毕业设计-基于at89s52单片机的电子琴设计

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1、摘要本设计对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。电子琴音色优美，音域较宽，和声丰富，表现力极其丰富。它可模仿多种音色，还可随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。它还能够作为独奏乐器出现，具有鲜明的时代特色，深受广大音乐爱好者的喜爱，又是我国广大中小学生学习音乐的重要工具，而且电子琴容易制作，价格便宜，有很好的市场前景。随着科技的不断发展，电子产品也在不断的进步。现在的电子产品越来越接近

2、智能化，性能也精益求精。现阶段，单片机发展日益成熟，且发展迅猛，以单片机为核心部件的电子琴将会比以555定时器为核心部件电子琴的性能更加稳定，而且依靠单片机强大的编程功能更易实现电子琴各音节所对应频率的产生。所以此次设计具有很现实的意义。本次设计的目的主要是复习并运用我们所学的单片机知识，同时通过本次设计能够对电子电路以及作图软件等方面的知识有进一步的认识并掌握；熟悉AT89S52单片机的内部结构和功能，合理利用其功能实现简单设计，能够完成相关软件编程设计工作；掌握一般的简单电子电路的设计方法。本次设计的主要内容是利用单片机编程设计出具有发出标准高中低的Dou，Ruai，Mi，Fa、Sou，L

3、a，Si，Dou（高音）21个音的功能并能通过9个按键控制的电子琴。它包括数码显示电路、时钟电路、复位电路、发声电路以及键盘接口电路。目录1概述11.1电子琴功能模式介绍11.2系统设计的任务与要求12系统总体方案及硬件设计22.1系统总体方案22.1.1定时/计数器的设计和状态字定义22.1.2音调数据表42.2总体硬件组成框图42.2.1主要芯片简介42.2.2子系统模块一62.2.3子系统模块二62.2.4子系统模块三62.2.5AT89S52复位模块72.2.6AT89S52晶振模块73软件设计83.1系统软件设计83.1.1内置歌曲输出83.1.2音阶键识别93.2系统总流程图104

4、Proteus软件仿真114.1程序仿真114.2proteus仿真115课程设计体会15参考文献16附1源程序代码17附2系统原理图221概述1.1电子琴功能模式介绍本次设计提出了用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个简易的电子琴。本方案以AT89S52单片机作为主控核心，与键盘、扬声器、显示等模块组成核心主控制模块在主控模块上设有7个按键和扬声器。在弹奏模式方面，可根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。而在播放音乐方面，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,再加上一定的延时作为节拍，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

5、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。查找想要播放歌曲的歌谱，翻译出对应的频率及延时节拍，存储到单片机存储单元里，再通过所编程序即可控制歌曲播放。1.2系统设计的任务与要求实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：利用蜂鸣器作为发声部件，1个数码管作为显示部件，设置8个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音。并在存储一首歌曲的内容，可以实现自动播放。用PROTEUS实现的电子琴仿真设计。说明：单片机的工作时钟频率为12MHz。222系统总体方案及硬件设计本系统采用单片机AT89S52为电子琴的控制核心，系统主要包括播放

6、模块、按键弹奏模块。下面对各模块的设计逐一进行论证比较。2.1系统总体方案本次设计提出了用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个简易的电子琴。本方案以AT89S52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7个按键和扬声器。根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。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。2.1.1定时/计数器的设计和状态字定义若要产生音频脉冲，只要算出某一音频

7、的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。利用AT89S52的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝95