多功能电子琴设计报告

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1、中国民用航空飞行学院课程设计中国民航飞行学院综合课程设计项目名称：多功能电子琴设计指导老师：高丽霞姓名：刘琛潘龙刘繁荣刘宜武陆韬专业：电子信息工程2010年11月19日-25-中国民用航空飞行学院课程设计目录1.系统总体设计-2-1.1系统设计要求-2-1.2系统总体设计方案-2-1.2.1系统设计思路-2-1.2.2系统总体组成框图-3-2.系统硬件设计-4-2.1主控制模块-4-2.2琴键控制模块-4-2.3播放模块-5-2.4显示模块-6-2.5电源模块-7-3.系统软件设计-7-3.1主程序流程说明-7-3.2琴键扫描程序-8-3.3显示程序流程说明-9-3.

2、4播放程序-10-3.5寻音程序-11-4系统测试-13-4.1显示模块测试-13-4.2播放模块测试-13-4.3整体测试-13-5.总结-15-参考文献-16-附录-17-附录一元件清单-17-附录二系统使用说明-18-附录三系统仿真电路-19-附录四程序清单-20--25-中国民用航空飞行学院课程设计1.系统总体设计1.1系统设计要求本设计利用单片机的控制程序、4×4的键盘矩阵、LED数码显示管设计一台多功能电子琴。其基本功能如下：（1）可以播放两个八度的音阶；（2）可以弹奏想要的音乐；（3）可以播放预先存储在单片机里的音乐；（4）可以在LED数码管上显示正在播

3、放和弹奏的音阶。1.2系统总体设计方案本系统采用AT89C52为电子琴控制中心，系统主要包括主控制模块、琴键控制模块、播放模块、显示模块和电源模块。下面对这几个模块的设计进行论证比较。1.2.1系统设计思路本设计采用AT89C52单片机作为整个系统的控制中心，控制整个系统的运行，外加琴键控制模块、播放模块、显示模块和电源模块使制作的电子琴可以完成上述功能。琴键控制模块由16个按键组成，使用者可以通过按不同的琴键弹奏出不同的音阶，一段音乐是由许多不同的音阶组成，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以根据不同的频率组合得到我们想要的音乐。电源模块向单片机、LED数码管

4、等需要供电器件提供电源。播放模块负责播放琴键弹奏的音阶以及播放预先存放在单片机里的音乐，同时显示模块会显示出相应的音阶。下表是不同的音阶对应的频率（以12MHz为例）。音阶频率（Hz）音阶频率（Hz）中音1523高音11046中音2587高音21174中音3659高音31318-25-中国民用航空飞行学院课程设计中音4698高音41396中音5784高音51567中音6880高音61760中音7988高音71975表1.1各音阶对应频率表1.2.2系统总体组成框图下图即为根据上述描述所绘制的多功能电子琴系统的总体组成框图：图1.1系统总体框图-25-中国民用航空飞行学

5、院课程设计2.系统硬件设计2.1主控制模块本系统的主控制模块采用AT89C52单片机，AT89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS单片机，片内含8kbytes的可反复擦除的flash只读程序存储器和256kbytes的随机存取数字存储器（RAM），与标准的MSC-51指令系统及8052引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU），可以满足不同控制应用场合的要求。对于本次的多功能电子琴系统，AT89C52可以满足其对琴键的控制要求、输出音阶的控制要求、显示输出音阶等各模块的控制要求。图2.1AT89C52管脚图2.2琴键控制模块电子琴利用4×4的

6、键盘矩阵作为电子琴的琴键，共有16个琴键，分别弹奏两个八度的音阶。其中14个作为音符输入，一个作为播放键。将键盘矩阵的接口与AT89C-25-中国民用航空飞行学院课程设计52单片机的P1口相连接，使键盘矩阵受单片机的控制。这样，当按下各个音阶所代表的按键时，系统播放该按键代表的音阶；当按下播放键时可以使系统播放预存在单片机里的音乐。下表为所用4×4键盘矩阵每个按键所代表的音阶或功能。图2.2键盘矩阵实物图代表音阶或功能按键代表音阶或功能按键中音1A高音1#中音2B高音22中音3C高音35中音4D高音48中音53高音50中音66高音61中音79高音74播放键7表2.24

7、x4矩阵各按键代表音阶或功能2.3播放模块电子琴的播放模块是由蜂鸣器组成。蜂鸣器与AT89C52单片机的P3.7口相连接，使蜂鸣器受单片机的控制，通过软件编程，使蜂鸣器播放音阶的功能受键盘矩阵的按键控制。这样，当按下某-25-中国民用航空飞行学院课程设计个琴键后，蜂鸣器便会发出的相应的音，若按下的是播放键，蜂鸣器会播放预存在单片机里的音乐。图2.3播放模块仿真电路图2.4显示模块电子琴的显示模块由LED数码显示管组成。LED有着显示亮度高、响应速度快的特点，常用的有七段LED显示器。七段LED显示器由7个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据