基于51单片机的电子琴的设计与开发

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1、目录一、设计电子琴的作用与目的1二、电子琴设计要求1三、电子琴设计所用设备及软件2四、电子琴系统设计方案2五、电子琴系统硬件设计35.1琴键控制电路35.1.1矩阵式键盘35.1.2独立式键盘45.1.3方案比较45.2数码管显示电路55.2.1LED数码管显示原理55.2.2LED数码管静态显示55.2.3LED数码管动态显示65.2.4方案比较75.3音频功放电路75.4时钟-复位电路85.4.1时钟电路85.4.2复位电路85.5电源电路95.6整体电路10六、电子琴系统软件设计106.1系统硬件接口定义106.2主函数106.3初始

2、化函数116.4数码管显示函数116.5中断函数116.6键值扫描函数126.7音频处理函数13七、电子琴设计调试147.1调试工具147.2调试结果147.3电子琴设计中的问题及解决方法15八、电子琴设计总结15参考文献17附录1：电子琴系统原理图18附录2：源程序19基于51单片机的电子琴设计在电子音乐领域，电子音调作为现代电子科技与音乐结合的产物，它在现代音乐中扮演着重要的角色。目前，由于电子音乐的普及，电子音调合成器（合成器实际上就是一台声音的频率合成仪，可以制作各种声音，改变各种音色）可以解决相当一部分的歌唱及舞厅的伴奏问题。其中

3、，电子琴就是一种新型的键盘电子乐器。一、设计电子琴的作用与目的音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部

4、(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育，更有效地提高人们

5、的音乐素质和能力。目前，市场上的电子琴可谓琳琅满目，功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心，设计并制作的电子琴系统运行稳定，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，具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一台电子琴。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8个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能：音乐自动播放、电子琴弹奏。关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个

6、音符的符号只是存在自定义的表中。总之，本设计的电子琴有以下要求：（1）用键盘作出电子琴的按键，共7个，每键代表1个音符。各音符按照符合电子琴的按键顺序排列；（2）达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲；（3）不弹奏时，利用功能键可以播放内置音乐。三、电子琴设计所用设备及软件本设计除了需要计算机，还会用到三款软件：作图软件Protel99SE、仿真软件Proteus、编程软件KeiluVision4。关于这三种软件的简介如表1所示。表1软件简介软件名称软件图标主要特点作用备注Protel99SEProtel99SE是PC环境下以独特设计

7、管理和协作技术为核心的印制电路板设计软件系统，是基于Windows95/98/2000/NT的全32位EDA设计系统。它主要采用了SmartDoc技术、SmartTool技术、SmartTeam技术。绘制电路图和PCB板ProteusProteus软件具有其它EDA工具软件的功能，诸如：原理布图、PCB自动或人工布线、SPICE电路仿真。除此之外还有一些革命性的特点：互动的电路仿真、仿真处理器及其外围电路。数字电路仿真KeiluVision4uVision4在uVision3IDE的基础上，增加了更多大众化的功能：多显示器和灵活的窗口管理系

8、统；系统浏览器窗口的显示设备外设寄存器信息；调试还原视图创建并保存多个调试窗口布局；多项目工作区简化与众多的项目。编写程序四、电子琴系统设计方案本系统采用AT89C51为主控芯片