基于51单片机的激光竖琴设计

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1、基于51单片机的激光竖琴设计组长：赵唐橙组员：杜晨杨霄周凯龙2018年07月05日目录基于51单片机的激光竖琴设计1背景与意义2设计要求3硬件电路设计与实现43.1硬件设计方案43.2相对应得模块电路的规划思路与实现方法53.2.1单片机最小系统53.2.2激光发射模块93.2.3激光接收模块103.2.4发声模块113.2.5LED指示灯133.2.6电源供电143.2.7模式切换15软件设计与实现154.1软件设计方案154.2各模块程序设计与实现174.2.1硬件资源配置174.2.2端口信号检测2042.3数据处理204.2.4音符输出214.2.5LED音符与音区指

2、示214.2.6播放音乐部分224.2.7模式切换234.3软件开发工具介绍24测试与分析25程序部分25硬件部分26实物图27总结与展望29附录29附录A主程序29附录B整体电路图38背景与意义在这个时代，科学技术的飞速前进带动了人们的生活水平的提升，使人类生活更加精彩。电子琴可以称得上是这两者融合的体现。MCU（MicroUnitUnit），我们用汉语来说，可以称之为微控制单元，亦叫做单片机（单片微型计算机）或单片机。它运用的时期并不长，但发展的速度确是非常的快。在1971年这个时间点，美国英特尔公司有史以来第一个推出了4位微处理器，在接下来的过程中，演变通过了了以下五个

3、进程：单片机开发的开端、低性能的单片机、高性能的单片机，然后16位的面世。进而就是正在向更高的层次发展。单片机可构成单应用系统和多机应用系统。在现在的这个时期，它已广泛应用于测控系统、智能仪表、机电一体化产品、智能接口、智能化民用产品、功能分布式系统、并行多机控制系统、局域网络系统等方方面面。对于未来，我们始终相信随着MCU性能的不断提高，其应用将超出我们的想象。基于单片机的简易激光琴的设计与实现是可以帮助我们把我们所学的相关技术得意尝试和发挥。在整体设计规划中包括电路分析、数字电路、模拟电路、传感器原理及应用、C编程等。由此可以看出，大体上囊括了在现在学习水平上学到的主流课

4、程。该系统设计原理简明，但样式多彩。通过这样一个流程，可以帮助我们把理论与实际相结合，除了我们上面所说的，也能提高我们的动手能力，使我们勇于创新，知识面也得到了大幅提升，第一步我们可以在过程中找到问题所在、第二步对这个问题进行思考，这样使我们在以后的学习过程中碰到问题能更得心应手的应对。该系统可以对于MCU的相关功能进行进一步的扩大，在我们现在所了解的情况基下，可以具体的地读出中间和八个音符。可以逐步将其设计为电子琴，儿童玩具，并慢慢渗透进我们的生活。设计要求虚拟琴弦选择激光来完成，当手触碰到琴弦的时候，这个音节就会出现，这样就能够完成对于竖琴演奏简易的曲子的模仿在硬件电路上

5、要各个模块清晰明确，对各模块进行具体分析，以及功能的说明。如激光发射以及接收，最小系统，还有发声模块,从而设计出整体的电路布局。在软件设计过程，要结合硬件电路具体分析，实现硬件资源的合理配置，端口信号的检测和数据的处理。实现手指拨动光束，就会发出对应音符，需要做到得心应手。这个过程要确保无误，有错误要及时发现改正，保证系统能够稳定地运行。程序的编写过程要注意细节，防止出现错误，影响系统的运行。硬件电路设计与实现3.1硬件设计方案在实现设计的时候，我们必须得将外观的结构的尺寸标准融合来完成设计硬件电路，我们设计硬件系统的规划就是需要真实，有效、简易。对于运行整个系统的通过的关键

6、一点就是可靠性，因此，在电路硬件方面的设计的时候的各个环节都㤇对于系统的平稳以及抗干扰性深入的考虑，系统的简易以及有效其实说的就是硬件系统于很大可靠性的前提下，对于这个硬件的电路进行简易，将这个硬件的性能给提升起来，这样可以完成简易有效的规划。在真实，简易以及有效的原则条件下，不但在选择元器件是便利的，对设计硬件电路也是有益的，还能够降低有些不需要的电路，确保系统稳定。由五个部分所组成的电路的硬件系统，详细查看图3.1.单片机最小系统激光发射部分激光接收部分音频驱动部分电源部分图3-1结构图（关于这个硬件系统的组成）3.2相对应得模块电路的规划思路与实现方法对于上一部份全部硬

7、件电路系统的构架已经初步的进行概述，在这个章节之中我们主要是对于构成硬件电路的各个子模块还有其性能以及PCB电路板设计进行详细的概述。接下来是对于整个系统的4部分来进行具体概述。3.2.1单片机最小系统单片微型计算机其实又可以被简单的叫做单片机。是一个整体的微型计算机。创建一个单片机最小系统，在这个系统之中具有包括这四个层面：分别为STC89C51RC以及是复位电路，还有就是振荡电路I/O接口。图3-1单片机最小系统构成图复位电路即让寄存器的值变回原始值，复位电路详细可以经有两个渠道，一个是上电复位，一