基于51单片机设计多功能电子琴毕业论文.doc

2015-2016学年第 一 学期 《单片机原理及应用》 课 程 设 计 报 告 课程名称： 单片机原理及应用 项目名称： 基于51单片机设计多功能 所在分院： 信息工程学院 班 级： 组 员： 指导教师： 设计报告成绩评定表: 评分内容 成绩 报告内容的完整性(10%) 硬件原理图及说明(20%) 程序流程图(20%) 程序清单(10%) 调试及结果分析(20%) 系统改进建议或者方案(10%) 格式规范(10%) 总分 目录 摘要 1 一 概述 2 1.1 引言 2 1.2 设计思路 2 1.3 方案论证 3 二 系统总体方案及硬件设计 3 2.1 系统组成与总体框图 3 2.2 元件介绍 4 2.2.1 AT89S52 4 2.2.2 三极管 5 2.2.3 LED数码管 5 2.4 各功能模块原理图 6 2.4.1 最小系统模块电路原理图 6 2.4.2 键盘扫描模块电路原理图 6 2.4.3 数码管显示模块电路原理图 6 2.4.4 音频处理模块电路原理图 7 三 软件设计 7 3.1 音乐相关知识 7 3.2 如何用单片机实现音乐的节拍 7 3.3 如何用单片机产生音频脉冲 8 3.4 系统总体功能流程图 9 四 软件仿真 10 4.1 ISIS软件介绍 10 4.2 仿真图 11 五 系统调试 11 5.1 硬件调试 11 5.2 软件调试 12 六 课程设计体会 12 附录 13 附1 源程序代码 13 附2 系统原理图及作品展示 28 参考文献 29 摘要 本设计是用AT89S5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个按键本系统运行稳定，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。 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。本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，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。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，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。 2.2 元件介绍 作品设计器件如下表：12 按键/复位电路 电阻 1K 1 电源指示电路 电阻 5.1K 1 复位电路 电阻 220 2 限流/复位电路 三极管 S8550 1 扬声器电路 扬声器 1 扬声器电路 排针 间距2.54mm 2 电源接口 数码管 八位 1 显示电g 1 显示电路 功能特性：AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器,使用Atmel公司高密度非易失存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下便准功能：8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash AT89S52与MCS-51单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz～33Hz?、?三级加密程序存储器?32个可编程I/O口线?、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识 2.2.3 LED数码管 本次设计的显示电路采用LED数码管显示，LED（Light-Emitting Diode）是一种外加电压从而渡过电流并发出可见光的器件。LED是属于电流控制器件，使用时必须加限流电阻。LED有单个LED和八段LED之分，也有共阴和共阳两种。 常用的七段显示器的结构