简易电子琴设计

1、摘 要随着电子技术的发展，数字系统正朝着速度快、容量大、体积重量轻的方向发展。在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。其中尤其单片机技术的不断发展，使得单片机在日常生活用品中的应用越来越广泛。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小

2、，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中 本文利用AT89C52单片机，设计了一种简易玩具电子琴，可以分别演奏1-7个音节的中、高音节。本文详细介绍了电子琴的工作原理及硬件软件设计，并制作了实物，测试结果显示，系统运行良好。关键字：单片机；电子琴；电子电路AbstractWith the development of electronic technology,digitalsystemis moving fast,large capacity, the volume and the weight ofthe light direction. Under its impetus,th

3、e modern electronic productspenetrated almost everyfield of the society,a strong impetus to the developmentof social productive forcesand the social informationization degreeis improved,simultaneously also makes the modern electronic productsto further improve the performance,product upgradinghave b

4、ecome increasingly fast pace.Especially,the continuous development ofSCMtechnology,which makes theMCU applicationin daily life more andmore extensive in thearticles of.As the single chip computer,is a typicalembedded microcontroller(MicrocontrollerUnit),usually abbreviated as MCUEnglishlettersMCU,it

5、was first used in industrialcontrol field.Chip bychipCPUprocessorwhich hasevolved.The first design isby and large number of peripheral devicesintegrated in a CPU chip,the computer system so that smaller,more easily integratedinto the complex andvolumerequirementsofcontrol devicesstrictlyusing theAT8

6、9C52 microcontroller,the design of asimpletoy electronic organ,can respectivelyplay 1-7syllables,inhighsyllable.This paper introduces in detail theworking principle and design ofhardware and softwareof the electronic organ,and create a physical,test results show that,the system is running well.Keywo

7、rds: single chip microcomputer; electronic organ; electronic circuit 目 录前 言 .5第1章 单片机系统概述 .5 1.1电子琴系统设计思路与总体方案 .6 1.2电子琴系统的工作原理 .6 1.3零件用量表 .7第2章 电路的硬件/软件设计及其仿真 .8 2.1硬件部分各个功能模块的介绍 .8 2.2软件程序设计的流程及原理 .11 2.3 Protus软件仿真 .11第三章 电路的安装与调试 .12第四章 设计总结 .13附 录 .14 附录A C语言程序 .14参考文献 .18前 言目前单片机是应用渗透到我们生活的各个

8、领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机是踪迹。导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通讯与数据传输、工业自动化过程的实时控制和数据处理、广泛使用的各种智能IC卡、民用豪华轿车的安全保障系统、录像机、摄影机、全自动洗衣机的控制、以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。我们所熟知的是单片机在测试控制领域中的广泛应用，但是除了这些之外，单片机还有一些有趣的应用。比如，使用单片机可以驱动蜂鸣器或者扬声器发出声音并且还可以控制其发出不同的声调，从而连接起来构成一首歌曲。目前市场上有很多种音乐模块或者音乐芯片，可以直接产生各种曲子。但是

9、这种模块价格比较昂贵，电路结构也相对比较复杂。如果系统中仅需要产生简单的音符或者简短的曲子，可以使用单片机配合简单的扬声器而产生所需要的音乐效果。一般来说，单片机不像其他专业乐器那样能奏出多种音色的声音，即不包含相应幅度的谐波频率。单片机演奏的音乐基本都是单音频率。因此单片机演奏音乐比较简单，只需要清楚“音调”和“节拍”就可以。本文使用AT89C52单片机设计了一个简易玩具电子琴，能够演奏1-7个音节的中、高音节，该设计能够使我们掌握用定时器的控制播放乐曲原理和设计方法，对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了单片机的软硬件开发工具的

10、使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速，因此此课题对自己的就业有非常现实与积极的意义。第一章 单片机系统概述1.1电子琴系统设计思路与总体方案 系统设计的思路及方案：该电子琴通过AT89C52芯片控制电路中接14个按键，可以分别演奏1-7个音节的中、高音节。1-7音节的控制按键接P1口，P1口加上拉电阻增大电流作用，中、高音节分别接P2.0-2.2口。设计中扬声器处利用三极管的放大特性实现放大扬声的作用，电路中还用到复位电流，晶振电路。1.2电子琴系统的工作原理系统组成结构图：1.3零件用量表元件名称型号数量备注元件名称AT89S51AT89C521A

11、T89S51电阻2003电阻扬声器0.5W / 81扬声器四爪微型轻触开关15四爪微型轻触开关三极管一个S85501三极管一个万用电路板1510cm1万用电路板40pin活动 I C座140pin活动 I C座九头针1九头针串口下载1串口下载232芯片1232芯片第2章 电路的硬件/软件设计及其仿真2.1硬件部分各个功能模块的介绍 系统电路原理图如下：1） 电源部分：常用外部电源供电，外部+5v 直流电源。2） 晶振电路部分：晶振是一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，一提供稳定，精确的单频震荡。晶振电路的作用是为系统提供基本的时钟信号。3） 复位电路模块：采用手动复位的方式进

12、行复位，单片机在启动时需复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，按下复位按键系统从初始状态开始工作。4） .音节按键模块：AT89C52芯片控制电路中接14个按键，可以分别演奏1-7个音节及中、高音节。1-7音节的控制按键接P1口，P1口加上拉电阻增大电流作用，低、中、高音节分别接P2.0-2.2口。5） 扬声器放大模块：扬声器处利用三极管的放大特性实现放大扬声的作用。2.2软件程序设计的流程及原理 1）.程序流程图：2.3 Protus软件仿真 利用Protus软件进行仿真，实现功能按下音节按键扬声器发出对应音节,仿真图如下：第3章 电路的安装与调试1） 将画好的PCB图形打印出来，

13、将其印制到裁好的电路板上，经过腐蚀等到所画的电路图，在经过打孔 ，根据原理图焊接元器件，将电路焊接完成。焊接过程中出现的一些问题：应打孔过小如：三极管，插针不好插入和焊接；因焊接技术不够，在焊接时焊接的焊点不圆滑，焊锡过多导致不美观等。2） 对电路进行调试，将写好的程序导入单片机中进行调试。经过多次调试 ，实验成功。 第四章 设计总结通过两个星期的实训，我对单片机有了更深入的体会。我了解和掌握了一些编程思想和对I/O口的使用。这次实训通过单片机的I/O口来控制频率。在编程的过程中，可以说是比较顺利，只是模仿其他的编程思路，在加上一些自己的思想来完成这次实训的任务。对单片机的I/O口的使用条件有

14、更深的理解，对单片机各个管脚功能的理解也加深了，以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步。这次的课程设计让我把单片机的理论知识用在实践中，实现了理论与实践的结合，从中更懂得理论是实践的基础，实践能检验理论的准确性，让我受益匪浅，对我以后参加工作或者继续学习将会产生巨大的帮助和影响。作为整个电子信息科技与科技学习体系的有机组成部分，课程设计的一个重要功能，在于运用学习成果，检验学习成果。运用学习成果，把课堂上学到的系统化的理论知识，尝试性的应用于实际设计工作，并从理论的高度对设计工作的现代化提出一些有针对性的建议和设想。检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综

15、合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。在近两星期的日子里，经过这次设计我学到很多很多的的东西，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。课程设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。而且通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相

16、结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 最后，感谢我们这个设计团队，每个人都发挥所长，互相帮助，互相学习，共同进步。正是每个人的艰辛付出，得以让这次课程设计圆满完成，从中也让我懂得团队合作的重要性，要做好一件事情人与人之间的合作和沟通是少不了的。做完这个课设大家就可以放假回家过年了，祝大家新年快乐，万事如意。附 录附录A C语言程序#include #include sbit beep = P34; /喇叭 #define uchar unsigned char#defi

17、ne uint unsigned int#define SW_P0 P0 #define SW_P2 P2unsigned char code tone=115,102,91,86,77,68,61,57,51,45,43,38,34,30;/中、高音的音阶 uchar tone_H,tone_L; /*/延时函数 延时x ms/*/void delay_1ms(uchar x)uint i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j120;j+);/*/定时产生相应频率 音乐播放/y=0 代表中音/y=7 代表高音/*/void sound(uchar x,uchar y) tone

18、_H=(65536-(tonex+y*8)/256; /计算初值tone_L=(65536-(tonex+y*8)%256;TH0=tone_H; /装入初值TL0=tone_L;TR0=1; /开启定时器0delay_1ms(500); /延时一会delay_1ms(500);TR0=0; /关闭定时器0void main()uchar key;beep=0; /关喇叭IE=0x82; /开定时器 1000 0010TMOD=0x01; /设定定时器0工作在方式1while(1)beep=0;SW_P0=0xff;SW_P2=0xff;key=SW_P2; /P0口按键扫描 中音控制switch(key)case 0x01: sound(0,0);break;case 0x02: sound(1,0);break;case 0x04: sound(2,0);break;case 0x08: sound(