基于AT89C51的簡(jiǎn)易電子琴單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

題目名稱：基于單片機(jī)的可演奏電子琴設(shè)計(jì) 老師簽名：，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89c51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，比較高等，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。AbstractElectronicorganisamodernelectronicmusictechnologyandtheproductisanewtypeofkeyboardinstruments.Itplayedanimportantroleinmodernmusic.SCMhaspowerfulcontrolfunctionsandflexibleprogrammingcharacteristics.Ithasconvergedwithmodernpeople'slives,becomeanirreplaceablepart.ThemaincontentisAT89C51controlofthecorecomponents,designofaelectronicorgan.SCMasahosttothecore,withthekeyboard,speakerandothercoremodules.Inthemaincontrolmodulehas16keysandaspeaker.Thesystemissteady,itssimplehardwarecircuits,softwarefunctions,reliabilityofcontrolsystemandhighcostperformanceisitsadvantages.Italsohascertainpracticalandreferencevalue.目錄摘要..............................................................1Abstract...........................................................1

系統(tǒng)概述........................................................31.1課程設(shè)計(jì)的目的和意義........................................31.2本系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容..........................................31.3本系統(tǒng)主要研究目標(biāo)..........................................41.4主要芯片簡(jiǎn)介.................................................4

方案論證........................................................42.1控制模塊選擇方案............................................42.2按鍵模塊選擇方案............................................5

方案的實(shí)現(xiàn)......................................................53.1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具體措施...........................................53.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).................................................63.2.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì).......................................63.2.4子系統(tǒng)（模塊）三.......................................8:

系統(tǒng)調(diào)試.......................................................134.1Proteus簡(jiǎn)介...............................................134.2keil簡(jiǎn)介..................................................135設(shè)計(jì)心得.......................................................15參考文獻(xiàn)..........................................................161.1單片微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬第四代電子計(jì)算機(jī)，體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。它的科技和工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89S51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與的基本功能。對(duì)單片機(jī)的了解有一個(gè)小的飛躍。1.2統(tǒng)設(shè)計(jì)制作一個(gè)可演奏的電子琴。綜合應(yīng)用了兩項(xiàng)設(shè)計(jì)。（1盤矩陣識(shí)別。即矩陣掃描，顯示當(dāng)前按鍵。1.3統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了實(shí)現(xiàn)按下矩陣鍵盤中的按鍵會(huì)使數(shù)碼管顯示當(dāng)前按揚(yáng)聲器播放對(duì)應(yīng)音符的目標(biāo)。1.4AT89c51AT89c51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4kBytes決方案。片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。的需求。2方案論證2.1濾波，獲得+13.5V直流電壓。將單向可控硅SCR和電阻、電容組成馳張振蕩器。但該設(shè)計(jì)方案制作成本高且復(fù)雜。品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間達(dá)到，使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使間并且方便日后系統(tǒng)升級(jí)，使用方便，抗干擾性能提高。AT89C51作狀態(tài)。所以，本設(shè)計(jì)采用方案二。2.2比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。3方案的實(shí)現(xiàn)3.11:動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為5—20mm。所謂抖動(dòng)是指在識(shí)別被按鍵是必須避通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。（2）防串鍵：防串鍵是為了解決多個(gè)鍵同時(shí)按下或者前一按鍵沒有釋放又N次產(chǎn)生相應(yīng)鍵的鍵碼。（3按鍵識(shí)別：如何識(shí)別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟掃描，通過檢測(cè)到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此，入端口。（4碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標(biāo)編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在區(qū)中建立一個(gè)鍵盤編碼表，通過查表獲得被按鍵的鍵碼。－P0.7作輸出線；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“－F序號(hào)。系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)LED按鍵，揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)音符。硬件總體設(shè)計(jì)圖如下：3.2.2子系統(tǒng)（模塊）一掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊如下：3.2.3子系統(tǒng)（模塊）二掃描揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)音符模塊如下：3.2.4盤模塊如下：鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理個(gè)按鍵加以連接。這樣，一個(gè)端口（如P1口）就可以構(gòu)成4*4=16個(gè)按鍵，比之要的鍵數(shù)比較多時(shí)，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總程序見附錄”區(qū)域中的－端口用81表1字形碼表及對(duì)應(yīng)的音符

低5SO低6LA低7SI中1DO中2RE中3M中4FA中5SO

中6LA中7SI高1DO高2RE高3M高4FA高5SO高6LA設(shè)計(jì)中，數(shù)碼管的顯示通過=DSY_CODE[k]言來查表并輸出，實(shí)現(xiàn)音符的顯示。具體程序見附錄3.3.3子程序（模塊）二揚(yáng)聲器要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。1/2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將P3.7脈沖值與頻率的關(guān)系式是：N＝fi÷2÷fr是想要產(chǎn)生的頻率。T＝65536－N＝65536－fi÷÷音DO（1046Hz）的計(jì)數(shù)值。T＝65536＝65536fi2÷fr6553610000002÷＝6553600000/fr要為這個(gè)音符建立一個(gè)表格，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)：uintcodeTone_Delay_Table[]={64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178具體程序見附錄3.3.4子程序（模塊）三：矩陣鍵盤鍵盤的按鍵識(shí)別方法：。行掃描法行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下。行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時(shí)，其它線為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。具體程序見附錄4系統(tǒng)調(diào)試4.1Proteus簡(jiǎn)介種電路和IC，并支持單片機(jī)，元件庫齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單件仿真系統(tǒng)。件的特點(diǎn)：①全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明優(yōu)勢(shì)。儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。④支持大量的存儲(chǔ)器和外圍芯片。總之該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大，可仿真51、AVR、PIC。4.2keil簡(jiǎn)介51令你事半功倍。使用步驟1、打開keil，建立工程，輸入程序3、打開Proteus，設(shè)計(jì)硬件電路圖。徑。5、點(diǎn)擊面板左下角的 的同理。5設(shè)計(jì)心得頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，于是我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/知自己所彈的音符。這次課程設(shè)計(jì)，我感覺收獲了很多：新的，但從中能體現(xiàn)到一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)的過程，足于讓我們受益。，通過設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)到了很多軟件的使用。本次設(shè)計(jì)，軟件部分用到了機(jī)相關(guān)知識(shí)。燈隨著音調(diào)變化而產(chǎn)生不同的樣式。[1]譚浩強(qiáng)編著C程序設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2002.[3]李平等.單片機(jī)入門與開發(fā)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008.0.[5]馮博琴微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)清華大學(xué)出版社，4.[6]張曉麗等．?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[9]求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航.北京：人民郵電出版社，2005.[10]馬忠梅，籍順心等.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[H].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，7.//稱：可演奏的電子琴//例在矩陣鍵盤上模擬演奏電子琴，數(shù)碼管顯示按鍵號(hào)#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//陽極數(shù)碼管編碼ucharcodeDSY_Table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,ox80,//0,1,2,3,4,5,6,7,80x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xBF};//9,A,B,C,D,E,F,-//音符對(duì)應(yīng)的延時(shí)uintcodeTone_Delay_Table[]={64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178sbitBEEP=p3^0; //ucharKeyNo; ////-------------------------//延時(shí)//-------------------------voidDelayMS(ucharx)ucharwhile(x--)for(i=0;i<120;i++);--------------------------//鍵盤矩陣掃描子程序----------------------------------voidKeys_Scan()ucharTmp,k;//高四位置0，放入四行p1=0x0F;layMS(2);Tmp=p1^0x0F;switch(Tmp)case1:k=0;break;case2:k=1;break;case4:k=2;break;case8:k=3;break;default:return;//無鍵按下//低四位置0，放入四列p1=0xF0;layMS(2);Tmp=(p1>>4