基于51单片机的电子琴课程设计.doc

1 2 摘要摘要 本设计主要研究基于 AT89C52 单片机的简易电子琴设计 它是以 AT89C52 单片机作为主控核心 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 四位的数码管进行被操作的按键显示 用 NPN 型三极管 8550 实现低音频功 率放大 本设计硬件部分主要由最小系统 按键系统模块 数码管显示模块和蜂鸣 器模块组成 其软件部分主要有主程序模块 定时中断程序 定时计数程序 显示程序 1 最小系统 它是单片机应用系统的设计基础 它包括单片机的选择 时钟系统设计 复位电路设计 简单的 I O 口扩展 掉电保护等 2 按键系统模块 本设计采用 10 个按键 其中 7 个按键用来显示 7 个 音调 其它 3 个按键可以进行高低中音的切换 3 数码管显示模块 SM420562 段选端接在单片机的 P0 口 四个位选端 分别接在 P2 0 P2 1 P2 2 和 P2 3 4 蜂鸣器模块 此电子琴发音电路是通过三极管驱动蜂鸣器发音 经过 上拉电阻提高驱动能力 本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析 接着制作硬件电路 购 买电子器件进行焊接 之后编写软件的程序 最后进行软硬件的调试运行 并 且从原理图 主要芯片 各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述 利用单 片机产生不同频率来获得我们要求的音阶 实现高 中 低共 21 个音符的发音 和显示 基于单片机设计的简易电子琴 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 性价比高等 具有一定的使用和参考价值 3 目录目录 1 1 概述概述 4 1 1 设计背景 4 1 2 设计意义 4 1 3 设计任务 4 2 2 系统总体方案及硬件设计系统总体方案及硬件设计 5 2 1 总体设计 5 2 2 单片机选型 6 2 3 单片机的最小工作系统 6 2 3 1 时钟电路 6 2 3 2 复位电路 7 2 4 原理框图 7 2 5 显示部分设计 8 2 5 1 数码显示方式 8 2 5 2 八位数码管的结构 8 2 6 按键部分设计 9 2 6 1 操作键设计 9 2 6 2 键盘设计 9 2 6 3 去抖动 10 2 7 发音部分设计 11 3 3 系统软件设计系统软件设计 12 3 1 系统分析 12 3 1 1 系统软件的组成 12 3 1 2 系统总体功能流程图 13 3 2 参数计算 14 3 2 1 发音原理 14 3 2 2 计算举例 14 3 2 3 计算结果 14 3 3 程序设计 16 3 3 1 判断音阶 高中低音 子程序 16 3 3 2 播放子程序 包括自动播放存储音乐和按键发音 17 4 4 PROTEUSPROTEUS 软件仿真软件仿真 19 4 1 硬件调试 19 4 2 软件调试 19 4 3 仿真结果 20 4 4 结果分析 20 4 5 5 课程设计体会课程设计体会 21 参考文献 22 附 1 源程序代码 23 附 2 系统原理图 32 5 1 概述概述 1 1 设计背景 随着电子科学技术的飞速发展 电子技术正在逐渐改善着人们的学习 生 活 工作 因此开发本系统希望能够给人们带来更多的生活乐趣 基于当前市场上的玩具需求量增大 其中电子琴就是一个很好的应用方面 单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴的功能 从而可以实现电子琴 的微型化 可以用作玩具琴 音乐转盘以及音乐童车等等 并且可以进行一定 的功能扩展 鉴于传统电子琴可以用键盘上的 1 到 A 键演奏从低 So 到高 Xi 等 11 个音 从而也可以通过单片机实现对十个按键的扩展 实现七个音符 键的高 中 低 21 个音调的显示播放和任意音乐的自动播放 该设计将十个音 键制作成独立键盘 其中七个为音符键 三个为控制键 并用数码管进行显示 使电子琴的功能更加完美 不但可以实现对按键的显示 而且可以确定弹奏的 音调是那些音调 因此对于学习弹奏电子琴也有帮助 1 2 设计意义 该设计具有以下优点 可以方便得知播放的音符和音调 比传统电子琴功能更完善 制作简单 成本低 1 3 设计任务 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 四个数码管作