基础教程--简易电子琴设计报告基础教程设计简易电子琴设计报告

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1、简易电子琴设计报告一、硬件设计方案及相关解释：设计一个基于AT89C51单片机的简易电子琴。要求：1.4X4的16个按键矩阵，并且每个键对应一个咅。2.用AT89C51将键盘连接设计成为电子琴。3.编写电子琴的程序，要达到可以随意弹奏想要表达的音乐的目的。基木原理：一定频率产生声咅，频率高低决定咅调。利用单片机输出脉冲信号经放大后送给喇叭，便口J发出声音。利用单片机的定时器，让定吋器中断一次就对改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波，这也是数字电路产生声咅的方法。由于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，可以利用不同的频率的组合，即可构成我们

2、所想要的音乐了，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定吋/计数器TO来产生这样方波频率信号，因此，只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。二、设计思路：1.定时/计数器的设计和状态字定义：若耍产生音频脉冲，只耍算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定吋器计吋半周期吋间，每当计吋终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在Pl・0引脚上得到此频率的脉冲。利用AT89C51的内部定吋器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值THO及TLO以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz,

3、其周期T=l/523=1912ns,因此只要令计数器计956us/lus=956,每计数956次吋将I/O反相,就可得到中音DO（523Hz）o计数脉冲値与频率的关系式是：N=fi4-24-fr,式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz吋，其频率为1MHz）；fr是想耍产生的频率。其计数初值T的求法如下：T=65536-N=65536-fi4-24-fr例如：设K=65536,fi=lMHz,求中音DO（261Hz）oT=65536—N=65536—fi4-24-fr=65536-10000004-24-fr=65536-500000/fr,中

4、音DO的T=65536—500000/523=64580。单片机12MHZ品振，中音符与计数TO相关的计数值如表所示：音符频率（HZ）简谱码（T值）音符频率（HZ）简谱码（T值）低1D026263628#4FA#74064860#1DO#27763731屮5SO78464898低2RE29463835#5SO#83164934#2RE#31163928中6LA88064968低3M33064021#693264994低4FA34964103中7SI98865030#4FA#37064185高1DO104665058低5S039264260#1DO#110965

5、085#5SO#41564331高2RE117565110低6LA44064400#2RE#124565134#646664463高3M131865157低7S149464524高4FA1397651781D052364580#4FA#148065198#1DO#55464633鬲5SO1568652172RE58764684#5SO#166165235#2RE#62264732高6LA176065252中3M65964777#6186565268中4FA69864820高7SI196765283采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机

6、通过查表的方式来获得相应的数据：低音0—19Z间，中音在20-39Z间，高音在40—59之间TABLE:DW0,6362&63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0DW0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0DW0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0DW0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0DW0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0DW0

7、,65085,65134,0,6519&65235,6526&0,0,0DW0音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125ms调4/462ms调3/4187ms调3/494ms调2/4250ms调2/4125ms对于不同的曲调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器來完成。在这个程序中用到了两个定吋/计数器來完成的。其中T0用來产生音符频率T1用来产生咅拍。1.键盘设计及相关应用技术采用4X4行列式键盘识别；(1)把“单片机系统”区域中的P3.0-P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区威屮的C1-C4R1-R4端

8、口上；(2)把“单片机系统”区域中的P