电子琴说明书

湄洲湾职业技术学院2013届毕业设计产品说明PAGE湄洲湾职业技术学院电子琴说明书系别：电子工程系年级：10级专业：电气自动化技术姓名：小聪学号：1001020277导师姓名：陈辉煌职称：教授201目录1．前言 12．系统设计参数要求 23．系统设计 33.1系统设计总体框图 43.2各模块原理说明 43.2.1最小系统STC89C52模块 43.2.2控制按钮模块 53.2.3显示模块功能 53.2.4发声模块 63.3系统总原理图说明 63.4系统印刷版图 63.5系统的操作说明 63.6系统操作注意事项 7参考文献 8致谢语 9附录 10附录一.电路总原理图 10附录二.系统印刷电路板图 11附录三.源程序 12附录四.元件清单 161.前言随着电子技术飞速的发展，以及在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高。单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他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。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用STC89C52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和16个led小灯。主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。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，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。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来制作电子琴。2.系统设计技术参数要求键盘用于弹奏音乐，八个按键8种音符。单片机通过输出各种电脉冲信号开驱动控制各部分正常工作。单片机发送的信号分别经过LED显示电路通过译码最终在LED小灯和声音电路通过扬声器显示出来。单片机内置歌曲，通过按键转换模式，弹奏模式和演奏模式与LED闪烁模式。（5）电路供电电源5V。3.系统设计3.1系统设计总体框图蜂鸣器蜂鸣器晶振电路按键复位STC89C52键盘输入（模式切换）图3-1系统设计总体框图3.2各模块原理说明3.2.1最小系统AT89C52模块STC89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，STC89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。STC89C52主要管脚说明：VCC（40脚）：供电电压GND（20脚）：接地RST：复位输入。/EA/VPP(31脚)：当/EA为低电平时，不管是否有内部程序存储器，只选用片外存储器，外部程序存储器地址为：0000H-FFFFH。反之当单片机上电或复位后选用片内程序存储器。XTAL1（19脚）：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2(18脚)：来自反向振荡器的输出。单片机最小系统采用5V电源供电，利用晶振电路给单片机工作运行提供脉冲。图3-2最小系统3.2.2控制按钮模块键盘电路中，八个按键即为八个对应的音符，他们分别连接到P3的八个口上，按键不按下则没有触发信号，按键按下时，为低电平，对应P3口有触发信号，通过控制模块模块的控制，使得整个系统具有灵活性，实用性。如下图3-3所示。图3-3控制按钮模块3.2.3显示本次设计的显示电路主要是十六个发光二极管流水灯显示，当按下流水灯控制按键时，则调用流水灯程序，将产生的方波信号送至P0与P2口所接的十六个发光二极管，根据不同的高低电平发光，实现流水灯功能。如下图3-4所示图3-4控制按钮模块3.2.4声音由于一首音乐是许多不同音节组成的，而每个音节对应不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率组合，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来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系找到就可以了。利用三极管构成一个达林顿结构。首先当单片机Ｐ1.0口输出一个高电平，由两个三极管构成的达林顿成能导通，导通后又能对电流又一定的放大作用，这样传到扬声器时信号能让我们听的更清楚。如下图3-5所示图3-5发音模块3.3系统总原理图说明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的时钟频率，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8个音阶，可以在键盘上演奏，并通过扬声器发声。3.4系统的印刷电路板的制作见附录二3.5系统的操作说明1.接好电路中的电源供电线、打开电路总开关与排线。2.检查好电路板中没有短路现象、电源供电线、驱动电路开关与负载供电线、负载供电线都接好后通电使用。3.电路安装好后，通电即可正常使用。3.6系统的操作注意事项1.通电使用前先对照电路板与电路图是否有错焊、漏焊、短路、开路、元器件相碰等现象，有要处理好后再使用。2.通电使用前先检查好电路板是否与电源供电线、驱动电路开关与负载供电线、负载供电线之间相互接反，不得在接错的情况下通电，要处理好后再使用。3.通电使用时人体不得与电路板线路任何一个部位相碰，防止触电，注意安全。4.应把电极片与电路板隔离，避免电极片与电路板上元器件相碰触发生短路现象。5.通电时应把电路板放在绝缘物体上，避开其他导电物体避免发生短路现象。6.使用时闻到烧焦味、发现元器件或集成块冒烟烧毁应立即断开电源，待电路板查明原因处理好后才可以继续通电使用。7.调试电路时应小心操作，避免万用表笔或其它导电工具造成人为短路。8.更换电路板元件、焊接时应断开电源后再操作避免造成元器件击穿或电路短路现象。参考文献[1]何立明，单片机应用系统设计[M]，北京航空航天大学出版社，1990[2]张道德，单片机接口技术（C51版）[M],北京中国水利水电出版社，2007[3]张靖武，周灵彬，单片机系统的Proteus设计与仿真[M]，北京电子工业出版社，2007[4]沈德金，MCS-51系列单片机接口电路与应用程序实例，北京航空航天大学出版社,1990[5]胡汉才，单片机原理及接口技术，清华大学出版社,1996[6]潘立民,王燕芳.微型计算机控制技术，人民邮电出版社,1990[7]邵敏权,刘刚.单片机原理实验及应用，吉林科学技术出版社,1995.1[8]陈汝全，实用微机与单片机控制技术，电子科技大学出版社,1995.7[9]张艺刚主编.单片机原理与接口技术[M]北京：北京航空航天大学出版社，2005-9-1[10]胡宴如主编.模拟电子技术[M]高等教育出版社，2008-2-1[11]赵利主编.数字电子技术[M]冶金工业出版社，2009-1-1[12]李华.单片机Ｃ语言编程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2005-8-1[13]李萍．AT89S51单片机、原理、开发与应用实例[M]．北京：中国电力出版社．2008-7[14]张晔、王玉民等．单片机应用技术[M]．北京：高等教育出版社．2006-3[15]付家才等．单片机控制工程实践技术[M]．北京：化学工业出版社．2004-5致谢词三年前，这个校园是我的梦想。

三年后，微笑回首来路，一幕幕，宛在昨天。

人生就是如此吧，每个段落结束的时候，我们总会感慨时光飞逝。同门求学是一种缘分，更显融洽和谐。无数次结伴同游，无数次对酒当歌，无数次谈天说地、嬉笑怒骂，无数次寻找快乐。曾经一样的悲欢，注定在未来的日子里，我们可以共同分享许多美好的回忆。尽管就要各奔东西，但三年同窗之谊，我们会成为一生的朋友。

首先要感谢的是养育我的父母，他们给了我无私的爱，我深知他们为我求学和生活所付出的巨大的牺牲和努力，至今我一直无以为报，在这里仅表达我对他们的深深地思念和感恩。

其次我要感谢我的导师陈辉煌老师，您在百忙中抽出时间耐心地指导我，对毕业作品提出不足并教我怎么去改进创新。再次，感谢翁娟钗辅导员，您在生活上和工作上给了我很大的帮助。还要感谢各学科的老师们，如李清生老师、郑维清老师、叶志琼老师、赵立琼老师、李志杰老师、宋进老师、林寿光老师、梁锋林老师、许振龙老师、杨阿弟老师等传授了我很多知识，在学业上给了我很大帮助。使我真切切的体会到了老师们的良苦用心，系部的所有老师，对我们的学习、生活，健康都十分的关注。除此之外，还对我的生活给予关怀，使我可以顺利的完成在校外的毕业设计任务同学和老师们。三年，充实快乐。感谢生我养我的父母，感谢给予我帮助的老师，感谢我的同学，感谢我的室友，是你们，让我觉得生活如此美好。在此，对所有帮助过我的人表示衷心的感谢。附录附录一：电路总原理图附录二：系统印刷电路板图附录三：源程序/*8个按键发出8个基本音，能播放内置音乐，音乐跟随灯光闪烁*/sfrP4=0xe8;//定义P4组I0口#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitspeaker=P1^4;//喇叭接30脚sbitkey1=P1^0;//流水灯按键(暂时)sbitkey2=P1^1;//播放音乐按键（暂定）uchara,b,num1,s1num,n1,n2;charnum;//定义num为可以负数ucharcodeyinfu[]={0xfb,0xe9,//Do0xfc,0x5c,//Re0xfc,0xc1,//Mi0xfc,0xef,//Fa0xfd,0x45,//So0xfd,0x92,//La0xfd,0xd0,//Si0xfd,0xee,//Do# 0x00,0x00, //间隔};ucharcodeshengri_tone[]={1,0,1,2,1,4,3,0,//生日快乐音调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};ucharcodeshengri_beat[]={24,1,24,48,48,48,72,5,//节拍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};ucharcodeledtable[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,//取反0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//P0组口的发光二极管代码（焊接过程可能会相反，具体更改）ucharcodeledtable2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,//取反0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//P2组口发光二极管代码,相反！voidcheck_key();//改为P3组为按键voidkeyscan();voidturn();//顺时针流动voidback();voidqianhou();voiddangshuang();voiddelay(uintz);//延时函数声明voiddelay1(void);//声明第二个延时函数voidplay1(void);//播放生日快乐voidmain(){ s1num=0;//流水灯种类标志 key1=1; key2=1; TMOD=0x01; TH0=a; TL0=b; ET0=1;//打开定时器，但是未允许中断 TR0=1; while(1) { check_key(); keyscan(); }}voidtime0()interrupt1{ TH0=a; TL0=b; speaker=~speaker;}voidcheck_key(){ P3=0xff;//先赋给P2组口高电平 switch(P3)//按下一个键相应4个灯亮 { case0xfe:P0=0xee;P2=0x77;a=0xfb;b=0xe9;EA=1;break;//P0,P2组为发光二极管组 case0xfd:P0=0xdd;P2=0xbb;a=0xfc;b=0x5c;EA=1;break;//注意：EA不能改为TR0 case0xfb:P0=0xbb;P2=0xdd;a=0xfc;b=0xc1;EA=1;break; case0xf7:P0=0x77;P2=0xee;a=0xfc;b=0xef;EA=1;break; case0xef:P0=0xee;P2=0x77;a=0xfd;b=0x45;EA=1;break; case0xdf:P0=0xdd;P2=0xbb;a=0xfd;b=0x92;EA=1;break; case0xbf:P0=0xbb;P2=0xdd;a=0xfd;b=0xd0;EA=1;break; case0x7f:P0=0x77;P2=0xee;a=0xfd;b=0xee;EA=1;break; default:EA=0;speaker=0;//P0=0xff;P2=0xff; }}voiddelay(uintz){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidkeyscan(){ if(key1==0) { delay(5); if(key1==0) { s1num++; while(!key1); if(s1num==1) { turn(); } } if(s1num==2) { back(); } if(s1num==3) { qianhou(); } if(s1num==4) { dangshuang(); } if(s1num==5) s1num=1; } if(key2==0) { delay(5); while(~key2); play1(); }}voiddelay1(void)//第二个延时函数{ucharn=15;while(n--){uchari;for(i=0;i<125;i++);}}voidplay1(void)//播放生日快乐{ucharm=0;uchars;ucharc=1; P0=0xaa; P2=0x55;while(1){EA=0;c=shengri_tone[m];//取音符s=shengri_beat[m];//取节拍a=yinfu[2*c-2];b=yinfu[2*c-1];EA=1;while(s--){delay1(); P0=~P0; P2=~P2;}m++;if(m>=33)return;//数值是shengri相关表中的元素数量}}/*以下为N种流水灯流动花式*/voidturn()//流水灯顺时针走动（5次）{ for(num1=0;num1<8;num1++) { for(num=0;num<8;num++) { P0=ledtable[