AT89C51单片机的多音阶电子琴1

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1、多音阶电子琴设计报告成员：肖毅李为民杨芳何燕设计方案鉴于单片机强大的控制功能和灵活的编程实现特性，本设计以AT89S51单片机为核心控制元件，设计一个由4X4组成16个按键矩阵，构成16个音阶，可以随意弹奏想要表达的音乐的多音阶电子琴。目录单片机电子琴组成框图电路原理图各模块的简单介绍软件设计硬件及软件的调试总结多音阶电子琴的主要电路主要由4X4按键矩阵电路、蜂鸣器、LED显示、复位电路、晶振电路、电源电路几部分组成。电子琴硬件电路部分设计一、单片机电子琴组成框图二、电路原理图工作原理：根据方案的要求，将程序写入STC89C

2、51单片机芯片。利用不同的音阶的频率不一样，用单片机来模拟电子琴，可以使单片机的定时器工作在计数器模式下，工作方式设为方式1，改变TH0和TL0来产生不同的频率，从而产生不同的音阶。P1口接4*4矩阵键盘行和列，用行扫描法读取P1口外接的键盘，若有键按下：双位数码显示管显示01～16；若没有键按下则显示00，当按下复位键的开关后，双位数码显示管显示00。单片机P3.7作为音频放大电路的输入。三、各模块的简单介绍电子琴最小系统电源电路控制系统矩阵按键独立按键显示系统LED显示发声系统蜂鸣器时钟电路复位电路AT89S51单片机及

3、其引脚的简单说明AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kB的可擦除的FlashROM，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，功能强大的微型计算AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4kBFlash片内程序存储器，128B的随机存取数据存储器,32个外部I/O口,5个中断优先级,2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,片内时钟振荡器。管脚说明VCC：供电电压GND：接地P0口：P0能够用于外部程序数

4、据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：当P2口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号

5、。P3口的详细介绍P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。电源电路工作过程：本设计，开发板采用5v~12v的直流电，当按下电源开关，发光二极管有电流通过，二极管发光，使整个电路板通电，为了防止电流反灌，加了一个二极管，保护三端稳压器。时钟电路时钟信号的产生在MCS-51系列单片机内部有一个高增益反相放大电路，其输入引脚为XTAL1其输出引脚为XTAL

6、2。只要在XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自激震荡器时序概念有4个，分别为：时序节拍状态机器周期指令周期节拍把振荡脉冲得周期定义为节拍，用P表示，也就是晶振的频率状态振荡脉冲经过二分频后，就是单片机时钟信号的周期，定义为状态，用S表示一个状态包含两个节拍机器周期MCS-51系列单片机采用定时控制方式，有固有的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态指令周期一条指令所需要的时间称为指令周期。是最大的时序定时单位，它由若干个机器周期组成，一般包含一个机器周期的指令叫周期指令，包含两个为双

7、周期指令RST（pin9）引脚是复位信号的输入端。此引脚高电平有效，其有效时间应为二个机器周期。复位信号及其产生复位信号的电路逻辑图复位操作上电自动复位按键手动复位上电自动复位将外部复位电路的电容充电就可以实现上电自动复位了，如下图所示。按键手动复位电平方式脉冲方式按键电平复位通过RST端经电阻与电源Vcc接通而实现的利用RC微分电路产生的正脉冲来实现按键脉冲复位脉冲方式本系统的复位电路采用的是按键方式。电阻为10K，电容为10uF、晶振为12MHz，如下图：矩阵式键盘的概述本系统采用的是非编码键盘中的矩阵键盘。矩阵键盘也称

8、为行列式键盘，一般用于按键数目较多的场合。它是由行和列组合而成，一组是行线，另一组是列线，按键就位于行和列的交叉点。如图8所示，一个4*4的矩阵键盘，有16个按键，我们分别用着16个键来模拟电子琴的按键：低音3、4、5、6、7；中音1、2、3、4、5、6、7；高音1、2、3、4。较独立键盘