基于51单片机的电子琴课程设计

1、 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

2、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：SM 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

3、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。 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

4、.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

5、.19 4.2 软件调试 .19 4.3 仿真结果 .20 4.4 结果分析 .20 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 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

6、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