电子琴设计

毕业论文（设计）

题目电子琴设计

英文题目Keyboard design

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摘要 (3)

第一章引言 (5)

第二章任务要求与总体设计方案 (6)

2.1 设计任务与要求 (6)

2.2 设计方案 (6)

2.2.1 播放模块 (6)

2.2.2 按键控制模块 (6)

2.3 总体硬件组成框图 (6)

三、硬件设计及说明 (7)

3.1系统组成及总体框图 (7)

3.2元件简介 (8)

3.2.1 STC89SC52 (8)

3.2.2 LM386 (8)

3.3各功能模块原理图 (9)

3.4.1 STC89C2模块电路原理图 (10)

3.4.2键盘扫描模块电路原理图 (11)

3.4.3音频处理模块电路原理图 (12)

四、软件设计 (13)

4.1 音乐相关知识 (13)

4.2如何用单片机实现音乐的节拍 (13)

4.3如何用单片机产生音频脉冲 (14)

4.4系统总体功能流程图 (15)

五、系统调试 (17)

5.1硬件调试 (17)

5.2 软件调试 (18)

六、课程设计总结以及心得体会 (19)

七、参考文献 (20)

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STC89C52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。

关键词:单片机;键盘扬声器;电子琴

Keyboard design

Abstract

Electronic 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 a s 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

第一章引言

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。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、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。

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。

电子琴设计

第二章任务要求与总体设计方案

2.1 设计任务与要求

利用所给键盘的4*4十六个键，能够发出16个不同的音调，并用P1.7的高低电平控制功能是为按键还是播放存在芯片中的音乐。当接高电平时为音乐盒，接低电平时为按键的电子琴。当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，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按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。

2.2 设计方案

2.2.1 播放模块

播放模块是由喇叭构成，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。

2.2.2 按键控制模块

电子琴设有16个按键，其中16个作为音符输入。16个按键分别代表167个音符，包括中音段的全部音符，低高音的部分音符。通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序入口，实现自编歌曲的输入。

2.3 总体硬件组成框图

该设计方案是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，在扬声器中发出有效的声音。通过这样可以不断的弹奏我们想要的音符或者是音调，电路由复位电路和功能按键电路组