毕业论文基于单片机的简单电子琴设计.doc

本科毕业论文 论文题目：基于单片机的简单电子琴设计 学 院： 信息科学技术学院 专 业： 电子信息工程 毕业届别： 姓 名： 指导教师： 职 称： 目录 1引言 1 2 总体设计 2 2.1 设计目的与要求 2 2.2 电子琴系统的组成 2 2.3 系统设计框图 3 3 详细设计 4 3.1 硬件设计 4 3.2 硬件简介 5 3.2.1 AT89C51简介 5 3.2.2 LED数码管 10 3.3整体程序处理流程图设计 11 3.4矩阵式键盘的识别和显示与设计 12 3.4.1矩阵式键盘的结构与工作原理 12 3.4.2矩阵式键盘的按键识别方法 13 3.4.3键盘接口必须具有的4个基本功能 15 3.5音乐播放设计 16 3.5.1音乐发声原理 16 3.5.2音乐播放流程图 18 3.5.3放歌子程序流程图 18 4实现联调 20 4.1 Proteus 简介 20 4.2 keil 简介 20 4.3利用keil与Proteus进行的调试 21 5 总结与展望 23 参考文献 25 Abstract：. 26 致谢 27 附录A：程序设计 28 附录B 印制电路板（PCB）设计 34 基于单片机的简单电子琴设计 摘要：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。它在现代音乐扮演着重要的角色，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。本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析与设计，并介绍了基于单片机电子琴的系统硬件组成。该文设计是一种基于AT89C51的简单音乐发生器，利用单片机技术、键盘和一组发光二极、SPEARK等实现原理图设计，并用C51语言进行键盘识别程序设计和音频脉冲输出程序的设计。经过软件和硬件的联调，并仿真出来。该音乐发生器不仅能通过键盘弹奏出来简单的乐曲，而且不弹奏时按播放键可以播放内置音乐，音调和节拍都由单片机控制实现。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。 关键词：单片机；键盘；扬声器；电子琴1引言 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。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统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。音乐部分：电子琴部分：实际上就是把每个按键所对应的值经过处理后发给单片机，再在单片机内把数字当作指针指向所对应的音符 图2-1 电子琴的主模块 上图即为此次设计中的电子琴的硬件结构图，我们运用单片机的最小系统。 3 详细设计 3.1 硬件设计 本设计采用AT89C51作为主控部件，扩展一组4*4矩阵键盘，再接一组发光二极管，LED显示器和SPEARK，再接两个按键，一个用于播放内置音乐，一个用于用户弹奏与复位。电路原理图如下图3-1所示。 图3-1系统板硬件连线AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图图 图3-3 8051单片机内部结构图 （3）主要管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 I/O口使用。在有片外存储器的系统中，P2口作为地址的高8位，P0口作为地址的低8位和双向数据总线。 P0口I/O口，又可作为地址/数据总线。本设计中它只作为I/O口使用。 作为输出口使用时，内部控制端发0电平使与门输出为0，场效应管T1截止，此时多路开关MUX与锁存器的端接通。内部数据加在锁存