【正文】 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第 1 頁 共 25 頁 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 題目： 簡易電子琴 學(xué)院（系）： 電氣工程學(xué)院 年級專業(yè)： 精儀一班 學(xué) 號： 100103020205 學(xué)生姓名： 王蘇楊 指導(dǎo)教師： 孟宗 教師職稱： 副教授 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第 2 頁 共 25 頁 燕山大學(xué)課程設(shè)計（論文）任務(wù)書 院（系）：電氣工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：儀器科學(xué)與工程系 學(xué) 號 100103020205 學(xué)生姓名 王蘇楊 專業(yè)（班級） 精儀一班 設(shè)計題目 簡易電子琴 設(shè) 計 技 術(shù) 參 數(shù) 設(shè)計一簡易電子琴，按下不同按鍵，能夠發(fā)出不同的聲音。 通過每個按鍵的控制使單片機(jī)系統(tǒng)輸出不同頻率的脈沖，經(jīng)過揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率音調(diào)。 演奏一首歌曲。 設(shè) 計 要 求 設(shè)計 電子琴 的鍵盤電路（包括硬件電路）；編制相應(yīng)的程序。 工 作 量 設(shè)計的內(nèi)容滿足課程設(shè)計的教學(xué)目的與要求，設(shè)計題目的難度和工作量適合學(xué)生的知識和能力狀況，工作量飽滿。 工 作 計 劃 查閱資料進(jìn)行設(shè)計準(zhǔn)備、設(shè)計硬件電路、編制程序 ， 編制程序、驗證設(shè)計、撰寫任務(wù)書 。 參 考 資 料 單片微型計算機(jī)接口技術(shù)及其應(yīng)用 張淑清 國防工業(yè)出版社 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)匯編 指導(dǎo)教師簽字 基層教學(xué)單位主任簽字 說明：此表一式四份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、基層教學(xué)單位、系部各一份。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第 3 頁 共 25 頁 目錄 摘要 ???????????????????????? 3 1 電子琴的發(fā)聲原理 ??????????? ???????? 5 ???????????????????? 5 單片機(jī)實現(xiàn)簡易電子琴原理 及代碼值的 計算 ??????? 5 2 程序的設(shè)計思想及執(zhí)行流程 ?????????????? 8 主程序的流程 ?????????????????? 8 單發(fā)音子程序的執(zhí)行流程 ?????????????? 11 播放歌曲子程序的執(zhí)行流程 ???????????? 11 3 硬件系統(tǒng)連接 ??????????????????? 13 89c51芯片簡介 ??????????????? ?? 13 蜂鳴器的電路連接及實現(xiàn) ????????????? 14 4X4 矩陣鍵盤 ????????????????? 15 4 總結(jié) ???????????????????????? 17 參考文獻(xiàn) ??????????????????????? 24 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第 4 頁 共 25 頁 摘要： 單片機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，具有高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩(wěn)定可靠等特點。單片機(jī)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，從平常的家用電器到航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器都能找到它的身影。因此，單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的一項 重大課題。 隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分。本論文設(shè)計一個基于單片機(jī)的簡易電子琴。我們對于電子琴如何實現(xiàn)其功能，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、節(jié)拍器、自動放音功能等等也很好奇。 電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用 AT89S51 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計一個電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模 塊，在主控模塊上設(shè)有 16 個按鍵和揚(yáng)聲器。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，其優(yōu)點是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等，具有一定的實用和參考價值。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 電子琴 節(jié)拍器 自動放音 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第 5 頁 共 25 頁 電子琴的發(fā)聲原理 1． 1電子琴發(fā)聲原理 電子琴既可以演奏不同的曲調(diào)，又可以發(fā)出強(qiáng)弱不同的聲音，還可以模仿二胡、笛子、鋼琴、黑管以及鑼鼓等不同樂器的聲音。那么，電子琴的發(fā)音原理是怎樣的？ 大家知道，當(dāng)物體振動時，能夠發(fā)出聲音。振動的頻率不同，聲音的音調(diào)就不同。在電子琴里，雖然沒有振動的弦、簧、管等物體， 卻有許多特殊的電裝置，每個電裝置一工作，就會使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音。當(dāng)按動某個琴鍵時，就會使與它對應(yīng)的電裝置工作，從而使喇叭發(fā)出某種音調(diào)的聲音。 電子琴的音量控制器，實質(zhì)上是一個可調(diào)電阻器。當(dāng)轉(zhuǎn)動音量控制器旋扭時，可調(diào)電阻器的電阻就隨著變化。電阻大小的變化，又會引起喇叭聲音強(qiáng)弱的變化。所以轉(zhuǎn)動音量控制旋扭時，電子琴發(fā)聲的響度就隨之變化。 當(dāng)樂器發(fā)聲時，除了發(fā)出某一頻率的聲音──基音以外，還會發(fā)出響度較小、頻率加倍的輔助音──諧音。我們聽到的樂器的聲音是它發(fā)出的基音和諧音混合而成的。不同的樂器發(fā)出同一基音時 ，不僅諧音的數(shù)目不同，而且各諧音的響度也不同。因而使不同的樂器具有不同的音品。在電子琴里，除了有與基音對應(yīng)的電裝置外，還有與許多諧音對應(yīng)的電裝置，適當(dāng)?shù)剡x擇不同的諧音電裝置，就可以模仿出不同樂器的聲音來。 單片機(jī)實現(xiàn)簡易電子琴原理及代碼計算 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 第 6 頁 共 25 頁 本課程設(shè)計的題目為簡易電子琴的設(shè)計，通過編程控制蜂鳴器脈沖的頻率和有效信號的長度，可實現(xiàn)如下的功能： 一： 4*4矩陣鍵盤的 1~E按鍵分別對應(yīng)著個不同的音符，分為高低不同的 14個音符，當(dāng)按下某一按鍵，會發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。按下按鍵時，揚(yáng)聲器會發(fā)出一定時長的聲音。揚(yáng)聲器 發(fā)聲的時長是無法改變的，由程序設(shè)定。如果連續(xù)按動一個樂譜的音符所對應(yīng)的按鍵，可以實現(xiàn)樂曲的演奏。 二：程序中預(yù)存了音樂《我的中國心》樂譜對應(yīng)的編碼，通過矩陣鍵盤中的“ 0”鍵觸發(fā)，當(dāng)在單片機(jī)處于該音樂播放模式時，可以通過按鍵“ F”和“ E”對該音樂的播放進(jìn)行暫停、播放和停止操作等控制。 代碼值的計算 不同的音符對應(yīng)著不同的頻率，我們可以利用不同的頻率的組合，