基于单片机的电子琴设计

1、毕业论文（设计）毕业论文（设计） 基于单片机的电子琴设计基于单片机的电子琴设计 Electrotone Design Based on SCM 系系 别：别： 物理与电子信息工程系 专专 业：业： 电气工程及其自动化 年年 级：级： 07 级 目目 录录 摘摘 要要.III 第一章第一章 前言前言.1 1.1 系统开发背景.1 1.2 系统开发意义.1 1.3 设计目标.1 第二章第二章 方案论证方案论证.2 2.1 方案选择.2 第三章第三章 系统硬件设计及说明系统硬件设计及说明.2 3.1 系统组成及总体框图.2 3.2 元件简介.3 3.3 显示电路.8 3.4 各功能模块原理图.8 第

2、四章第四章 系统软件设计系统软件设计.12 4.1 音乐相关知识.12 4.2 如何用单片机实现音乐的节拍.12 4.3 如何用单片机产生音频脉冲.13 4.4 系统总体功能流程图.14 第五章第五章 电路仿真电路仿真.17 5.1 ISIS 软件介绍.17 5.2 仿真图介绍.17 5.3 仿真图.18 第六章第六章 PCBPCB 印制板制作印制板制作.19 6.1 印制板制作的要求.19 6.2 印制电路板图.19 第七章第七章 系统调试系统调试.19 7.1 软件仿真调试.19 7.2 软件调试.20 结束语结束语.20 参考文献参考文献.21 附录 1：元器件清单.22 附录 2：.2

3、3 主要电路原理图：.23 附录 3：程序文件.24 致致 谢谢.26 摘摘 要要 微型电子琴的设计以 AT89S52 单片机作为系统的核心控制部分，通过制作 硬件电路和软件的设计编写，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路 的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。设计中应用中断系统和定时/计数原理控 制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。可 以用它来弹奏和播放乐曲。特点是设计思路简单、清晰，成本低。 关键词： 单片机单片机 电子琴电子琴 AT89S52AT89S52 Abstract Miniature electronic design to AT89S52 MC

4、U as the core of the system control section, through making hardware circuit and software design of hardware and software, and then write the post-sale service, achieve finally circuit design instruments, hey, store and display function. Design application interrupt system and timing/counting princi

5、ple control of music voice, play device must be determined by happened to the beat of notes respectively with programming language realization. Can use it to play and play music. Characteristic is design ideas, with low cost and simple and clear. Key words: MCU Miniature electronic AT89S52 第一章 前言 1.

6、1 系统开发背景 随着电子科技的飞速发展，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多带来一点生活上的乐趣。 基于当前市场上的玩具市场需求量大，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实现电子琴的功能，从而实现电子琴的 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盘上的“k0”到“k16”键演奏从低 So 到 高 DO 等 16 个音，从而可以用来弹奏喜欢的乐曲。 1.2 系统开发意义 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机， 它具有高性能、高速度、体

7、积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它 的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用 已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，它是古典文化与现代文明的一个 浓缩体。基于单片机的电子琴开发不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐 文化的教育教学工作，而且由于它又具备现代音乐，特别是电子音乐、电脑音 乐的基本结构、特征，因而使我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音 乐的教学时，更直接、更简便。 1.3 设计目标 由于本设计主要用于人们娱乐方面，因此在设计上尽量使其安全以及简单 易操作。其次，在这次设计可行性上进行分析如下： 1、经

8、济可行性： 所谓经济可行性，即在这次设计上需要投入资金的多少，由于毕业设计是 没有项目资金，没有开发经费，因此在经济上必须能够承受。通过分析后，无 论是在器件价格或是常见度上均是可行的。 2、技术可行性： 技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成开发工作，硬 件、软件能否满足设计者的需要等。通过分析各种软件环境，硬件仿真环境等 均已经具备。 综上所述，本系统设计目标已经明确，在经济与技术上均可行，因此本系 统的开发是完全可行的。 第二章 方案论证 2.1 方案选择 方案一：用可控硅制作电子琴。将 220V 交流电经变压器降压，再经过整流、 滤波，获得+13.5V 直流电压。将单向可

9、控硅 SCR 和电阻、电容组成驰张振荡器 电路。但该设计方案制作成本高且复杂。 方案二： 采用 AT89C51 单片机进行控制，由于 AT89C51 不具备 ISP 功能， 因此 ATMEL 公司已经停产在市面上已经不常见，况且其 ROM 只有 4K 在系统将来 升级方面没有潜力。 方案三：采用 AT89S52 单片机进行控制，由于其性价比高，完全满足了本 作品智能化的要求，它的内部程序存储空间达到 8K，使软件设计有足够的内部 使用空间并且方便日后系统升级，使用方便，抗干扰性能提高。 鉴于上述对比与分析，本设计采用方案三 第三章 系统硬件设计及说明 3.1 系统组成及总体框图 硬件设计的任务

10、是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定 系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。 该设计要实现一种由单片机控制的电子琴，单片机工作于 12MHZ 时钟频率， 使用其定时/计数器 T0，工作模式为 1，改变计数值 TH0 和 TL0 可以产生不同频 率的脉冲信号。该设计具有 11 个音节的键盘，用户可以根据乐谱在键盘上进行 演奏，音乐发生器会根据用户的弹奏，通过扬声器将音乐播放出来。由于本例 实现的音乐发生器是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握， 不由程序控制。用单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现 的音乐，因为它没有足够的驱动能力，这

11、就需要音频功率放大电路。 本例使用国家半导体公司的低压音频功率放大器 LM386 来实现音频功放电 路。 键盘扫描 AT89S52 数码管显示 扬声器播放音乐 电源部分 图 3-1 系统结构图 3.2 元件简介 3.2.1 AT89S52 功能特性：AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在 系统可编程 Flash 存储器。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存储器技术制造， 与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可 编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 A

12、T89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方 案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工 作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复 位为止。1 主要性能：与 MCS-5

13、1 单片机产品兼容、8K 字节在系统可编程 Flash 存储 器、1000 次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序存储器 、32 个可编程 I/O 口线 、三个 16 位定时器/计数器八个中断源、全双工 UART 串行 通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指 针、掉电标识符。2 管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。 当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据 存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIAS

14、H 编程时，P0 口作为原 码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能 接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收， 输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且 作为输入。并因此作

15、为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由 于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器 进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉 优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器 的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的

16、缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 管脚备选功能: P3.0RXD（串行输入口） P3.1TXD（串行输出口） P3.2/INT0（外部中断 0） P3.3/INT1（外部中断 1） P3.4T0（记时器 0 外部输入） P3.5T1（记时器 1 外部输入） P3.6/WR（外部数据存储器写选通） P3.7/RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电 平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址 的地位字节

17、。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端 以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用 作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存 储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。 此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略 微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个 机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有

18、效的/PSEN 信 号将不出现。 /EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H- FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当 /EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期 间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。3 3.2.2 LM386 LM386 是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压 消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为 20。但在 1 脚和

19、8 脚之间增 加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至 200。输入端以地 为参考同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在 6V 电源电压下，它的静态 功耗仅为 24mW，使得 LM386 特别适用于电池供电的场合。LM386 是一种音频集 成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和 总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。4 LM386 的封装形式有塑封 8 引线双列直插式和贴片式。 增益增益 负端输入 正端输入 地 旁路 输出 LM386 电源 图 3-2 LM386 的封装形式 特性: (1)静态功耗低，约为 4mA，可用于电池供电； (2

20、)工作电压范围宽，4-12V or 5-18V； (3)外围元件少； (4)电压增益可调，20-200； (5)低失真度。 其典型电路如下图： 图 3-3 放大器增益=20（最少器件） 图 3-4 放大器增益=50 图 3-5 低频提升放大器 3.2.3 LED 数码管 本次毕业设计的显示电路采用 LED 数码管显示，LED（Light-Emitting DiodE）是一种外加电压从而流过电流并发出可见光的器件。LED 是属于电流控 制器件，使用时必须加限流电阻。LED 有单个 LED 和八段 LED 之分，也有共阴 和共阳两种。 常用的七段显示器的结构如图下图所示。发光二极管的阳极连在一起的

21、称 为共阳极显示器(如图 B 所示)，阴极连在一起的称为共阴极显示器(如图 c 所示)。 1 位显示器由八个发光二极管组成，其中七个发光二极管 a-g 控制七个笔画 （段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗，这种笔画式的七段显示器 能显示的字符较少，字符的开头有些失真，但控制简单，使用方便。 此外，要画出电路图，首先还要搞清楚他的引脚图的分布，在了解了正确 的引脚图后才能进行正确的字型段码编码。才能显示出正确的数字来。5 图 3-6 数码管引脚 3.3 显示电路 本次毕业设计的显示电路采用 LED 数码管显示，由于 LED 是属于电流控制 器件，使用时必须加限流电阻。通过单片机查表得出数码

22、管显示编码，传送给 数码管显示，以此来实现按键与显示程序的一致性。 3.4 各功能模块原理图 3.4.1 AT89S52 模块电路原理图 单片机主程序模块通过对键盘扫描程序信号的读取，在通过对应的表，取 出数码管显示编码和定时器初始值以产生不同的声音信号。在这一过程中，对 数码管编码是直接赋值，对声音信号则是通过中断程序进行控制。 EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00 39 P01 38 P0

23、2 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 89S52 Y21 C21 30pf C22 30pf RP2 VCC VCC 9 8 7 6 5 4 3 2 1 p07 p06 p05 p04 p03 p02 p01 p00 p10 4020 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 GND VCC R21 1K C23 470u VCC 图 3-7 AT89S52

24、模块电路原理图 3.4.2 键盘扫描模块电路原理图 对键盘扫描电路的扫描方式有行扫描法和线反转法，在此次程序编写中， 采用行扫描法，通过在 p20-p23 上循环送出 0 扫描信号，p24-p27 输入按键上 的高低电平信息给单片机，经处理程序，判断出是哪个开关按下，并送主程序 以实现不同功能。 k1k2k3k4 k5k6k7k8 k9k10k11k12 k13k14k15k16 P20 P21 P22 P23 P27 P26 P25 P24 图 3-8 键盘扫描模块电路原理图 3.4.3 数码管显示模块电路原理图 数码管显示模块核心是共阳级数码管，通过来自单片机 I/O 口的电平高低 来点亮

25、和熄灭数码管上的发光二极管，通过单片机送来的数码管显示编码可以 在数码管上显示数字和字符，使应用人员可以很容易的理解按键按下所对应的 音符。 a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS1 DPY_7-SEG_DP RP1 P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 图 3-9 数码管显示模块电路原理图 3.4.4 音频处理模块电路原理图 由于单片机驱动能力不够，在处理音符信号时，需加功率放大装置，因 LM386 芯片具有低功耗、高增益的特点，这合适单片机低功耗输出，所以加装 LM386 音频信号放大器对信号

26、进行放大。 1 2 3 45 6 7 8 LM386 R31 10K R32 470K C31 0.1u C32 10u VCC C33 1u C34 47u SPEAKER P10 图 3-10 音频处理模块电路原理图 3.4.5 电源模块电路原理图 由于本次设计的芯片的工作电压都为 5V，为了排除因为电压不稳定或者不 准确影响电路的工作和软件的调试，本次设计单独用 LM7805 设计了一个输出 5V 的电压的电路，如图 3-11 所示,其中 J0 为一变压器插排接口，输出电压在 7.5V，为直流电压，经过 LM7805 稳压后，得到本次设计所需的 5V 直流电源。 6 1 2 37805

27、10uF C11 470uF C12 R11 390 VCC DC7.5V 图 3-11 电源模块电路原理图 第四章 系统软件设计 本软件设计关键是要实现一种由单片机控制的简单音乐发生器，它由 16 个 音节组成的的键盘，用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，音乐发生器会根据 用户的弹奏，通过扬声器将音乐播放出来。 4.1 音乐相关知识 乐音听起来有的高，有的低，这就叫音高，音高是由发音物体振动频率的 高低决定的，频率高声音就高，频率低，声音就低，不同音调的乐音是用 C、D、E、F、G、A、B 表示的，这 7 个字母就是乐音的音名，它们一般依次唱 成 DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，这是

28、唱曲时乐音的发音，所以叫唱名。 音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示，休止符表示暂停发音。 一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同的频率，这 样就可以利用不同频率的组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。 4.2 如何用单片机实现音乐的节拍 除了音符以外，节拍也是音乐的关键组成部分。 节拍实际上就是音持续时间的长短，在单片机系统中可以用延时来实现， 如果 1/4 拍的延时是 0.4 秒，则 1 拍的延时是 1.6 秒，只要知道 1/4 拍的延时 时间，其余的节拍延时时间就是它的陪数。如果单片机要自己播放音乐，那么 必须在程序设计中考虑到节拍的设置，由于本例实现的音乐发生器是由用

29、户通 过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握，不由程序控制。对于不同的曲 调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。7音乐的音拍，一个节 拍为单位（C 调）具体如下表： 表 4-1 音乐节拍表 曲调值 DELAY 曲调值 DELAY 调 4/4 125ms 调 4/4 62ms 调 3/4 187ms 调 3/4 94ms 调 2/4 250ms 调 2/4 125ms 4.3 如何用单片机产生音频脉冲 了解音乐的一些基本知识后可知，产生不同频率的音频脉冲即能产生音乐， 对于单片机而言，产生不同频率有脉冲非常方便，可以利用它的定时/计数器来 产生这样的方波频率信号，因此，需要弄清楚音

30、乐中的音符和对应的频率，以 及单片机定时计数的关系。 在本实验中，单片机工作于 12MHZ 时钟频率，使用其定时/计数器 T0，工 作模式为 1，改变计数值 TH0 和 TL0 可以产生不同频率的脉冲信号，8在此情 况下，C 调的各音符频率与计数值 T 的对照如下表： 表 4-2 音符频率与计数值 T 的对照表 音符频率（HZ） 计数值（T 值） 音符频率（HZ） 计数值（T 值） 低 1DO 26263628#4FA#74064860 #1DO#27763737 中 5SO 78464898 低 2RE 29463835#5SO#83194934 #2RE#31163928 中 6LA 88

31、064968 低 3MI 33064021#6LA#93264994 低 4FA 34964103 中 7SI 96865030 #4FA#37064185 低 1DO 104665058 低 SO 39264260#1DO#110965085 #5SO#41564331 高 2RE 117565110 低 6LA 44064400#2RE#124565134 #6LA#46664463 高 3MI 131865157 低 7SI 49464524 高 4FA 139765178 中 1DO 52364580#4FA#149065198 #1DO#55464633 高 5SO 15686521

32、7 中 2RE 58764633#5SO#166165235 #2RE#62264884 高 6LA 176065252 中 3MI 65964732#6LA#186565268 中 4FA 69864820 高 7SI 196765283 T 的值决定了 TH0 和 TL0 的值，其关系为：TH0=T/256，TL0=T/256 4.4 系统总体功能流程图 N 定时器初始 化数码管显 示 0 主程序 开始 循环检测按键 Y 数码管显示 扬声器出声 图 4-1 主程序框图 按键子程序流程图如下： K1 键按下 K2 键按下 K3 键按下 K4 键按下 K5 键按下 K6 键按下 K7 键按下

33、数码管显示 0.，并 播放 mi 的低音 数码管显示 1.，并 播放 fa 的低音 数码管显示 2.，并 播放 so 的低音 K8 键按下 数码管显示 3.，并 播放 la 的低音 数码管显示 4.，并 播放 si 的低音 数码管显示 5，并播 放 do 的中音 数码管显示 6，并播 放 rE 的中音 数码管显示 7，并播 放 mi 的高阶中音 K9 键按下 K10 键按下 K11 键按下 K12 键按下 K13 键按下 K14 键按下 K15 键按下 数码管显示 8 并播 放 fa 的中音 数码管显示 9 并播放 so 的中音 数码管显示 A，并播 放 la 的中音 K16 键按下 数码管显

34、示 B，并播 放 si 的中音 数码管显示 C，并播 放 do 的高音 数码管显示 D，并播 放 re 的高音 数码管显示 E，并播 放 mi 的高音 数码管显示 F，并播 放 fa 的高阶高音 图 4-2 键盘子程序 第五章 电路仿真 5.1 ISIS 软件介绍 Protues ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。它 运行于 windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路。 该软件的特点是： (1)实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字 电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232

35、 动态仿真、I2C 调试 器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、 逻辑分析仪、信号发生器等。 (2)支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000 系列、 8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。 (3)提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调 试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系 统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如 Keil C51 uVision2 等软件。 (4)

36、具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分 析于一身的仿真软件，功能极其强大。本章介绍 Proteus ISIS 软件的工作环境 和一些基本操作。9 5.2 仿真图介绍 单片机：P0 口对应数码管编码输出端； P1.0 口做音乐信号输出端； P2 口做键盘扫描部分输入输出端。 键盘扫描：将 16 位开关通过矩阵连接，接出来四端接输入口（P0.4-P0.7）用 于键盘情况的输入，另外四端接输出口（P0.0-P0.3）用于给键盘扫 描信号。 数码管显示：在使用时一要接上拉电阻（这是有单片机 P0 口的物理特性决定的） ，二是要加限流电阻以使流进单片机的小于单片机所能承受

37、的电流。 音乐处理：LM386 将单片机 P1.0 口送过来的信号进行 20 倍的功率放大并送扬 声 器进行音乐的播出。10 5.3 仿真图 图 5.1 仿真图 第六章 PCB 印制板制作 6.1 印制板制作的要求 （1）电源线、地线应各设置一条总线； （2）线宽尽可能的宽； （3）应减少软线跳线的使用； （4）元器件排版要均匀，按模块排版，防止各模块信号干扰； （5）铜箔线不可以产生锐角。10 6.2 印制电路板图 图 6-1 PCB 板图 第七章 系统调试 电路调试是整个系统功能否实现的关键步骤，我们将整个调试过程分为三 大部分：硬件调试、软件调试和综合调试。 7.1 软件仿真调试 软件仿

38、真调试主要是针对单片机部分进行调试。 在软件运行前，先确保电路中连线正确，这一工作是整个调试工作的第一 步，也是非常重要的一个步骤。在这部分调试中主要通过目测，用来完成检测 电路中是否存在断路或者短路情况等。 在确保软件仿真电路正常，无异常情况(断路或短路)方可进行软件运行， 在本次设计中，软件运行主要是测试单片机键盘控制部分、数码管点亮部分、 和音频功放电路调试。 1、数码管 LED 电路调试：软件运行，随机按下按钮可以看到数码管显示数 字； 2、单片机键盘控制部分调试：软件运行，随机按动键盘可以发现各个按键 对应的音正确。11 7.2 软件调试 调试主要方法和技巧： 通常一个调试程序应该具

39、备至少四种性能：跟踪、断点、查看变量、更改 数值。整个程序是一个主程序调用各个子程序实现功能的过程，要使主程序和 整个程序都能平稳运行，各个模块的子程序的正确与平稳运行必不可少，所以 在软件调试的最初阶段就是把各个子程序模块进行分别调试。12 结束语 通过各方面努力，本次毕业设计任务完成，系统部分功能已实现。可以随 意演奏一首喜欢的曲子，并可以显示在数码管上。基本达到预定的效果。毕业 设计是专科学习阶段一次非常难得的理论与实践相结合的机会，通过这次系统 的项目设计提高了我运用所学的专业基础知识来解决面临实际问题的能力，同 时也提高了我查阅各种文献资料、设计手册、设计规范以及软件编程排版的水 平

40、。 参考文献 1刘兰香,张秋生.51 单片机应用与开发实例M.机械工业出版社，2005. 2杨美仙. 单片机的发展及其应用J. 科技信息(学术研究), 2007, 5（6）:198-201. 3李辉,宁祎,邓遵义. SPCE061A 单片机程序存储器的扩展技术J. 机电产品开发与创新, 2008, 3（2）:35-46. 4张军.AVR 单片机应用系统开发典型实例M.中国电力出版社，2005. 5陈小忠等.单片机接口技术M.人名邮电出版社，2005. 6马忠梅.单片机 C 语言程序设计M.北京航空航天大学出版社，2005. 7朱清慧.PROTEUS 教程：电子线路设计制版与仿真M.清华大学出版

41、社，2008. 8江思敏,姚鹏翼,胡荣等编著.Protues 电路设计教程M.清华大学出版社,2002. 9周景润,张丽娜.PROTEUS 入门实用教程M.机械工业出版社，2007. 10 李宏,张家田.液晶显示器件应用技术M.机械工业出版社，2005. 11 郭强等.液晶显示应用技术M.电子工业出版社，2005. 12曾峰，巩海波.印刷电路板（PCB）设计与制作M .电子工业出版社,2006. 附录 1：元器件清单 名称参数数量备注 键盘直键开关 16K1-K16 CC1-3V-30pf2C21,C22 CL10-3V-0.0047u1C33 CC1-3V-0.1u3C12,C13,C31

42、CD11-6.3V-10u1C32 电容 CD11-25V-470u3C11,C14,C23 RT-0.125-B-47017R32,RP1,RP2 RT-0.125-B-1K2R11,R21 电阻 RT-0.125-B-10K1R31 晶振 11.05926MHz1Y21 LM3861 78051 数码管 DIP101DPY 附录 2： 主要电路原理图： EA/VP 31 X1 19 X2 18 RESET 9 RD 17 WR 16 INT0 12 INT1 13 T0 14 T1 15 P10 1 P11 2 P12 3 P13 4 P14 5 P15 6 P16 7 P17 8 P00

43、 39 P01 38 P02 37 P03 36 P04 35 P05 34 P06 33 P07 32 P20 21 P21 22 P22 23 P23 24 P24 25 P25 26 P26 27 P27 28 PSEN 29 ALE/P 30 TXD 11 RXD 10 89S52 Y21 C21 30pf C22 30pf RP2 VCC VCC 9 8 7 6 5 4 3 2 1 p07 p06 p05 p04 p03 p02 p01 p00 p10 4020 p00 p01 p02 p03 p04 p05 p06 p07 GND VCC k1k2k3k4 k5k6k7k8 k9k

44、10k11k12 k13k14k15k16 P20 P21 P22 P23 P27 P26 P25 P24 R21 1K C23 470u VCC 1 2 3 45 6 7 8 LM386 R31 10K R32 470K C31 0.1u C32 10u VCC C33 1u C34 47u a bf c g d e DPY 1 2 3 4 5 6 7 a b c d e f g 8 dp dp DS1 DPY_7-SEG_DP RP1 1 2 37805 10uF C11 470uF C12 DC7.5V R11 390 SPEAKER VCC P07 P06 P05 P04 P03 P02 P01 P00 P10 附录 3：程序文件 ORG 0000H ;初始位置 00H JMP STARET ;跳到主程序 ORG 000BH ;定时器 0 中断起始单元 JMP TIME0 ;跳到中断程序 STARET: MOV TMOD,#B;设定工作方式为 1 MOV IE, #B ;开中断允许 SETB TR0 L1: CALL KEY ;调用键盘扫描程序 CLR EA ;关中断总允许 JB F0,L1 ;查询键盘按下标志 MOV A,22H ;将