单片机的简易电子琴的设计

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1、东北石油大学课程设计课程单片机原理及应用课程设计题目院系电子科学学院专业班级学生姓名学生学号指导教师2010年7月31日东北石油大学课程设计任务书课程单片机原理及应用课程设计题目基于单片机的简易电子琴的设计专业姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等1、主要内容：根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计一个简易电子琴，以加深对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。2、基本要求：本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计。要求最少8个按键，每个按键对应一种音调，按下按键发声，

2、松开按键后声音延迟一段时间后停止，即带余音的电子琴，延时时间可以设置，要求最少8个不同音调，可以采用标准的音调设计。3、主要参考资料：[1]张毅坤，陈善久.单片微型计算机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2002.[2]张友德，赵志英，徐时亮.单片微机原理应用与实验[M].上海：复旦大学出版社，2000.[3]张毅.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2003.完成期限指导教师专业负责人年月日目录第1章概述11.1设计任务4第2章总体设计思想22.1简易电子琴基本原理42.2系统总框图4第3章硬件电路的具体设计

3、43.1总体电路设计43.2单元电路设计43.3单片机软件设计43.4仿真结果及结果分析4总结4参考文献8附录19附录29课程设计成绩评价表9第一章概述在电子音乐领域，自从20世纪末期MIDI（乐器数字化接口）推出和逐步规范化后，各种乐器及众多数码音视频产品中采用MIDI技术已逐渐成为一种潮流。但是当前各厂商的电子琴产品通常使用自己设计的专用音源，并且软硬件均不对外公开，阻碍了MIDI技术的交流。作者在开发基于MIDI模块的音乐发生器的过程中，进行了用单片机控制通用MIDI音源模块的相关功能制作电子琴的实践，制作出具有8个按键的MID

4、I电子琴，该琴支持单音和复音弹奏，单片机以标准的MIDI波特率传送信息，通过串口连接蜂鸣器，从而获得优美的乐音。1.1设计任务技术指标本次设计提出了用89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的电子琴.本方案以89C51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.根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。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

5、定时/计数器T0来产生这样方波频率信号。利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另一音调的声音。当系统扫描到键盘上有键被按下，则快速检测出是哪一个键被按下，然后单片机的定时器被启动，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键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音。第二章总体设计思想本系统采用单片机89C51为电子琴的控制

6、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。2.1简易电子琴基本原理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。电子琴设有8个按键，其中7个作为音符输入，另外1个作为模式转换按键，实现用户自弹作曲。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，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，跳转到对应的程序人口，实现自编歌曲。当需要取消电子琴编曲功能

7、时，再次按下模式转换按键引起外部中断即可退出电子琴功能而返回原来按键播放处。2.2系统总框图按键控制模块播放模块喇叭中心控制模块AT89C51按键状态图2-2总体硬件组成框图第三章硬件电路的具体设计为使该模块化电子琴控制系统具有更加方便和灵活性，我们对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包括中心控制模块、播放模块、按键控制模块三大模块。3.1总体电路设计设计本次设计中中心控制模块是采用89C51单片机来控制整个系统。其中P1口作为输入口，连接蜂鸣器驱动电路，而P2口连接按键控制电路，从而实现播放音乐的功能。3.2单元电路设计3.2.1播放

8、电路设计如下图所示,播放模块其实就是喇叭，它接到P1.0口上当有按键按下时,它就会发出声音。图3-2-1播放模块硬件连接图3.2.2按键控制模块的硬件设计在P.2口十连有8个按键并加有8个拉电阻。它们一端接5伏电源,一端