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时间:2020-03-03
《基于51单片机的电子琴设计.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、.摘要随着社会的发展进步,音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分,有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲,作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经融入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键和
2、扬声器。本系统运行稳定,其优点是硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高,具有一定的实用和参考价值。 关键词:AT89C51单片机;数码管;电子琴Word资料.目录1系统方案设计11.1设计指标11.2系统方案综述11.3系统设计思路12硬件设计22.1电路图22.2单片机AT89C51简介22.3单片机的工作过程42.4键盘电路52.5显示电路52.6声音电路73系统软件设计73.1延时程序设计93.2定时器初始化及其中断函数93.3示例音乐播放程序103.4单独按键中断处理函数104实验结果与分析1
3、04.1Proteus软件简介104.2仿真调试125设计心得136参考文献14附录15附录A元件清单、器件识别与检测15附录B程序源代码16Word资料.1系统方案设计1.1设计指标①设计一个简易的八音符电子琴,它可通过按键输入来控制音响。②演奏时可以选择是手动演奏(由键盘输入)还是自动演奏已存曲目,并且在演奏完已存曲目后可自动复位。1.2系统方案综述从系统实现的功能上来看,电子琴的设计主要利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出八个不同的音调,并且要求按下按键发声,松开延时一段时间停止,中间
4、再按别的键再发出另外一种音调的声音。从系统硬件结构上来看,我们主要使用到AT89C51单片机,复位电路以及开关等。将这些硬件电路有机的结合起来使之满足电子琴的实现硬件需要。从音乐产生的原理方面来看,通过控制单片机的定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲,经放大驱动发出不同音乐的声音。用软件延时来控制发音时间的长短。把音乐的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数,分别来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲持续时间。因此,我们可以综合上述方案设计原理,从软件和硬件两部分进行有计划有步骤的分析和设计。1.3系统设计
5、思路Word资料.当系统扫描到键盘上有键被按下,则快速检测是哪一个键被按下,然后单片机的定时器被启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲输入到蜂鸣器后,就会发出相应的音调,如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下,则启动中断系统,前面键的发音停止,转到后按得键的发音程序,发出后按的键的音调。这样,设计一个时钟方式的电路来产生11.0592MHZ的振荡频率产生时钟脉冲,一个按键电平复位电路对AT89C51单片机进行复位,8个开关分别从P2.0,P2.1,P2.2,P2.3,P2.4,P2.5,P2.6,P2.7输
6、出,用于产生八个不同频率的音,一个扬声器电路,从P3.2连接一个开关播放已存曲目,从P3.3与扬声器之间连接一个上拉电阻和三极管,驱动扬声器响应,以此来设计硬件电路。总体框图如图1-1所示。数码管单片机键盘矩阵扬声器1-1总体框图2硬件设计2.1电路图硬件电路图如图2-1所示。Word资料.图2-1电路图2.2单片机AT89C51简介AT89C51是51系列单片机的一个型号,它是STC公司生产的。AT89C51是一个低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256
7、bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用STC公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的STC89C51单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C51有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,STC89C51可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起
8、,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本AT89C51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。其封装及引脚图如图2-2。图2-2 单片机外封装及单片机引脚图AT89C51具体介绍如下:①主电源引脚(2根)VCC(Pin40):电源输入,接+5V电源Word资料.GND(Pin20):接地线②外接晶振引脚(
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