八按键简易电子琴地设计制作.doc

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1、八按键简易电子琴的设计制作1.功能分析和方案论证说明（1）功能分析a.采用AT89C2051CPU，设计时钟电路和复位电路，上电复位和手动复位，3V供电（2节电池）；b.具有电子琴输入按键8个，包含1～7和高音1；c.具有手动复位键1个，播放音乐和弹奏切换功能按键1个，在PCB图上标注“复位”、“功能切换”字样，这两个键在PCB图上分别布局于左右上角；d.有发光二极管显示程序运行状态（用1个发光二极管指示对应的1个按键，实际是8个发光二极管，只用1个代表）；e.采用扬声器输出声音信号；f.实现电子琴功能并且至少有一首存储歌曲。g.发挥部分即时编辑音乐并且可回放，可实现实现定时

2、器功能，产生和弦音。（2）方案论证说明a.设计思路1）选择AT89C2051单片机，通过T0定时中断，并配合P3.4引脚输出音频频率；2）P3.4引脚输出接扬声器；3）通过P1.0-P1.7接入八个按键，包含1～7和高音1，通过查询方式，获取输入；4）P3.7引脚接入一个指示灯，每有按键按下指示灯就亮一次；5）通过P3.2引脚接入功能按键，实现播放音乐和弹奏的切换，中断方式接入。b.硬件电路设计电子琴的硬件电路由4部分组成：单片机、时钟与复位电路、选择按键输入电路和扬声器组成电路框图如下所示。c.AT89C2051单片机性能、特点在我国MCS-51系列单片机，尤其是Phili

3、p公司的80C51及其派生产品受到普遍欢迎。美国ATMEL公司生产的与MCS-51系列完全兼容的内含闪电存储器型单片机AT89C2051后来居上，大有取代MCS-51系列中EPROM之势。其中AT89C2051单片机是AT89C51系列中结构最紧凑，体积最小的单片机，它的片内有2k字节闪烁存储器，管脚封装为20引脚，与8751单片机时钟与复位电路选择按键输入电路扬声器图1电子琴硬件电路设计框图相比只去掉P0口、P2口，片内多一个模拟电压比较器。用它设计产品，外围元器件少，接口技术简单，缩小电路板面积，成本低，开发容易，可广泛应用于小型简单不需很多I/O口控制的各种智能产品设计

4、，现已得到开发人员广泛认可。1)硬件结构1.1AT89C2051主要特点　　（1）指令与MCS-51芯片兼容。（2）内含2k字节的可反复电气烧录及擦除内存。（3）工作电压2.7V至6V。（4）工作频率最高至24MHz。（5）内含128字节RAM。（6）15条可编程控制I/O线。（7）一个模拟电压比较器。1.2　硬件结构　　硬件结构如图1所示。图1　AT89C2051管脚图1.2.1引脚电气性能AT89C2051单片机的P口特点    P1口：P1口是一个8位双向I/O端口，其中P1.2～P1.7引脚带有内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别

5、作为片内精密模拟比较器的同相输入(AIN0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流，并能直接驱动LED显示。    对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。    P3口：P3.0～P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻的7个双向I/O端口。P3.6是比较器输出端，用于固定输入片内比较器的输出信号并且它作为一通用I/O口引脚而只读。P3.6位用于内部比较器输出控制，无法做一般I/O控制，P3口输出缓冲器可吸收20mA电流。对端口写1时，通过内

6、部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。P3.2、P3.3外部中断端口。    在稳定的状态条件下Io低被外部限制如下：1）每个管脚的最大IOL15mA注85规格2）每个8位口的最大IOL26mA3）IOL输出最大总和71mA4）如果IOL超过测试条件VOL可能会超过相应规格不能保证超过测试电流1.2.2内部单元Ⅰ、运算器1）算术／逻辑部件ALU：用以完成+、-、*、/的算术运算及布尔代数的逻辑运算，并通过运算结果影响程序状态寄存器PSW的某些位，从而为判断、转移、十进制修正和出

7、错等提供依据。2）累加器A：在算术／逻辑运算中存放一个操作数或结果，在与外部存储器和I/O接口打交道时，进行数据传送都要经过A来完成。3）寄存器B：在*、/运算中要使用寄存器B。乘法时，B用来存放乘数以及积的高字节；除法时，B用来存放除数及余数。不作乘除时，B可作通用寄存器使用。4）程序状态标志寄存器PSW：用来存放当前指令执行后操作结果的某些特征，以便为下一条指令的执行提供依据。PSW：(D0H)      D7    D6    D5    D4    D3    D2    D1    D0