简易音乐演奏系统设计

课程设计说明书

设计题目：简易音乐演奏系统设计

专业：电子信息工程班级：11级1班设计人：蔡

山东科技大学2014年1月10日

课程设计任务书

学院电气与信息工程学院专业电子信息工程班级11级1班蔡士智

一、课程设计题目：简易音乐演奏系统设计

二、课程设计主要参考资料：

（1）公茂法，黄鹤松，杨学蔚《MCS—51/52单片机原理与实践》北京航空航天大学出版社。

（2）

（3）

三、课程设计应主要解决的问题：

（1）数码管循环提示乐曲信息。按键选择乐曲并演奏，如：按1号键，演奏乐曲1；按2号键，唱乐曲2……

（2）按下预先定义按键，蜂鸣器发出指定音调的声音，同时数码管和LED 灯反馈音调的信息。

四、课程设计相关附件（如：图纸、软件等）：

（1）Protues7.8 Keil4

（2）单片机开发仪

五、任务出发日期：2013年12月30号课程设计完成日期：2014年1月10号指导教师签字：系主任签字：

指导教师对课程设计的评语

指导教师签字：

年月日

摘要

本文介绍了利用AT89C52单片机驱动单片仪上的蜂鸣器设计音乐演奏系统。实现两个功能：一是按下预先定义按键，蜂鸣器发出指定的音调的声音，同时数码管和LED灯反馈音调的信息；二是数码管循环提示乐曲信息，按键选择乐曲并演奏，如：按1号键，演奏乐曲1；按2号键，唱乐曲2……。

关键词：音乐键盘，keil，protues

目录

1 绪论

2 系统整体介绍

3系统硬件设计

3.1 AT89C52模块

3.2 键盘扫描模块

3.3 LED灯显示模块

3.4 数码管显示模块

3.5 蜂鸣器模块

4系统软件设计

4.1 主程序

4.2 键盘扫描子程序

4.3 LED灯数码管显示子程序

4.4 音乐定时器初值

4.5 延时子程序

4.6 程序框图

5 调试与结果

6 设计总结

7 参考文献

8 附件

8.1系统原理图

8.2程序清单

1 绪论

利用AT89C52单片机和相应的单片机知识，通过简单的设计模拟钢琴键盘的发声，矩阵键盘驱动蜂鸣器发出相应频率的音调和歌曲，LED灯和数码管显示相应的音调和歌曲编号。

本设计节约了为买大型钢琴所花费的大量钱财，为喜爱音乐创作的人员提供了一个追求梦想的平台。还可以满足小朋友玩耍的需要。

2系统整体介绍

本系统可分为：AT89C52模块，键盘输入模块，LED灯显示模块，数码管显示模块，蜂鸣器模块。

AT89C52模块：系统的核心部分，负责处理来自键盘输入模块的键值，然后AT89C52根据键值做出相应的判断，驱动LED灯显示模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块做出相应的响应。

键盘输入模块：读取那个键按下，将键值送到AT89C52。

LED灯显示模块：将AT89C52送来的音调或歌曲编号通过8个LED灯显示出来。

数码管显示模块：将AT89C52送来的音调或歌曲编号通过8位静态数码管显示出来。

蜂鸣器模块：AT89C52 I/O口送来的高低电平驱动蜂鸣器发出对应频率的声音。

3 系统硬件设计

3.1 AT89C52模块

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），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MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。如图3.1所示：

图3.1 AT89C52

P0：需外接上拉电阻（10K）。

P1、P2、P3：不需要外接上拉电阻

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。

XTAL1、XTAL2：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端、输出端。

3.2 键盘输入模块

方法一：独立键盘

有键按下，返回键值；否则，返回0FFH。如图3.2.1

图3.2.1

方法二：矩阵键盘

线反转法：首先，将行线编程为输入线，列线编程为输出线，然后使列线全输出低电平，读取行线电平，行线从高电平转为低电平的行线为按下按键所在行；然后，将列线编程为输入线，行线编程为输出线，然后使行线全输出低电平，读取列线电平，列线从高电平转为低电平的列线为按下按键所在列。如图3.2.2所示：

图3.2.2

本系统采用方法二，因为矩阵键盘节约I/O口，节约资源，而且按键多。如图3.2.3所示：

图3.2.3

3.3 LED灯显示模块

本系统采用LED灯静态显示的方法，共阴高电平点亮。如图3.3.1所示：

图3.3.1 图3.3.2

图3.3.2为本系统实际的LED灯和芯片的连接电路。

LED灯第几个亮：1，2，3，4，5，6，7，8；

对应代码为：01h,02h,04h,08h,10h,20h,40h,80h；

3.4 数码管显示模块

本系统采用8位段码静态显示的方法，共阳低电平点亮。如图3.4.1所示：

图3.4.1 图3.4.2

图3.4.2为本系统实际的数码管和芯片的连接电路。

数码管显示：1，2，3，4，5，6，7；

对应段码为：0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h；

3.5 蜂鸣器模块

输入高电平，蜂鸣器发出响声；输入低电平，蜂鸣器不响。通过控制输入信号的频率来发出不同的音调；通过控制信号持续时间来控制声音的长短。蜂鸣器如图3.5所示：