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1、郑州航空工业管理学院单片机课程设计说明书14届电子信息工程专业82班级题目学号姓名指导教师二О一六年十二月二十三日20目录摘要………………………………………3一、电子琴的基本原理…………………41.设计的内容2.整体的工作原理3.发音原理二、电子时钟的硬件设计………………51.硬件原理图2.键盘设计3.时钟电路4.复位电路5.元件清单6.数码管显示部分7.发音部分设计8.硬件调试三、电子时钟的软件设计………………91.键盘扫描程序2.功能转移程序3.琴键处理程序4.自动播放歌曲程序5.程序流程图6.设计源程序四、课
2、程设计总结与指导教师评语…1820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。我们对于电子琴如何实现其功能，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。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，它已经溶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AT89S51单片
3、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16个按键和扬声器。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，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。关键词：AT89S51单片机音色节拍器自动放音20一、电子琴的基本原理1、本次设计的内容是：利用所给键盘的16,15,14,13,12,11,10,9七个键，能够发出7个不同的音调，而且8,7,6按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按
4、键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调，p1.7控制着蜂鸣器发出声音，在此基础上我们组又增加了数码管显示部分，当发出1,2,3,4,5,6,7音调时通过p2口控制数码管是分别显示1,2,3,4,5,6,7当播放音乐时数码管分别显示1,2,3。2、整体工作原理：采用AT89C52单片机作为主控芯片，设置键盘、蜂鸣器等外围器件，另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键
5、显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器发音。AT89C52单片机是大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。同时具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，由于本设计主要用于人们娱乐方面，因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。具有经济可行性、技术可行性、实物应用性。3、发音原理：若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（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P1.7反相，然后重复计时再反相。就
6、可在P1.7引脚上得到此频率的脉冲。利用STC89C52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。 计算举例，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。计数脉冲值与频率的关系式是：N＝fi÷2÷fr，式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。其计数初值T的求法如下：T＝65
7、536－N＝65536－fi÷2÷fr例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求中音DO（261Hz）。T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580 20STC89C52单片机为12MHZ晶振，中音符与计数T0相关的计数值如表所示：音符频率（HZ）计数值（T值）音符频率（HZ）计数值（T值）低1DO26263628#4FA#74064860 #1DO#27763737中5SO78464
8、898低2RE29463835#5SO#83194934#2RE#31163928中6LA88064948低3MI33064021#中6LA#93264494低FA34964103中7SI96865030#4FA#370 64185低1DO104665058低SO 39264260#1DO# 110965085#5SO#41564331高2RE1175651
