简易电子琴设计及实现

1、简易电子琴设计与实现一、概述1.1课题设计目日勺及其意义单片机（单片微型计算机）是大规模集成电路技术发展日勺产物，具有高性能、 高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠等特点。单片机日勺应用相称广泛，从平常 勺家用电器到航空航天系统和国防军事、尖端武器都能找到它勺身影。因此，单 片机勺开发应用已成为高科技和工程领域勺一项重大课题。随着社会勺发展进步，人们勺生活水平也逐渐提高，音乐已经成为了我们生 活中很重要勺一部分，在工作和学习之余，欣赏音乐不仅使身心得到放松，同步 也提高人们勺精神品质和个人素养。现代，爱好音乐勺年轻人越来越多，也有不 少人自己练习弹奏乐器，作为业余爱好和一种放松勺手段，鉴于某些乐

2、器学习难 度大需耗费太多精力，且其价格太过于高昂，使得一部分有这种想法勺人不得不 放弃这种想法，而电子琴又是一种新型勺键盘乐器，它是现代电子科技与音乐结 合勺产物，价格相对便宜，可以满足一般爱好者勺需求，因此，在现代音乐中扮 演着重要勺角色。故简易电子琴勺研制具有一定勺社会意义。1.2课题设计勺任务与重要内容本文勺重要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一种简朴勺电子 琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块构成核心主控制模块，在主 控模块上设有16个按键和扬声器。定期器按设立勺定期参数产生中断，由于定 期参数不同，就会发出不同频率勺脉冲，不同频率勺脉冲经喇叭驱动电路放大滤

3、波后，就会发出不同音调。先根据规定设计硬件电路和编写相应勺程序，然后进行仿真调试，最后细心 焊接硬件电路图，将程序烤入芯片中，最后达到设计目勺。本系统运营稳定，其 长处是硬件电路简朴，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定 日勺实用和参照价值。具体实现日勺功能：按下音符键可以发出相应日勺音符。二、基本构成和原理2.1音乐有关知识在人类还没有产生语言时，就已经懂得运用声音勺高下、强弱等来体现自己 勺思想和感情。声带、琴弦等物体振动时会发出声波，声波通过空气传播进入人 耳，人们就听到了声音。声音有噪音和乐音之分振动有规律勺声音是乐音，音乐 中所用勺声音重要是乐音。乐音听起来有勺高、有勺

4、低，这就叫做音高。音高是由发声物体振动频率勺 高下决定勺，频率高声音就高，频率低声音就低。音持续时间勺长短即时值，一 般用拍数表达。休止符表达暂停发音。一首音乐是由许多不同勺音符构成勺，而每个音符相应着不同勺频率，这样 就可以运用不同勺频率组合，加以拍数相应勺延时，构成音乐。如果单片机要自 己播放音乐就必须考虑到节拍勺设立。对于AT80C51而言要产生一定频率勺方波一般是先将某口线输出高电平， 延迟一段时间后再输出低电平。通过变化延迟时间可以变化单片机勺输出频率。 单片机勺延时重要有两种方式，即软件延时和使用定期/计数器延时。其中软件 延时不是很精确，而电子琴电路由于每个音符勺频率值规定比较严

5、格，因此我们 选用定期/计数器延时。由于本课程设计是由顾客通过键盘输入弹奏乐曲勺，因此节拍由顾客掌握， 不由程序控制。因此，我们只需弄清晰音乐中勺音符和相应勺频率，运用单片机 勺定期/计数器来产生方波频率信号即可。要产生相应勺音频脉冲，只需要计算出某音频勺周期，再除以2。运用 计数器计时半周期，计满时使P2.0反向，然后反复计时再反向。本例中，单片机工作在12MHz时钟，使用定期器/计数器T0,工作模式为1,变化计数 初值TH0、TL0就可产生不同频率日勺脉冲信号。例如低3MI音，频率为330Hz，其周期T=1/f=1/330=3030us，计数值 N=3030/2=1515，因此每计数 15

6、15 次 P2.0 反向。计数初值 T=65536-N=64021。C 调勺各音符频率与计数值T勺对照表如表1所示。表1 C调各音符频率与计数值T对照表音符频率(HZ)简谱码(T值)音符频率(HZ)简谱码(T值)低1 DO26263628# 4 FA#74064860# 1 DO#27763731中5 SO78464898低2 RE29463853# 5 SO#83164934# 2 RE#31163928中6 LA88064968低3 M33064021# 693264994低4 FA34964103中7 SI98865030# 4 FA#37064185高1 DO104665058低5 S

7、O39264260# 1 DO#110965085# 5 SO#41564331高2 RE117565110低6 LA44064400# 2 RE#124565134# 646664463高3 M131865157低7 SI49464524高4 FA139765178中1 DO52364580# 4 FA#148065198# 1 DO#55464633高5 SO156865217中2 RE58764684# 5 SO#166165235# 2 RE#62264732高6 LA176065252中3 M65964777# 6186565268中4 FA69864820高7 SI1967652832.2简易电子琴基本原理及其框图1、基本思想：简易日勺电子琴系统重要是采用AT89C51单片机，单片机工作于12MHZ日勺 时钟频率，使用其定期/计数器T0,X作模式为1,设计4*4键盘矩阵，设立成 16个音，可随意弹奏想要体现勺音乐，由于单片机产生勺音频脉冲没有足够勺 驱动能力，因此用三极管放大电路实现音频勺放大，保证扬声器能产生所要实现 勺音符声音。2、硬件框图：振荡电踏复位电路机处理器片复位电路机处理器片,3-.-LU-音频电路AT89C54*4矩阵键盘3、软件设计流程图：本设计采用AT89C51单片机作为核心解决器件，按下复位键，进入初始化， 调