电子琴课程设计 模拟电子琴发声控制系统.doc

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1、河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告模拟电子琴发声控制系统姓名：周鹏邓旭学号：310808030330310808030310专业班级：电信0803班指导老师：高如新苏珊所在学院：电气工程与自动化学院2011年11月26日摘要本设计是基于AT89S52单片机的电子琴的电路设计方法而制作。该方法利用单片机定时器来产生固定频率的方波信号以推动喇叭发出旋律。并使用LED显示器来显示音阶输入的相关消息，然后通过按下键盘组中的相对按键使喇叭发出相对音阶单音，并自动存储所输入的单音，之后再一起自动演奏出来，从而实现具有存储功能的电子琴系

2、统。本设计实现的功能是利用蜂鸣器作为发声部件，两个数码管作为显示部件，设置11个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音，并存储一首歌的内容，可以实现自动播放。它具有7个音阶的键盘，分别为DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI。每个音阶都对应着不同的频率，这样，我们就可以利用不同的频率组合构成我们想要的音乐。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时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，音乐发生器会根据用户

3、的弹奏，通过扬声器将音乐播放出来。介绍了一种基于AT89S52单片机的电子琴的电路设计方法。该方法利用单片机定时器来产生固定频率的方波信号以推动喇叭发出旋律。然后通过按下键盘组中的相对按键使喇叭发出相对音阶单音，并自动存储所输入的单音，之后再一起自动演奏出来，从而实现具有存储功能的电子琴系统。关键词：单片机、电子琴、音阶、频率目录摘要21、概述41.1电子琴概述41.2电子琴系统原理41.3设计任务及要求42、系统总体方案及硬件设计52.1系统硬件组成52.11AT89S52简介52.12音乐播放部分82.13电子琴弹奏部分82.2

4、具体发音原理82.3各部分电路图102.31晶振102.32复位电路102.33按键112.34发音113、软件设计123.1流程图123.2主程序代码134、Proteus软件仿真135、课程设计体会13参考文献14附录1源程序代码15附录2仿真图231概述1.1电子琴概述电子琴又称作电子键盘，属于电子乐器(区别于电声乐器)，发音音量可以自由调节。音域较宽，和声丰富，甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，表现力极其丰富。它还可模仿多种音色，甚至可以奏出常规乐器所无法发出的声音（如合唱声，风雨声，宇宙声等）。另外，电子琴在独奏时，还可随

5、意配上类似打击乐音响的节拍伴奏，适合于演奏节奏性较强的现代音乐。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。本文利用AT89C51单片机的强大功能，通过软件产生不同频率的声音信号，经相应的放大电路后，在扬声器中发出8个音节。

6、可以弹奏出不同的曲子。1.2电子琴系统原理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，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然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时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。只要向若将不同的音节与一定的节拍组合在一起形成一定的曲调，因此只要一单片机I／0口，通过软件，控制其输出不同频率的信号，就可以产生8个基本音节。将音节以一定的节拍进行组合，便可以产生歌曲。乐曲中每一音符对应着确定的

7、频率。如果单片机某个口线输出“高～低”电平的频率和某个音符的频率一样，那么将此口线接上喇叭就可以发出此音。1.3设计任务及要求本系统分为两个部分，一个是音乐播放，另一个就是电子琴弹奏。通过开控制播放音乐或者进行电子琴弹奏。本系统利用蜂鸣器作为发声部件，当播放音乐时，弹奏按键无效；当进行弹奏时，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，两个数码管作为显示部件，显示输入的信息。2系统总体方案及硬件设计2.1硬件组成2.11AT89S52简介1.概述AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有

8、8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，图2-2AT89S52单片机拥有灵巧的8