基于51单片机的电子琴课程设计

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1、5摘要本设计主要研究基于AT89C52单片机的简易电子琴设计。它是以AT89C52单片机作为主控核心，设置键盘、蜂鸣器等外围器件；另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。利用按键实现音符和音调的输入；四位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大。本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序。（1）最小系统：它是单片机应用系统的设计基础。它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单

2、的I/O口扩展、掉电保护等。（2）按键系统模块：本设计采用10个按键，其中7个按键用来显示7个音调，其它3个按键可以进行高低中音的切换。（3）数码管显示模块：SM420562段选端接在单片机的P0口，四个位选端分别接在P2.0、P2.1、P2.2和P2.3。（4）蜂鸣器模块：此电子琴发音电路是通过三极管驱动蜂鸣器发音，经过上拉电阻提高驱动能力。本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路，购买电子器件进行焊接，之后编写软件的程序，最后进行软硬件的调试运行。并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。利

3、用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，实现高、中、低共21个音符的发音和显示。基于单片机设计的简易电子琴，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，性价比高等，具有一定的使用和参考价值。目录51.概述41.1设计背景41.2设计意义41.3设计任务42.系统总体方案及硬件设计52.1总体设计52.2单片机选型62.3单片机的最小工作系统62.3.1时钟电路62.3.2复位电路72.4原理框图72.5显示部分设计82.5.1数码显示方式82.5.2八位数码管的结构82.6按键部分设计92.6.1操作键设计92.6

4、.2键盘设计92.6.3去抖动102.7发音部分设计113.系统软件设计123.1系统分析123.1.1系统软件的组成123.1.2系统总体功能流程图133.2参数计算143.2.1发音原理143.2.2计算举例143.2.3计算结果143.3程序设计163.3.1判断音阶（高中低音）子程序163.3.2播放子程序（包括自动播放存储音乐和按键发音）174.PROTEUS软件仿真194.1硬件调试194.2软件调试194.3仿真结果204.4结果分析205.课程设计体会21参考文献225附1源程序代码23附2系统原理图3251.概述1.1

5、设计背景随着电子科学技术的飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们带来更多的生活乐趣。基于当前市场上的玩具需求量增大，其中电子琴就是一个很好的应用方面。单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴的功能，从而可以实现电子琴的微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。并且可以进行一定的功能扩展。鉴于传统电子琴可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低So到高Xi等11个音，从而也可以通过单片机实现对十个按键的扩展，实现七个音符键的高、中、低21个音调的显示播放和任意音乐的自动播放。该设计将十个

6、音键制作成独立键盘，其中七个为音符键，三个为控制键，并用数码管进行显示，使电子琴的功能更加完美。不但可以实现对按键的显示，而且可以确定弹奏的音调是那些音调，因此对于学习弹奏电子琴也有帮助。1.2设计意义该设计具有以下优点：①可以方便得知播放的音符和音调；②比传统电子琴功能更完善；③制作简单，成本低；1.3设计任务实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：利用蜂鸣器作为发声部件，四个数码管作为显示部件，设置10个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音。用PROTEUS实现的电子琴仿真设计说明：单片机的工作时钟频率

7、为11.0592MHz。5