴键的设置与调试的各种难题。
随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力。
电子琴是音乐学习、娱乐爱好中不可或缺的重要模块。
(二) 选题意义在目前，市场上有各种各样多功能、高精度、高频率的电子琴，但价格昂贵。
为了满足娱乐的实际需求，本次设计给出了一种较小规模和单片机(STC89C51)相结合的简易电子琴的设计方案，不但切实可行，而且体积小、保密性强、设计简单、成本低、精度高，大大降低了设计成本和实现的复杂度，减少了学习成本。
本设计是源于自身的兴趣和爱好所设计的，通过对传统电子琴的认识和了解，知道了传统的电子琴是利用单片机的汇编也语言的编程来实现的，而且功能单一，只能弹奏而不能随意的播放音乐，本设计是基于对STC89C51单片机的深入理解和对传统电子琴的小小的改革与创新，并且以简单的C语言程序替代了复杂的汇编语言程序而完成的，声和光是新电子琴的主题。
基于51单片机的电子琴的设计开题报告
基于51单片机的电子琴的设计开题报告南华大学船山学院本科生毕业设计开题报告设计题目设计题目设计题目类型工程设计基于51单片机的电子琴设计自选题目起止时间一、设计依据及研究意义：电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。
它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作，而且于它又具备现代音乐，特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构、特征，因而使我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音乐的教学时，更直接、更简便。
单片微型计算机也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。
二、设计主要研究的内容、预期目标：设计内容主要包括：输入设备、信息处理部分、发声系统显示系统以及校正端。
整个电路键盘控制，经过单片机系统对键盘信息进行处理，对EEPROM进行读写，并推动扬声器发声和发光管发光。
A EEPROM T 键 8 8155 9 发光管 C 盘 5 放大 1 扬声器单片机P0口通过8155扩展，连接4*8的矩形键盘，作为琴键键盘和相应的功能控制键； 2.并P2口一起，和EEPROM连接，用来存储弹奏时的音长和键号，当按播放键时重新把存储的音长和键号读出对应的频率值赋给定时器，在口线上输出相应频率的方波，而且EEPROM是电可擦除存储器，不仅具有ROM的非易失性，同时又具有RAM的随机读写性，操作简便；口接通不同音色的滤波电路，通过程序控制P0口，选择不同的琴声音色滤波电路，使电子琴发出不同音色的声音； 4.在51单片机的一口线上产生一与所发音频率对应的方波，通过功率放大线路驱动扬声器发声，主要是依靠定时器来实现这一方波，在定时器中设计一个与频率相对应的初值，定时器定时结束便产生中断，在中断服务程序中将口线取反，并重装初值，中断一次，口线取反一次，以此产生对应频率的方波。
51单片机电子琴设计报告
扬州大学水利与能源动力工程学院课程设计报告题目：电子琴设计课程：单片机原理及应用课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：第一部分任务书《单片机原理及应用》课程设计任务书一、课题名称电子琴设计二、课程设计目的课程设计是课程教学中的一项重要内容，是达到教学目标的重要环节，是综合性较强的实践教学环节，它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程，课程设计环节应占有更加重要的地位。
单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
三、课程设计内容设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统，并完成相应的软硬件调试。
1. 系统方案设计：综合运用单片机课程中所学到的理论知识，学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。
2. 硬件电路设计：对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。
3. 软件设计：根据已设计出的软件系统框图，用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。
4. 调试：在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试；或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。
四、课程设计要求设计一个电子琴。
基于51单片机的电子琴课程设计报告
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
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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六、指导教师意见：
签名： 年 月 日
பைடு நூலகம்
A T 8 9 C 5 1
EEPROM
键
8155
发光管
盘
放大
扬声器
1.51 单片机 P0 口通过 8155 扩展， 连接 4*8 的矩形键盘， 作为琴键键盘和相应 的功能控制键； 2.并 P2 口一起，和 EEPROM 连接，用来存储弹奏时的音长和键号，当按播放 键时重新把存储的音长和键号读出对应的频率值赋给定时器， 在口线上输出相应 频率的方波，而且 EEPROM 是电可擦除存储器，不仅具有 ROM 的非易失性， 同时又具有 RAM 的随机读写性，操作简便； 3.P0 口接通不同音色的滤波电路，通过程序控制 P0 口，选择不同的琴声音色 滤波电路，使电子琴发出不同音色的声音； 4.在 51 单片机的一口线上产生一与所发音频率对应的方波，通过功率放大线 路驱动扬声器发声， 主要是依靠定时器来实现这一方波，在定时器中设计一个与
南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告
设计题目 设计题目来源 设计题目类型 工程设计 基于 51 单片机的电子琴设计 自选题目 起止时间 2010.12-2011.04
一、设计依据及研究意义： 电子琴是高科技在音乐领域的一个代表， 它是古典文化与现代文明的一个浓 缩体。 它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作，而且 由于它又具备现代音乐，特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构、特征，因而使 我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音乐的教学时，更直接、更简便。 单片微型计算机也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。 二、设计主要研究的内容、预期目标： 设计内容主要包括：输入设备、信息处理部分、发声系统显示系统以及校正 端。整个电路由键盘控制，经过单片机系统对键盘信息进行处理，对 EEPROM 进 行读写，并推动扬声器发声和发光管发光。
频率相对应的初值， 定时器定时结束便产生中断， 在中断服务程序中将口线取反， 并重装初值，中断一次，口线取反一次，以此产生对应频率的方波。 三、设计的研究重点及难点： 1.由外接小键盘来模拟电子琴的按键； 2.由 51 单片机实现声音的处理和实现； 3.通过液晶显示或发光二极管来显示各频谱大小； 4.电子琴可人为校正音调。 四、设计研究方法及步骤： 资料查找（1~2 周） 熟悉相关理论（3 周） 设计电路（4~12 周） 论文撰写（13 周） 论文讨论及修改（14 周） 答辩准备（15 周） 答辩（16 周） 五、参考资料： [1]刘兰香,张秋生.51 单片机应用与开发实例[M].机械工业出版社，2005. [2]朱清慧.PROTEUS 教程： 电子线路设计制版与仿真[M].清华大学出版社， 2008. [3] 江 思 敏 , 姚 鹏 翼 , 胡 荣 等 编 著 .Protel 电 路 设 计 教 程 [M]. 清 华 大 学 出 版 社,2002. [4] 康华光.电子技术基础[M].高等教育出版社，2008. [5]ANALOG DEVICES.The technology of AT89C51 [EB/OL].White Paper,Sep. 28, 2008.