基于单片机的电子琴 - 图文

嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 5 结论

经过上面的说明，分析及调试过程，我们知道了本课程设计的硬件系统是由音符输入模块、单片机控制模块、显示模块及扬声器输出模块，这几个模块组成；软件系统由手动模式、记录模式、回放模式及自动播放模式，这几个功能模式组成。

在整个调试的过程中我们遇到了一些问题，在解决这些问题的过程中，我们学到了一些书上没详细介绍的知识。下面我将根据根据整个设计过程中的思考、分析、讨论及调试过程做出如下结论性的说明：

1.功能键实现一键复用是一个明智的选择。由于我们进行调试所用的外扩电路板是面包板，如果外扩键盘，如不用核心板上上的8个独立按键，而是外扩4×4矩阵键盘，那样的话焊在面包板上会相当的麻烦。这样的话，一方面没充分利用核心板上的器件，同时增加了焊接的难度。但是，不外扩的话，核心板上的键盘又不够用。于是，我组采用了一键复用的方法，同时为了保证功能切换的实时性，我们将键8与单片机的外部中断接口相连。键8的复用，一方面，节约了设计的器件成本与实践的时间成本；另一方面，让我们对外部中断的利用有了新的理解。应该说，这是本设计中一个较为重要的设计点。

2.按键次数数码管显示及状态灯的使用，增加人机交流效果。我们知道了键8复用的原理，但是为了让演奏者明确电子琴所处的状态，我们用一个数码管显示出功能键所按的次数；用核心板上发光二极管显示电子琴所处的状态。

3.记录、回放、自动播放，这三个扩展功能增加了电子琴的吸引力。本次课程设计的最基本功能是模拟电子琴弹奏功能，在我组的努力下，同时为增加对所学知识的理解与掌握程度，我们扩展了这三个功能。调试时，这几个功能实现起来的效果还是不错的。

4.调试过程较为顺利，各个功能模块能较好的达到预期效果。如音符输入模块，按键能顺利完成其音符输入的功能，同时，显示模块及扬声器模块能实时显示和发声。

总的来说，整个设计、调试过程较为顺利；各个功能模块能较好的达到预期效果；各功能模块的主要参数均正常。

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嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 6体会

经过上述较为详细的分析、说明，我们知道了，本设计的硬件系统由音符信号输入模块，也即键盘输入模块，单片机控制模块，数码管及状态显示模块，扬声器输出模块这几个功能模块组成。软件系统由手动模式、记录模式、回放模式及自动播放模式这四个功能模块组成。

经过认真的仿真及调试，最后，我们实现了电子琴的基本功能和扩展功能。应该说，整个设计的软硬件都比较合理，因为最后能较好的实现本设计的预期任务。但也有不足之处，即虽然各个功能模块能较好的实现预期功能，扬声器（实际上用的是蜂鸣器）所发出的声音根本无法区分到底是do,还是re，也即发出的声音并不那么理想。原因可能是蜂鸣器无法把较高频频的音频脉冲正确的模拟出来；还可能就是程序没能协调发音节拍与音频脉冲的关系，而这部分是涉及到音乐领域方面的专业知识，作为本次设计，我们已达到课程设计的目标故没在深入下去。

在整个设计过程中，通过查资料，我们学到了很多书本上没介绍的知识，例如AT89C52定时、计数器T2的用法，芯片ULN2803的用法。还有对已学知识的进一步理解如外部中断的使用，按键软件消抖的应用，P0口要输出高电平必须接上拉电阻等等。

在调试过程中，我们遇到了很多问题，但是通过我组成员的密切配合，问题都解决了。值得提出的是我们独立的解决了共阳极数码管因为硬件原因无法显示的问题，解决办法是给P0口及ULN2803接上拉电阻。虽然，说起来很简单，但这个问题我们花了将近一天的时间才找出来，最终加以解决了。

在软件调试的过程中，一路走来，对耐心的磨砺是很大的。经过调试，我组成员的耐心得到了锻炼，这对以后的学习是很有帮助的。

整个软件设计中，由李清同学设计总体方案，李双生同学完成了手动模式程序的编写，郑波同学完成了功能切换程序的编写，其余由李清同学完成。

总的来说，通过本次设计，我组成员密切配合，相互交流，提高了与人合作的能力。同时，提高了软、硬件的设计能力，更加理解了书本上关于单片机的知识。应该说，在本次设计中我们收获很多。

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嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告

7参考文献

[1] 杨将新、李华军.单片机程序设计及应用（第三版）[M]. 北京：电子工业出版社，2006. [2] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M]. 北京：清华大学出版社，2004.

[3] 康光华、邹寿斌.电子技术基础数字部分（第五版）[M]. 北京：高等教育出版社，2006. [4] 张毅刚、彭喜元.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2003. [5] 谭浩强. C语言程序设计（第三版）[J].北京：清华大学出版社，2005

[7] 张海兵、李敏.PROTEL电路设计实例与分析[J]. 北京：人民邮电出版社，2005 [8] 李春葆、金晶.C语言程序设计辅导[M].北京:清华大学出版社,2007

[9] 杨将新、李华军.单片机程序设计及应用（第三版）[M]. 北京：电子工业出版社，2006 [10] 鲁捷、焦振宇.PROTEL 2004 电路设计[M]. 北京：清华大学出版社，2006

[11] 谢自美 主编．电子线路设计.实验.测试（第二版）[M]．华中理工大学出版社，2005 [12] 谢维成、刘勇.微机原理与接口技术[M].华中科技大学出版社，2009

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嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 附录一：相关设计图

图一：Protel原理图

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