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基于51单片机的电子琴设计课程设计

单片机原理》课程设计

前言

本课程设计旨在通过基于51单片机的电子琴设计，加深

学生对单片机原理的理解和应用。在本设计中，我们将介绍电

子琴的设计要求、所用设备及软件以及总体设计方案。随后，

我们将详细介绍系统硬件设计中琴键控制电路、音频功放电路、

时钟-复位电路和LED显示电路的设计。

第1章基于51单片机的电子琴设计

1.1电子琴的设计要求

在电子琴的设计中，我们需要考虑琴键数量、音频输出质

量、电源电压和外部接口等因素。在本设计中，我们将采用

25个琴键，保证音频输出质量和电源电压稳定，并提供外部

接口以便于扩展和调试。

1.2电子琴设计所用设备及软件

在本设计中，我们将使用51单片机、琴键、音频功放、

时钟、LED显示器等设备，并使用KeilC51编译器进行软件

开发。

1.3总体设计方案

在总体设计方案中，我们将采用按键扫描方式实现琴键控

制，使用PWM技术实现音频输出，使用外部晶振提供时钟信

号，并使用LED显示器显示琴键状态。

第2章系统硬件设计

2.1琴键控制电路

在琴键控制电路中，我们将采用矩阵按键扫描方式，通过

51单片机的IO口进行扫描和检测。同时，我们还将使用电容

式触摸开关来实现琴键的触发。

2.2音频功放电路

在音频功放电路中，我们将采用TDA7297芯片作为功放，

通过PWM技术实现音频输出，并通过滤波电路滤除杂音和谐

波。

2.3时钟-复位电路

在时钟-复位电路中，我们将采用12MHz晶振作为时钟源，

并使用复位电路确保系统在上电时能够正确运行。

2.4LED显示电路

在LED显示电路中，我们将采用MAX7219芯片实现

LED点阵显示，并通过SPI接口与51单片机进行通信。同时，

我们还将使用CD4511芯片实现数码管显示琴键状态。

通过本课程设计，我们可以深入理解单片机原理的应用，

掌握电子琴的设计和制作技术，提高自身的实践能力和创新能

力。

2.5整体电路

本章将介绍电子琴的整体电路设计。电子琴的整体电路主

要包括音源电路、控制电路、显示电路、电源电路等。

3.1系统硬件接口定义

在电子琴系统设计中，硬件接口定义是非常重要的。本节

将介绍电子琴系统的硬件接口定义，包括按键接口、音源接口、

显示接口等。

3.2主函数

主函数是电子琴系统中最重要的函数之一。本节将介绍电

子琴系统主函数的程序结构和功能。

3.2.1主函数程序

电子琴系统的主函数程序主要包括初始化设置、按键扫描、

音源控制、LED显示等功能。在主函数中，需要对各个模块

进行初始化设置，以保证系统正常运行。

3.3按键扫描及LED显示函数

按键扫描和LED显示是电子琴系统中的两个非常重要的

功能。本节将介绍如何实现按键扫描和LED显示功能。

3.3.1键盘去抖及LED显示子程序

在电子琴系统中，按键的去抖是非常重要的。本节将介绍

如何实现按键去抖功能，并介绍LED显示子程序的实现方法。

3.4中断函数

中断函数是电子琴系统中的另一个重要功能。本节将介绍

如何实现中断函数，并介绍中断程序的实现方法。

3.4.1中断程序

在电子琴系统中，中断程序的实现非常重要。本节将介绍

如何实现中断程序，并介绍中断程序的实现方法。

第4章电子琴和调试

本章将介绍电子琴的制作和调试过程。在制作电子琴的过

程中，需要注意一些关键问题，如电路设计、元器件选型、

PCB设计等。同时，在调试过程中，需要对各个模块进行测

试和调整，以保证系统正常运行。

本课程设计旨在通过对单片机原理的研究与实践，设计一

个基于单片机的电子琴。在设计过程中，我们将掌握单片机的

基本原理和应用，同时了解电子琴的基本工作原理和音乐原理。

4.1调试工具

在设计过程中，我们使用了Keiln5作为开发工具，通过

该工具可以进行单片机程序的编写、调试和下载。同时，我们