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1、北京工商大学单片机原理课程设计单片机原理课程设计报告题目：基于单片机/Proteus的电子琴设计班级：自动073姓名1：黄文学号:0704880141姓名2：盛璐学号：0704010228成绩：指导教师：苏维均北京工商大学计算机与信息工程学院2010．614北京工商大学单片机原理课程设计目录1电子琴技术状况32实验任务..............................................33设计要求...............................................34总体方案论证与设
2、计34.1总体硬件组成框图34.2播放模块44.3按键控制模块44.4中心控制模块45系统的软件设计65.1软件流程65.2软件程序76系统调试与测试结果分析76.1使用的仪器仪表86.2系统调试86.3测试结果8总结8参考资料9附录110原理图1514北京工商大学单片机原理课程设计1电子琴技术状况本次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的电子琴.本方案以AT89C51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7个按键和扬声器.根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐.一首音乐是
3、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.2实验任务用PROTEUS实现的电子琴设计.3设计要求1、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、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,就发出了不同频率的脉冲.各音阶标称频率值：音阶1234567频率
4、(HZ)440.00493.88554.37587.33659.26739.99830.614总体方案论证与设计本系统采用单片机AT89C51为电子琴的控制核心,系统主要包括播放模块、按键控制模块.下面对各模块的设计逐一进行论证比较.总电路图见附页.4.1总体硬件组成框图中心控制模块AT89C51按键控制模块播放模块喇叭按键状态图2-1总体硬件组成框图14北京工商大学单片机原理课程设计实验中每按下一个琴键,单片机能够检测到键盘的按键,并根据按键的位置,通过程序来控制,使喇叭发出不同频率（音调）的声音,声音延迟一段时间,等到按键放开之
5、后,声音停止.然后再继续扫描,看是否有键按下,如此循环,即可实现基本的琴键功能.4.2播放模块播放模块是喇叭构成.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.4.3按键控制模块电子琴设有7个按键,分别代表7个音符,包括中音段的全部音符.通过软硬件设计,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,跳转到对应的程序人口,实现各种琴键的声音.实验通过74HC245读回开关的值,AT89C51通过74HC374将数据输出,同时输出
6、片选信号和写信号.4．4中心控制模块14北京工商大学单片机原理课程设计4.4.18255扩展模块上图为AT89C51单片机扩展一片82C55的电路图，图中74LS373是地址锁存器，P0.1、P0.0经74LS373与82C55的地址线A1、A0连接；P0.7经74LS373与片选相连，82C55的控制线、直接与AT89C51的、端相连；AT89C51的数据总线P0.0-P0.7与82C55的数据线D0-D7连接。4.4.2地址译码模块14北京工商大学单片机原理课程设计本次设计采用74LS138进行地址译码，当地址为8000H时，有
7、效，将片选到82C55；AT89C51的读选通端口，3-8译码器的端口和82C55的A0地址线通过逻辑电路，将片选出9001H地址，即选中74HC245.同理，AT89C51的写选通端口，3-8译码器的端口和82C55的A1地址线通过逻辑电路，将片选出9002H地址，将选中74HC374.4.4.3AT89C51复位模块4.4.4AT89C51晶振模块5系统的软件设计软件是该电子琴控制系统的重要组成部分,在系统的软件设计中我们也才用了模块化设计,将系统的各部分功能编写成子模块的形式,这样增强了系统软件的可读性和可移植性.5.1软件流
8、程14北京工商大学单片机原理课程设计本系统中下位机（单片机89C51）的主要功能就是实现音乐播放功能.其主程序流程如图4-1所示.定时中断开始否保护现场检测键输入是读入键值停止计时否1<键值<7输出音频脉冲电平(高或低)是用键值查表得
