单片机设计-简易电子琴

1、电子设计报告 基于51单片机的多功能电子琴班级：计算机科学与技术 组员：赵晨 张玥一、作品简介：漂亮的外观，清澈洪亮的声音，闪闪发亮的彩灯，相信早已吸引住你的眼球！这是一款纯手工打造的电子琴，实为接近MM、生日礼物必备佳品。二、作品功能：可以演奏出基本的8种音调：Do、Re、Mi、Fa、SO、La、Si、高音Do； 演奏的同时会以数字显示出当前的音调，利于培养乐感；可以自动演示这8个音调；可以演奏内置生日快乐歌。自动演奏时，LED进行节拍指示。使用方法：通过按下方的8个音调键演奏乐曲；按演示按钮可以自动演奏这8种音调；按奏乐按钮可以演奏生日快乐歌；在自动演示和奏乐的过程中按停止键则中断演奏；音

2、量调节按钮可以选择音量大和小。三、基本原理：一定频率产生声音，频率高低决定音调。利用单片机输出脉冲信号经放大后送给喇叭，便可发出声音。本制作中巧妙地利用了单片机的定时器，让定时器中断一次就对改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波，这也是数字电路产生声音的方法。本作品使用AT89S52型单片机，ISP在线下载使得修改芯片里面的内容相当简单，便于作品的升级与优化。由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把

3、一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。 本次设计中单片机晶振为12MHZ，那么定时器的计数周期为1MHZ，假如选择工作方式1，那T值便为T= 216-5105/相应的频率 ，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据：TABLE DW 64580，64684，64777，64820，64898，64968，65030四、实验目的：（1）能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。（2）熟悉8051单片机的内部结构

4、和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。（3）为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。（4）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。五、硬件电路：1.八颗独立按键加上两颗功能键，按键需接上拉电阻。S1S8为音调按钮，S9、S10为演奏按钮：2.喇叭驱动电路，speaker接单片机的P1.0口，喇叭安装在箱体中：3.LED电路，led接单片机的P1.1口。注意，这里的LED是那种通电自己会闪的，这样才能有视频中的效果：4.数码管电路，选用共阳数码管，ADP依次接单片机P0.0P0

5、.7：六、软件设计/*多功能电子琴简要说明：P1.0口输出各音调的频率方波 本程序可方便地更改内置音乐的内容编写：FengShuo，Esen更新时间：10/03/39晚*/#include<reg52.h>#define SPK P1_0 /定义方波输出口#defineLED P1_1#define shumaguan P0 /定义数码管段码输出unsigned int tone1,tone2;0xfc,0x5c, /*Re*/0xfc,0xc1, /*Mi*/0xfc,0xef, /*Fa*/0xfd,0x45, /*So*/0xfd,0x92, /*La*/0xfd,0xd0,

6、 /*Si*/0xfd,0xee, /*Do*/0x00,0x00 /音符间隔，只要间隔时间小于65ms时，用作拍子之间的短暂停顿;/*生日快乐歌音调表*/unsigned char code shengri_tone= 1,0,1,2,1,4,3,0, 1,0,1,2,1,5,4,0,1,0,1,8,6,4,3,2,0,7,0,7,6,4,5,4,0 /0代表不发声，即停顿；数字即为音调;/*生日快乐歌节拍表*/ unsigned char code yinfu=0xfb,0xe9, /*Do*/unsigned char code shengri_beat= 24,1,24,48,48,4

7、8,72,5,24,1,24,48,48,48,72,5, 24,1,24,48,48,48,48,72,5,24,1,24,48,48,48,72,5 /节拍，即tone表各音调的延时; /*自动演示音调表*/8,0,7,0,6,0,5,0,4,0,3,0,2,0,1,0;/*自动演示节拍表*/unsigned char code48,1,48,1,48,1,48,1,48,1,48,1,48,1,48,2;/*15ms延时子程序，用于节拍*/void delay(void)unsigned char n=15;while(n-) unsigned char i;for(i=0;i<1

8、25;i+);/*定时器0初始化*/void initTimer(void) TMOD=0x01; /定时器0，工作方式1;定时器1，工作方式1 TH0=tone1;TL0=tone2;/*定时器0中断服务程序*/void timer0(void) interrupt 1 TH0=tone1;TL0=tone2;SPK=SPK; /取反，以产生方波/*演奏子程序1*/void play1(void) unsigned char m=0;unsigned char s;unsigned char a=1;while(1) EA=0;LED=0; unsigned char code yanshi

9、_tone= 1,0,2,0,3,0,4,0,5,0,6,0,7,0,8,0, yanshi_beat= 48,1,48,1,48,1,48,1,48,1,48,1,48,1,48,2,a=shengri_tonem; /取音符s=shengri_beatm; /取节拍tone1=yinfu2*a-2;tone2=yinfu2*a-1;EA=1;while(s-) delay(); LED=1;m+;if(m>=33) return; /数值是shengri相关表中的元素数量/*演奏子程序2*/void play2(void)unsigned char m=0;unsigned char

10、 s;unsigned char a=1;while(1) EA=0;LED=0;a=yanshi_tonem;s=yanshi_beatm;tone1=yinfu2*a-2;tone2=yinfu2*a-1;EA=1;while(s-)delay(); LED=1;m+;if(m>=32) return;/*按键检测*/void check_key(void) P2=0xff;P3=0xff; /设置为输入状态switch(P2) /检测按键，输出数码管、载入定时器初值、允许中断 case 0xfe:shumaguan=0xF9;tone1=0xfb;tone2=0xe9;EA=1;b

11、reak;case 0xfd:shumaguan=0xA4;tone1=0xfc;tone2=0x5c;EA=1;break;case 0xfb:shumaguan=0xB0;tone1=0xfc;tone2=0xc1;EA=1;break;case 0xf7:shumaguan=0x99;tone1=0xfc;tone2=0xef;EA=1;break;case 0xef:shumaguan=0x92;tone1=0xfd;tone2=0x45;EA=1;break;case 0xdf:shumaguan=0x82;tone1=0xfd;tone2=0x92;EA=1;break;case

12、0xbf:shumaguan=0xF8;tone1=0xfd;tone2=0xd0;EA=1;break;case 0x7f:shumaguan=0x79;tone1=0xfd;tone2=0xee;EA=1;break;default: EA=0;SPK=0;shumaguan=0xff;/如果没有键按下则关闭中断和数码管 switch(P3) case 0xfb:play1();break;case 0xf7:play2();break; /*主程序*/void main(void)initTimer();shumaguan=0xff;TR0=1;ET0=1;SPK=0;while(1)

13、check_key(); /*END*/八、调制日志2010年3月22日星期一我们领了实验装置，并对已安装好的键盘进行上电（+5v）测试，发现其为低电平触发。并对七段LED显示管进行引脚测试。晚上上网查了一下LM386的外部接口电路。2010年3月24日星期三按照LM386的接口电路图，在实验板上进行焊置安装，但是发现其供压为+16v而实验要求是5v，不知道能否工作。2010年3月27日星期六我们对LM386功放电路进行加压（+5v）测试发现，其能工作：即输出端可看到余弦波形，但是振幅比较小，而且不够稳定。这天时间充裕我们又把七段LED显示器进行焊接，加压测试，可以正常工作。2010年3月28

14、日星期日我们完成了软件的设计。用仿真软件进行模拟没有错误。OK2010年3月29日星期一我们将程序考到了51单片机上，进行产品测试，但是没有成功。喇叭不响然后我们将单片机的输出端接示波器，当键位按下后可看波形改变，说明单片机没有问题。对电路检查没有发现错误，分析原因可能是电路的电压问题。经过讨论决定放弃该电路，重新焊接功放电路。2010年4月1日星期四我们重新焊接了电路，测试后成功。但是无法完成放音功能。调试程序 2010年4月2日星期五进行最后调试，预期功能可以实现。设计成功！九、心得体会在理论课上，我们学习了一些关于51单片机的知识。这次实验课，把课本上的知识拿到实际中去应用，其中还是遇到了很多之前想象不到的问题。但是通过自学，我们完成了不少课堂上并没有掌握的内容。不论是程序上的，还是硬件电路连接上的。从自己亲自动手实践的过程中，我们团队成员都能尽自己的一份力，大家共同协作，共同发现问题，解决问题。这次实验中，