模拟电子琴设计

1、 课程设计IV 设计说明书模拟电子琴设计学生姓名 牛浩兴 学 号 1018014070 班 级 计本102班 成 绩 指导教师 蒋璞 数学与计算机科学学院2013年 9 月 14 日 课程设计任务书2013 2014 学年第 二 学期课程设计名称： 课程设计IV10171010） 课程设计题目： 模拟电子琴设计 完 成 期 限： 自2013年9月1日至2013年9月14日共2 周一、目的任务：依据实验器材提供的功能，利用定时器产生的不同音阶频率的基本方法，使数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴键驱动喇叭发声。二、设计内容：1. 复习相关课程内容：微机原理及应用课程相关内容；汇编语言程序设

2、计的相关内容；熟悉模拟电路、数字电路的相关知识；2. 熟悉实验相关器材的主要功能。3. 在上述基础上，根据课程设计的基本要求，完成以下各项任务(反映在设计说明书中)：（1）题目要求涉及的硬件电路图及摘要说明。（2）题目的工作原理及相应描述。（3）程序流程框图。（4）程序文本输入及实验完成。指导教师： 冯永政 教研室负责人：课程设计评阅评语： 指导教师签名： 年 月 日摘 要本次设计的主要内容是用AT89S51单片机为核心控制元件，利用定时器,发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出不同的音调，利用不同的频率的组合，可构成我们想要的音乐，从而设计成一个与键盘、扬声器等

3、模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器的简易电子琴 。本系统运行稳定，硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，所开发的程序通过调试运行、仿真验证，实现了设计目标，具有一定的实用和参考价值。关键词：单片机；按键、扬声器、音阶目 录1 课题描述12问题分析和任务定义23硬件电路设计34 程序设计45电路仿真与分析106调试、测试与结果分析117总结12参考文献131 课题描述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，构成我们所想要的音乐了，对于单片机，可以利用定时器,发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波

4、后,就会发出不同的音调，利用不同的频率的组合，从而设计成一个与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器的简易电子琴 。本次设计主要应用AT89C51单片机为核心控制元件,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴，通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序人口，实现用户自编歌曲。2问题分析和任务定义 本次设计主要通过对AT89C51的基本认识，利用定时器,发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出不同的音调，利用不同的频率的组合，从而设

5、计成一个与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器的简易电子琴。在操作过程中应满足以下要求： (1)电子琴设有16个按键，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴； (2)利用定时器,可以发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，可以发出不同的音调； (3)使数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴键，按下数字键发出相应的音调，PB0作为定时器门控信号，OUT1发出音频信号，驱动喇叭。(4)通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序人口，实现用户自编歌曲；该系统在使用过程中，应该

6、实现以下基本功能： (1)按要求连接电路图，当按下数字键1、2、3、4、5、6、7时可以发出相应的音调； (2)通过不同的数字键组合，可以自编曲目； (3)利用protues仿真软件，装载程序，实现对电子琴的仿真。3硬件电路设计 电子琴设计硬件电路图，如图3.1所示：图3.1 电子琴设计硬件电路图 4 程序设计4.1 程序流程图 (1)主程序流程图 本次课程设计实现了一个以AT89C51单片机为核心控制元件,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，通过按键，实现用户自编曲目的简易电子琴。主程序流程图如图4.1所示：图4.1 电子琴设计主程序流程图(2)音频脉冲产生程序流程图要产生音频脉冲，只要

7、算出某一音频半周期的时间然后利用T0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。音频脉冲产生程序流程图如图4.2所示：图4.2 音频脉冲产生程序流程图4.2 程序代码CODE              SEGMENT ;DZQ.ASM              

8、          ASSUME CS:CODE,DS:CODECONTROL     EQU 43hCOUNT0        EQU 40hCOUNT1        EQU 41hCOUNT2        EQU 42hIOCONPT 

9、60;     EQU 0FF2BHIOBPT             EQU 0FF29HIOAPT            EQU 0FF28HPA               

10、    EQU 0FF21H ;字位口PB                   EQU 0FF22H ;字形口PC                  EQU 0FF23H ;键入口ORG 18F0HSTART:

11、          JMP START0BUF                DB ?,?,?,?,?,?KZ                   DB ?LTIME &

12、#160;           DB?LKEY           DB ?ZP                  DW ?DATA1:       

13、   DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h                      DB 86h,8eh,0FFH,0ch,89h,0deh,0c7h,8ch,0f3h,0bfh,8FH,0F1HDATA3:    

14、0;     DW 2273, 2024, 1805, 1704                      DW 1517, 1353, 1205, 1136START0:     MOV AX,CS        &#

15、160;            MOV DS,AX                     CALL BUF1             &#

16、160;       MOV AL,88H                     MOV DX,IOCONPT                   

17、  OUT DX,AL                     MOV DX,IOBPT                     MOV AL,00   

18、60;                 OUT DX,AL                     MOV ZP,OFFSET BUFREDIKEY:    CALL DISPKEY 

19、60;                   CMP KZ,09h                     JNC REDIKEY       

20、0;             CMP KZ,01h                     JC REDIKEY              

21、       MOV BX,ZP                     MOV AL,KZ                     MOV

22、 BX,AL                     CMP BX,OFFSET BUF+5                     JZ ZP1    

23、60;                INC BX                     MOV ZP,BX           

24、0;         JMP OUTTONEZP1:             MOV ZP,OFFSET BUFOUTTONE:   MOV DX,IOBPT                 

25、0;  MOV AL,0FFH                    OUT DX,AL                    MOV AL,KZ     &#

26、160;              MOV AH,00h                    DEC AX              &#

27、160;     SHL AX,1                    MOV BX,OFFSET DATA3                    ADD BX,AX 

28、;                    MOV AX,BX                    CALL T8253        &#

29、160;           MOV CX,20h CON1:         PUSH CX                    CALL DISP     

30、;               POP CX                    LOOP CON1              

31、      MOV DX,IOBPT                    MOV AL,00                   OUT DX,AL  

32、60;                 JMP REDIKEY T8253:        PUSH AX                    MOV AL, 76h

33、; 计数器1, 16位二进制,方式3。         MOV DX, CONTROL                    OUT DX, AL               &#

34、160;    POP AX                    MOV DX, COUNT1                    OUT DX, AL   

35、;                  MOV AL, AH                     OUT DX, AL         &

36、#160;           RET;-DISPKEY:    CALL DISP                    CALL KEY           

37、;         MOV AH,AL ;NEWKEY                    MOV BL,LTIME ;LTIME                

38、60;   MOV BH,lKEY ;lKEY                    MOV AL,01h                    MOV DX,0FF21H  &#

39、160;                 OUT DX,AL                    CMP AH,BH           

40、         MOV BH,AH ;BH=NEWKEY                    MOV AH,BL ;AL=TIME                &#

41、160;   JZ DISK4                    MOV BL,88h                    MOV AH,88h DISK4:  &

42、#160;     DEC AH                   CMP AH,82h                   JZ DISK6    

43、0;              CMP AH,0eh                    JZ DISK6              &#

44、160;    CMP AH,00h                   JZ DISK4                   MOV AH,20h     &

45、#160;            DEC BL                   JMP DISK7DISK4:        MOV AH,0fhDISK6:     

46、0;  MOV BL,AH                   MOV AH,BHDISK7:        MOV LTIME  ,BL             

47、60;     MOV lKEY,BH                   MOV KZ,BH                  MOV AL,AH     &

48、#160;             RETKEY:           MOV AL,0FFH                   MOV DX,0ff22h  

49、0;               OUT DX,AL                  MOV BL,00h               &

50、#160;   MOV AH,0feh                   MOV CX,08h KEY1:        MOV AL,AH              

51、     MOV DX,0FF21H                   OUT DX,AL                   ROL AL,01h    &

52、#160;             MOV AH,AL                  NOP                  NOP&

53、#160;                 NOP                  NOP               

54、;   NOP                  NOP                  MOV DX,0ff23h          &

55、#160;       IN AL,DX                  NOT AL                  NOP      

56、;            NOP                  AND AL,0fh                  JNZ KEY2 

57、;                 INC BL                  LOOP KEY1              

58、     JMP NKEYKEY2:         TEST AL,01h                   JE KEY3             

59、60;     MOV AL,00h                   JMP KEY6KEY3:         TEST AL,02h            

60、60;      JE KEY4                  MOV AL,08h                   JMP KEY6KEY4:    

61、     TEST AL,04h                   JE KEY5                   MOV AL,10h     

62、;              JMP KEY6 KEY5:        TEST AL,08h                   JE NKEY    &#

63、160;             MOV AL,18hKEY6:        ADD AL,BL                  CMP AL,10h      &#

64、160;           JNC FKEY                  MOV BL,AL                  MOV BH,0h

65、60;                 MOV SI,OFFSET DATA2                  MOV AL,BX+SI           

66、       RETNKEY:        MOV AL,20hFKEY:          RET DATA2:       DB 07h,04h,08h,05h,09h,06h,0AH,0BH        

67、60;          DB 01h,00h,02h,0fh,03h,0eh,0ch,0dhDISP:         MOV AL,0FFH ;00H                   MOV DX,PA   &#

68、160;               OUT DX,AL                   MOV CL,0DFH ;20H ;显示子程序 ,5ms           

69、;        MOV BX,OFFSET BUFDIS1:         MOV AL,BX                   MOV AH,00H         

70、60;         PUSH BX                  MOV BX,OFFSET DATA1                  ADD BX,AX &

71、#160;                MOV AL,BX                  POP BX              &#

72、160;   MOV DX,PB                  OUT DX,AL                  MOV AL,CL        &#

73、160;         MOV DX,PA                  OUT DX,AL                  PUSH CXDIS2:  

74、;       MOV CX,0a0H                  LOOP $                  POP CX     

75、60;            CMP CL,0FEH                 JZ LX1                  INC BX                 ROR CL,1