毕业设计（论文）-基于单片机的电子琴设计

1、目录摘要1第一章导言21.1电子琴概述21.2本设计任务31.3主要系统功能3第二章电子琴的硬件设计42.1系统的硬件组成42.2 AT89S52单片机及其引脚说明52.2.1主要特征：72.2.2引脚描述：82.3电子琴的实现原理11第三章系统软件设计143.1系统主程序设计流程图143.2系统主程序设计(见附录214)结束语15参考文献16附加记录117附加记录218第19页四川信息职业技术学院毕业设计指导(论文)摘要整个设计是扣3346389410或301225000。自从单片机问世以来，其性能一直在不断提高和提高，其资源可以满足许多应用的需要。此外，单片机还具有集成度高、功能强、速度快

2、、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉的特点。因此，它已广泛应用于工业控制、智能仪器、数据采集与处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域，并正在逐步取代现有的多芯片微机应用系统。人们越来越重视单片机的发展潜力。虽然市面上的电子琴非常齐全和精致，但毕竟由于价格的原因，不可能进入普通人的家中，而且庞大的身体使得携带起来极其麻烦。因此，在这里我们可以用单片机来实现一个简单的电子琴。尽管它的功能比市场上买不到的要好，但它至少体积小，便于携带，价格便宜。八个按钮可以代表八种不同的声音，它们可以相互混淆形成不同的音乐，你可以随意播放你想表达的音乐。这种电子琴可以作为儿童玩具，至少市场上买不起电子琴的人可以

3、有一点接触。由于功耗低、温度范围宽、抗干扰能力强以及满足一些特殊要求，各种采用互补金属氧化物半导体技术制作的单片机扩大了单片机的应用范围，进一步促进了单片机性能的不断发展。现在，单片机在农业上有许多应用。关键词：AT89S52，驱动电路，控制第一章引言1.1电子风琴概述虽然市面上的电子琴非常齐全和精致，但毕竟由于价格的原因，不可能进入普通人的家中，而且庞大的身体使得携带起来极其麻烦。因此，在这里我们可以用单片机来实现一个简单的电子琴。尽管它的功能比市场上买不到的要好，但它至少体积小，便于携带，价格便宜。七个按钮可以代表七个不同的音符，它们可以相互混淆形成不同的音乐，你可以随意演奏你想表达的简单

4、音乐。这种电子琴可以作为儿童的玩具，至少对于那些不愿意在市场上购买电子琴的人来说是这样。电子乐器结构复杂，声源是晶体管产生的电振动，通过音色循环产生各种音色；同时，颤音效果是通过调频产生的，各种乐器的音效是通过调幅产生的。电子琴的外观与普通键盘乐器非常相似，只是有些种类多了一排踏板键盘，而触摸式键盘通常分为两层。键盘式电子钢琴声音丰富、优美，配有变声装置，可以发出各种不同的音色。它可以作为一种独特的乐器演奏，也可以代替传统的管风琴和钢琴进行音乐教学。传统乐器的声音是由机械装置产生的，而电子钢琴的声音是由电产生的。振荡器根据需要产生一定频率的振荡信号，振荡信号经分频器分解成不同频率的信号，送到放

5、大器，放大器放大信号，驱动扬声器发声。键盘实际上是一些开关。如果没有键盘，多种频率信号将一起进入放大器，扬声器发出的声音将是杂乱的，而不是音乐。按下键盘上的一个键相当于打开一个开关，只允许一定频率的信号进入放大器，扬声器就会发出声音。这样，按照一定的演奏规则，你就可以演奏出美妙的音乐。电源的任务是给每个部件供电。这一次，电子琴设计有7个按钮和7个音符。然后使用模拟音频放大模块使音乐广播的声音更大。用户可以通过这7个键的随机组合生成一首简单的音乐。1.2本设计任务(1)电子琴的按钮由7个按钮组成，设计为7种不同的中间音符。(2)你可以随意播放你想表达的简单音乐。1.3系统的主要功能该电子琴由AT

6、89S52单片机和7个按钮组成，设计有7个中间音。然后，使用音频放大模块(由两个三极管和电阻组成的模拟电路构成的简单模拟放大模块)使音乐播放的声音更大。通过这七个键的随机组合，用户可以生成不再相同的音符。所以很容易使用。第二章电子琴的硬件设计2.1系统的硬件组成电子琴的硬件仿真图如图2-1所示。它由以下组件组成：单片机AT89S52，电源，7个按钮，音频放大模块(电路)由三极管和电阻模拟组成。电源部分：电源部分由两部分组成。一部分是通过变压、整流和稳压，从220伏市电中获取5V电压，维持系统正常运行；系统板的硬件连接：(1)用导线将“单片机系统”区域的P3.7端口连接到“音频放大模块”区域的S

7、PK输入端口；(2)用8芯扁平电缆将“单片机系统”区域的P1.0-P1.7端口连接到键盘区域的按钮端口；图2-1电子琴硬件仿真图2.2 AT89S52单片机及其引脚说明AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器。它包含4k字节的系统内可编程闪存只读程序存储器，可重复擦除1000次。该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储技术制造，兼容标准的MCS-51指令系统和80C51引脚结构。该芯片集成了一个通用的8位中央处理器和网络服务提供商闪存单元。强大的微型计算机AT89S51可以为许多嵌入式控制应用提供一个经济有效的解决方案。AT89S52具有以下特性：40个引脚、4k Bytes

8、闪存片内编程存储器、128字节随机存取数据存储器(RAM)、32个外部双向输入/输出(I/O)端口、5个中断优先级2级中断嵌套中断、2个16位可编程定时器计数器、2个全双工串行通信端口、看门狗(WDT)电路和片内时钟振荡器图2-2 at89s 52的引脚图1.中央处理器中央处理器是单片机的核心，完成操作和控制功能。MCS-51中央处理器可以处理8位二进制数或代码。2.内部数据存储器(内部随机存取存储器)AT89S52芯片中有256个随机存取存储器单元，但最后128个单元被专用寄存器占用，只有前128个单元可以作为用户存储可读写数据的寄存器。因此，内部数据存储器通常指前128个单元，或简称为内部

9、随机存取存储器。3.内部程序存储器(内部只读存储器)AT89S52有4KB的屏蔽只读存储器，用于存储程序、原始数据或表格，所以它被称为程序存储器，简称为内部只读存储器。4.计时器/计数器AT89S52有两个16位定时器/计数器来实现计时或计数功能，并用计时或计数结果来控制计算机。5.并行输入输出端口AT89S52有四个8位输入输出端口(P0、P1、P2、P3)，实现数据的并行输入输出。在实际培训中，我们使用了P1端口，并通过P1端口连接了8个发光二极管。6.串行端口AT89S52单片机具有全双工串口，实现单片机与其他设备之间的串行数据传输。串口功能强大，既可以作为全双工异步通信收发器，也可以作

10、为同步移位器。7.中断控制系统AT89S52单片机的中断功能强，能满足控制应用的需要。AT89S52有五个中断源，即两个外部中断、两个计时/计数中断和一个串行中断。所有中断分为两个优先级：高电平和低电平。此外，AT89S52的设计和配置具有0Hz的振荡频率和可由软件设置的省电模式。在空闲模式下，中央处理器停止工作，而内存定时器计数器、串口和外部中断系统可以继续工作。在掉电模式下，振荡器被冻结以保存内存数据，芯片的其他功能被停止，直到外部中断被激活或硬件被复位。同时，该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式，以满足不同产品的需求。2.2.1主要特征：在89 s 52中央处理器与MCS

11、-51兼容4k字节可编程闪存(寿命：1000个写入/擦除周期)全静态运行：0Hz-24KHz三级程序存储器安全锁128 * 8位内部随机存取存储器32条可编程输入/输出线两个16位定时器/计数器6个中断源可编程串行通道低功耗空闲和掉电模式片内振荡器和时钟电路2.2.2引脚描述：VCC:电源电压GND:接地。P0端口：P0端口是一个8位开漏双向输入输出端口，每个引脚可以吸收8TTL栅极电流。当P1端口的引脚首次写入1时，它被定义为高阻抗输入。P0可用于外部程序数据存储器，可定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程中，P0被用作原始代码的输入端口。当FIASH检查时，P0输出原始代码，P0的外部

12、必须拉高。P0端口有三个功能：一、外部扩展存储器，作为数据总线(如图1所示D0D7为数据总线接口)b、外部扩展内存，作为地址总线(如图1 A0A7为地址总线接口)当它没有被扩展时，它可以被用作一般的输入/输出，但是没有内部上拉电阻。当用作输入或输出时，它应连接到外部上拉电阻。P1端口：P1端口是一个带有内部上拉电阻的8位双向输入输出端口，P1端口缓冲器可以接收和输出4TTL栅极电流。P1端口引脚写入1后，内部拉高，可用作输入。当P1端口被外部下拉到低电平时，它将输出电流，这是由于内部上拉。在闪存编程和验证中，P1端口被视为第八个地址。P2端口：P2端口是一个带有内部上拉电阻的8位双向输入/输出

13、端口。P2端口缓冲器可以接收和输出四个TTL栅极电流。当P2端口写入“1”时，其引脚由内部上拉电阻上拉，用作输入。因此，当它用作输入时，P2端口的引脚被外部拉低，电流将被输出。这是由于内部上拉。当P2端口用于访问具有16位地址的外部程序存储器或外部数据存储器时，P2端口输出地址的高8位。当给出地址“1”时，它利用内部上拉。当读写外部8位地址数据存储器时，P2端口输出其特殊功能寄存器的内容。P2端口在闪存编程和验证期间接收高阶八位地址信号和控制信号。当扩展外部存储器时，将其用作地址总线B.它用作内部带有上拉电阻的通用输入/输出端口；P3端口：P3端口引脚是8个带有内部上拉电阻的双向输入/输出端口

14、，可以接收和输出4个TTL栅极电流。当P3端口写入“1”时，它们在内部被拉高并用作输入。作为输入，P3端口将输出电流(ILL)，因为外部下拉低，这是由于上拉。P3端口也可以作为AT89S52的一些特殊功能端口，如表2-2-1所示：P3端口引脚特殊函数P3.0RXD(串行输入端口)P3.1TXD(串行输出端口)P3.2(外部中断0)P3.3(外部中断1)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外部输入)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7外部数据存储器读取第一遍表2-2-1 P3港AT89S52功能表P3端口引脚的特殊功能P3.0RXD(串行输入端口)P3.1TXD(串行输

15、出端口)P3.2(外部中断0)P3.3(外部中断1)P3.4T0(定时器0外部输入)P3.5T1(定时器1外部输入)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD(外部数据存储器读取第一遍)P3端口同时接收一些用于闪烁编程和编程验证的控制信号。在第二个功能中制作P3港的每一行的条件是：A.串行输入/输出正在运行(RXD、TXD)；b、打开部门中断(INT0，INT1)；C.计时器/计数器处于外部计数状态(T0，T1)执行指令(研发，WR)读写外部随机存取存储器环境影响评估/VPP访问和内存控制信号：1.当连接到高电平时：中央处理器读取内部程序存储器并扩展外部程序存储器：当读取的内部程序存储器

16、超过0FFFH(8051)1FFFH(8052)时，它自动读取外部程序存储器。2.当连接到低电平时：中央处理器读取外部程序存储器。RST复位信号：输入信号连续2个以上机器周期处于高电平时有效，用于完成单片机的复位初始化操作。XTAL1和XTAL2外部晶体振荡器引脚：当使用芯片的内部时钟时，这两个引脚用于应时晶体和微调电容的外部连接；当使用外部时钟时，它用于连接外部时钟脉冲信号。AT89S52系列单片机串口说明：AT89S52系列单片机中有一个串行I/O端口，可以通过引脚RXD(P3.0)和TXD(P3.1)以全双工串行异步方式与外围电路通信。串口的基本特征：AT89S52单片机的串口有四种基本

17、工作模式，通过编程可以使其工作在任何模式，以满足不同应用的需要。其中，模式0主要用于外部移位寄存器扩展单片机的输入输出电路；模式1主要用于两台计算机之间或与外围电路的通信；除了模式1的功能之外，模式2和3也可以用于多计算机通信，以形成分布式多微机系统。串口有两个控制寄存器，用于设置工作模式、发送或接收状态、特征位、数据传输波特率(每秒传输的位数)和中断标志等。串行端口有一个数据寄存器SBUF(特殊功能寄存器中的字节地址是99H)，这是发送和接收所共有的。发送时，只写不读；接收时，只读，不写。在某些情况下，将数据写入襄阳UF会启动发送过程。读取SBUf会启动接收过程。串行通信的波特率可以编程。在不同的工作模式下，由时钟振荡频率的分频值或定时器Tl的计时溢出时间决定，使用非常方便灵活。2.3电子琴的实现原理1.它主要分为两部分：(1) 8键键盘识别；(2)产生不同音符的方法；扬声器的产生原理：只要扬声器通过的电流大小会发生变化，它就能使扬声器发出声音。因此，如果程序连续输出1-0-