【正文】 課程設(shè)計(jì)目的： 我們學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期的單片機(jī)，這次課程設(shè)計(jì)就是以現(xiàn)有的基礎(chǔ)和能力，利用本次設(shè)計(jì)加以運(yùn)用，從而達(dá)到對所學(xué)知識(shí)的鞏固，更深一步的理解，面對一個(gè)電子設(shè)計(jì)，應(yīng)對出系統(tǒng)的方案，分析出各個(gè)板塊來，在對各個(gè)板塊進(jìn)一步的具體的設(shè)計(jì)，先進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì)，此時(shí)一定要考慮好要用什么元件、各個(gè)元件的具體參數(shù)、是否能實(shí)現(xiàn)應(yīng)有功能，從而得到一個(gè)完整的硬件電路。在根據(jù)該電路設(shè)計(jì)出軟件的功能模塊、從而完成程序流程圖，在跟據(jù)程序流程圖完成程序的設(shè)計(jì)，并通過反復(fù)的調(diào)試、運(yùn)行、更正，直至完成既定功能為止，最后將軟件，硬件結(jié)合進(jìn)行調(diào)試、運(yùn)行，對其功能進(jìn)行最終測試，并反復(fù)思考其測試中遇到相應(yīng)問題的原因，并將其一一處理，從而完成本次設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要求，以及本次課程設(shè)計(jì)的最終目的。 本課程設(shè)計(jì)教學(xué)根據(jù)課程的教學(xué)大綱的要求和單片機(jī)原理與接口實(shí)驗(yàn)室建設(shè)所提供的條件，安排了單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題，從而使我們更好地掌握課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，掌握基本實(shí)踐技能，并能進(jìn)行一定的綜合應(yīng)用和探索。通過課程設(shè)計(jì)的教學(xué)，使我們鞏固和深化已學(xué)的理論知識(shí)，加強(qiáng)綜合應(yīng)用能力，訓(xùn)練學(xué)生掌握分析問題、解決問題的方法，培養(yǎng)較強(qiáng)的動(dòng)手能力和一定的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試能力。 課程設(shè)計(jì)要求： 本次課程設(shè)計(jì)要求在一周的時(shí)間內(nèi)利用實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有條件或者自己的設(shè)備完成程序的編寫和調(diào)試，具體要求如下： 設(shè)計(jì)題目都需要進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，并調(diào)試成功；設(shè)計(jì)的硬件電路要包含I/O設(shè)備，并使用I/O功能；盡可能使用單片機(jī)的定時(shí)計(jì)數(shù)器和中斷資源硬件可使用THDPJ1/2型單片機(jī)開發(fā)綜合實(shí)驗(yàn)箱，也可使用自己的硬件電路可用C51或匯編語言編程設(shè)計(jì)題目分析3．1 題目簡介 用單片機(jī)演奏電子樂曲，相當(dāng)于制作一個(gè)帶有錄音播放功能的電子琴。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(shí)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。本次課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是用AT89C51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、蜂鳴器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個(gè)彈奏按鍵、1個(gè)播放鍵，1個(gè)暫停鍵和蜂鳴器。該課題則增強(qiáng)了我們對于44矩陣式鍵盤的了解和使用能力，在掃鍵，取鍵值，賦值三個(gè)方面的進(jìn)行了加強(qiáng)和鞏固。另外也對存儲(chǔ)區(qū)域和空間進(jìn)行了復(fù)習(xí)和使用，加深了我們對于單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的認(rèn)知，為我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)單片機(jī)提供了更深厚的能力。另外，通過實(shí)踐和成果展示，我們也能在學(xué)習(xí)中獲得學(xué)習(xí)的興趣，讓我們的學(xué)習(xí)充滿了樂趣。3．2 設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)是以AT89C51芯片的電路為基礎(chǔ)，利用蜂鳴器進(jìn)行音樂的播放，并且利用44的鍵盤進(jìn)行彈奏，并把彈奏的音錄入存儲(chǔ)單元內(nèi)，然后將彈奏的音符播放出來。并且添加了LED指示燈來區(qū)別模式的不同。歸納總結(jié)為以下四個(gè)功能：可以播放若干首程序自帶的音樂庫里的歌曲；使用44矩陣式鍵盤設(shè)計(jì)出16個(gè)音符，隨意彈奏；將演奏的音符存放到單片機(jī)的存儲(chǔ)單元中，并且可以作為音樂庫里的音樂播放；用LED指示燈來區(qū)分播放與演奏兩個(gè)功能。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容4．1 總體設(shè)計(jì):該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以AT89C51單片機(jī)位控制核心，4*4矩陣鍵盤，加上2個(gè)按鍵、時(shí)鐘復(fù)位電路、蜂鳴器等模塊組成。單片機(jī)負(fù)責(zé)接收按鍵的輸入，根據(jù)的輸入按鍵所對應(yīng)的音符蜂由鳴器發(fā)音。系統(tǒng)總體組成框圖如圖所示。 AT89C51 單片機(jī)蜂鳴器4X4鍵盤播放鍵 LED燈顯示錄音兼演奏鍵 圖一 系統(tǒng)組成框圖: 電子琴的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。切歌鍵負(fù)責(zé)切換播放歌曲，播放歌曲共4首，分別是千年之戀和寂寞沙冷，七子之歌，感恩的心，另外第一首播放的為錄音錄入的曲調(diào)，不想播放可以再次按播放鍵進(jìn)行四首歌的播放。暫定鍵負(fù)責(zé)暫停并且進(jìn)入電子琴彈奏模式，4X4的鍵盤，每個(gè)按鍵都對應(yīng)這不同的音調(diào)，并且彈奏的同時(shí)也把所彈奏的曲調(diào)錄入了存儲(chǔ)單元里。在區(qū)分不同的模式上用的是LED燈明和滅來區(qū)分演奏模式和播放模式。 切歌鍵 演奏鍵 播放已存入的歌曲，可按切歌鍵進(jìn) 行切歌。也可以把錄入的曲調(diào)完整播放出來利用4X4鍵盤進(jìn)行演奏并且進(jìn)行錄音 LED燈亮LED燈滅 圖二 系統(tǒng)功能模塊圖 ：（1）鍵盤掃描程序：檢測是否有鍵按下，有鍵按下則記錄按下鍵的鍵值，并跳轉(zhuǎn)至功能轉(zhuǎn)移程序；無鍵按下，則返回鍵盤掃描程序繼續(xù)檢測。 （2）功能轉(zhuǎn)換程序：對檢測到得按鍵值進(jìn)行判斷，是琴鍵則跳轉(zhuǎn)至琴鍵處理程序，是功能鍵則跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的功能程序，我們設(shè)計(jì)的功能程序有兩種，即電子琴彈奏功能和自動(dòng)播放樂曲功能。（3）琴鍵處理程序：根據(jù)檢測到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。并且把鍵值對應(yīng)的頻率放入歌曲播放數(shù)組中，等待播放。（4）自動(dòng)播放歌曲程序：檢測到按鍵按下的是自動(dòng)播放歌曲功能鍵后執(zhí)行該程序，電子琴會(huì)自動(dòng)播放事先已經(jīng)存放好的歌曲，歌曲播放完畢之后自動(dòng)返回至鍵盤掃描程序，繼續(xù)等待是否有鍵按下。開始鍵盤掃描程序T0初始化并開中斷允許T0中斷有鍵按下否 否延時(shí)去抖動(dòng) 是識(shí)別按鍵功能是否演奏鍵 否播放鍵 是取相應(yīng)的音符碼裝入T0根據(jù)按鍵功能裝入相應(yīng)音符值到T0，并且把相應(yīng)的音符放入存儲(chǔ)單元中啟動(dòng)T0啟動(dòng)T0按鍵釋放成功否按鍵釋放成功否 T0停止工作