基于单片机的电子琴设计

北京工商大学单片机原理课程设计 单片机原理课程设计报告

题目：基于单片机/Proteus的电子琴设计

班级：自动073

姓名1：黄文 学号: 0704880141 姓名2：盛璐 学号：0704010228

成绩：

指导教师：苏维均

北京工商大学计算机与信息工程学院

2010．6

1

北京工商大学单片机原理课程设计 目录

1 电子琴技术状况 ......................................3 2 实验任务.............................................. 3 3 设计要求...............................................3 4 总体方案论证与设计 ..................................3

4.1 总体硬件组成框图............................................................................................ 3 4.2 播放模块 .......................................................................................................... 4 4.3 按键控制模块 ................................................................................................... 4 4.4 中心控制模块 ........................................................ 4

5 系统的软件设计 ......................................6

5.1 软件流程............................................................................................................ 6 5.2 软件程序............................................................................................................ 7

6 系统调试与测试结果分析...............................7

6.1 使用的仪器仪表 ............................................................................................... 8 6.2 系统调试 .......................................................................................................... 8 6.3 测试结果 .......................................................................................................... 8

总结 ..................................................8 参考资料 ..............................................9 附录1 ........................................... 10 原理图........................................... 15

2

北京工商大学单片机原理课程设计

1 电子琴技术状况

本次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简易的电子琴. 本方案以AT89C51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7个按键和扬声器.根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐.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,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.

2 实验任务

用PROTEUS实现的电子琴设计.

3 设计要求

1、利用定时器,可以发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出不同的音调. 2、定时器按设置的定时参数产生中断,这一次中断发出脉冲低电平,下一次反转发出脉冲高电平.由于定时参数不同,就发出了不同频率的脉冲. 各音阶标称频率值： 音 阶 1 2 3 4 5 6 7 频率(HZ) 440.00 493.88 554.37 587.33 659.26 739.99 830.61 4 总体方案论证与设计

本系统采用单片机AT89C51为电子琴的控制核心,系统主要包括播放模块、按键控制模块.下面对各模块的设计逐一进行论证比较.总电路图见附页.

4.1总体硬件组成框图

播放模块 喇叭 中心控制模块 AT89C51 按键控制模块 按 键

状 态

图2-1 总体硬件组成框图

3

北京工商大学单片机原理课程设计 实验中每按下一个琴键,单片机能够检测到键盘的按键,并根据按键的位置,通过程

序来控制,使喇叭发出不同频率（音调）的声音,声音延迟一段时间,等到按键放开之后,声音停止.然后再继续扫描,看是否有键按下,如此循环,即可实现基本的琴键功能.

4.2 播放模块

播放模块是喇叭构成.它几乎不存在噪声,音响效果较好.而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用. LS1SOUNDER 4.3按键控制模块

电子琴设有7个按键,分别代表7个音符,包括中音段的全部音符.通过软硬件设计,按键触发外部中断,中断使程序跳转,实现模式转换,启动电子琴.然后通过查询电子琴所按下的按键,读取电子琴输入状态,跳转到对应的程序人口,实现各种琴键的声音.实验通过74HC245读回开关的值,AT89C51通过74HC374将数据输出,同时输出片选信号和写信号. 按键7R110kVCC按键4U11817161514131211B0B1B2B3B4B5B6B7A0A1A2A3A4A5A6A7CEAB/BA74HC24523456789191按键5按键6R210k按键1按键2按键3R3VCC10kR410kU8111181714138743CLKOED7D6D5D4D3D2D1D074HC374Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0191615129652 4．4 中心控制模块

4