基于单片机的电子琴的制作

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1、河南理工大学1概述1.1设计目的通过对简易电子琴的课程设计，进一步加深对微机原理与单片机接口技术、模拟电子技术、数字电子技术等所学课程的了解和认识。学习把理论知识运用于实践制作实物，锻炼自己独立动手能力，同时也要学会运用软件仿真，学习分析问题，解决问题的方法和途径。了解电子琴发音原理，提升程序编写和运用的能力，充分利用自己专业知识，提高对本专业的学习兴趣。1.2设计要求结合单片机AT89C52和所提供元件，设计一个简易电子琴通过按键可以实现哆来咪发嗦啦嘻7种音阶高低音调的发音，音阶数字的显示，以及歌曲的自动播放功能。1.3单片机发声原理声音的产生是一种音频振动的效果，振动的频率

2、高则为高音，频率低则为低音，音频的范围为20Hz~200kHz之间，人类耳朵比较容易辨别的声音大概是200Hz~20kHz。一般的音响电路是以正弦波信号驱动扬声器，产生悦耳的音乐，在数字电路里，则是以脉冲信号驱动扬声器以产生声音，同样的频率，脉冲信号或正弦波信号产生的音效，单片机发声是使用定时器产生声音所需频率的方波（脉冲信号），经放大整形后送杨声器发出一个音，再按节拍送下一频率的声音，声音的节拍由延时程序给定，也就是说其发声的原理是：音调由不同的频率产生，由延时程序产生节拍，由定时器定时产生方波频率，如1KHZ频率的声音，周期是1mS，正负半周各500μs,当用6MHZ晶体，

3、定时方式1时，可计算定时器初值如下：（216-X）*12/6=500μS,X=65535-250=65285=FF05H。23河南理工大学2系统总体方案及硬件设计2.1总体方案本设计是为了实现电子琴发声控制系统，结合单片机AT89C52，通过控制单片机定时器的定时时间可以产生不同的频率脉冲，再用按键通过高低电平来控制7个音阶的高低两种音调，并用软件延时程序的调用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脉冲的持续时间，再运用三极管及电阻组成的放大电路来实现低音平功率的放大，利用蜂鸣器作为发声部件，数码管作为显示

4、部件。因此，可以先用单片机仿真软件Proteus连接设计好电路原理图，再从硬件与软件两部分进行分析与设计。2.2单片机AT89S52介绍AT89S52管脚主要功能特性：·兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写(>1000次）FlashROM·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz·2个串行中断·可编程UART串行通道·2个外部中断源·共6个中断源23河南理工大学·2个读写中断口线·3级加密位·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能单片机AT89S52主要管脚的介绍：VCC：AT89S52电源正端输入，接+5

5、V。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。在本设计中，P0端口前四位连接数码管，用于数码管的位寻址。  P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLAS

6、H编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。在本设计中端口连接数码管用于发音音符的显示。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。在本设

7、计中连接按键通过高低电平控制7个音阶。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。在本设计中连接控制按键。控制高低两个音调以及自动播放乐曲。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。23河南理工