基于单片机的简易电子琴设计

编号：069050241023毕业论文题目：基于单片机的简易电子琴设计学院：物理与电子信息学院专业：电子信息技术与科学年级：姓名:指导教师:完成日期:I目录摘要......................................................................1ABSTRACT..................................................................2引言.......................................................................31方案论证................................................................41.1原理图................................................................41.2系统板硬件连线........................................................41.3主要芯片简介..........................................................51.3.1AT89S51简介.........................................................51.3.2LM386...............................................................61.3.3LED数码管...........................................................72实现过程................................................................82.14X4行列式键盘识别及显示..............................................82.1.1硬件板上的系统连线设计..............................................92.1.2程序设计内容.......................................................102.1.3I/O并行口直接驱动LED显示.........................................112.2音乐产生的方法.......................................................122.2.1原理...............................................................122.2.2程序框图...........................................................133.总结与展望.............................................................143.1全文总结.............................................................143.2研究展望...............................................................14结束语...................................................................15参考文献.................................................................16致谢.....................................................................17个人简历..................................................................18附录.....................................................................191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。我们对于电子琴如何实现其功能，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。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：AT89S51单片机音色节拍器自动放音2ABSTRACTWiththedevelopmentandprogressofsociety,musichasbecomeanimportantpartoflife,itwassaidthatpeopledonotlikethemusictotheevil.Wewillfindtimetoenjoytheworldmusic,asthebaptismofthespirit.Thisthesisdevelopedasimplemicrocontroller-basedelectronickeyboard.Electronicorganisamodernelectronicmusictechnologyandtheproductisanewtypeofkeyboardinstruments.Itmodernmusicplayedanimportantroleinsinglechipisapowerfulcontrolfunctionsandflexibleprogrammingcharacteristics,Ithasconvergedwithmodernpeople'slives,becomeanirreplaceablepart.ThemaincontentisAT89C51controlofthecorecomponents,Designofanelectronicorgan,singlechipasahosttothecore,withthekeyboard,speakersandothercoremodulesmaincontrolmodule,inthemaincontrolmodulehas16keysandspeakers.Stabilityofthesystem,itsadvantagesaresimplehardwarecircuits,softwarefunctions,controlsystemreliability,highcostperformanceandhavecertainpracticalandreferencevalue.Keywords:singlechipMCUkeyboardspeakerelectronicorgan3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。41方案论证1.1原理图123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Jun-2010SheetofFile:D:\Protel99SE\杨文蕊+069050241023.DdbDrawnBy:Vcc40EA31RST9GND20X119X218P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732ALE30PSEN29P2.7/A1528P2.6/A1427P2.5/A1326P2.4/A1225P2.3/A1124P2.2/A1023P2.1/A922P2.0/A821U1AT89S51R110KR210KR310KY112MHzC730pFC630pF12345678P1HEADER8S1SW-PBS2SW-PBS3SW-PBS4SW-PBS5SW-PBS6SW-PBS7SW-PBS8SW-PBS9SW-PBS10SW-PBS11SW-PBS12SW-PBS13SW-PBS14SW-PBS15SW-PBS16SW-PBC110uFVCCVcc6IN+3IN-2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210uFC30.1uFVCCC410uFR410KC50.1uFLS1扬声器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1R4220agdefbcdpa7b6c4d2e1f9GND3GND8g10dp5DS1DPY7_SEG_DP图1-1电子琴电路图Figure1-1Keyboardcircuitdiagram51.2系统板硬件连线系统板硬件连线如图1-1所示，发生模块，键盘模块，及LED显示模块连接如下1.把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上；2.把“单片机系统”区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4R1－R4端口上；3.把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0－P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a－h端口上；要求：P0.0/AD0对应着a，P0.1/AD1对应着b，……，P0.7/AD7对应着h。1.3主要芯片简介1.3.1AT89S51简介AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复