課程設(shè)計(jì)---基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)(已修改)
2024-11-10 19:17 本頁(yè)面
【正文】 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 1 摘要 本設(shè)計(jì)是 基于 AT89S52單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)。主要組成是以 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)為核心，通過(guò)鍵盤(pán)獲取按鍵信息，通過(guò)運(yùn)用單片機(jī)定時(shí)器等部件實(shí)現(xiàn)蜂鳴器發(fā)聲同時(shí)用數(shù)碼管同步顯示。本系統(tǒng)具有播放歌曲及選取按鍵輸入高、中、低音的功能。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：大部分功能通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)，使電路 簡(jiǎn)單明了，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。 電子琴是電子科技與音樂(lè)結(jié)合的產(chǎn)物是一種新型的鍵盤(pán)樂(lè)器。 一首音樂(lè)是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂(lè)了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的頻率非 常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來(lái)產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。 關(guān)鍵字： AT89S52，按鍵，數(shù)碼管，蜂鳴器，音階。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 2 目錄 ( 1 概述 ?????????????????????????????? 51 系列 單片機(jī)簡(jiǎn)介 89 系列單片機(jī)是 ATMEL 公司的 8 位 FLASH 單片機(jī)系列。 89 系列單片機(jī)是以8031 為核心構(gòu)成的，它和 8051 系列單片機(jī)外部端子是一樣的、兼容的，其最大特點(diǎn) 是片內(nèi)含有 FLASH 存儲(chǔ)器。 AT89S52 單片機(jī)是一種低功耗、高性能、內(nèi)含 4KB 的閃速存儲(chǔ)器（ Flash Memory）的 8位微控制器。片內(nèi)閃速存儲(chǔ)器的程序代碼或數(shù)據(jù)可在線寫(xiě)入，也可通過(guò)常規(guī)的編程器編程。 (宋體、小四， 行間距 固定值 18 磅。以下相同要求 )???????? 電子琴簡(jiǎn)介 電子琴為 鍵盤(pán)樂(lè)器，采用半導(dǎo)體集成電路，對(duì)樂(lè)音信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)揚(yáng)聲器產(chǎn)生音響。 電子琴 有多種類型 ，為業(yè)余型和專業(yè)型 。 使用五線譜，多為高低音雙行記譜。有時(shí)也用中音譜。電子琴又稱作電子鍵盤(pán)，屬于電子樂(lè)器，發(fā)音音量可 以自由調(diào)節(jié)。音域較寬，和聲豐富，甚至可以演奏出一個(gè)管弦樂(lè)隊(duì)的效果，表現(xiàn)力極其豐富。它還可模仿多種音色，甚至可以奏出常規(guī)樂(lè)器所無(wú)法發(fā)出的聲音（如合唱聲，風(fēng)雨聲，宇宙聲等）。另外，電子琴在獨(dú)奏時(shí)，還可隨意配上類似打擊樂(lè)音響的節(jié)拍伴奏，適合于演奏節(jié)奏性較強(qiáng)的現(xiàn)代音樂(lè)。另外，電子琴還安裝有效果器，如混響、回聲、延音，震音輪和調(diào)制輪等多項(xiàng)功能裝置，表達(dá)各種情緒時(shí)運(yùn)用自如。 電子琴是電聲樂(lè)隊(duì)的中堅(jiān)力量，常用于獨(dú)奏主旋律并伴以豐富的和聲。還常作為獨(dú)奏樂(lè)器出現(xiàn)，具有鮮明時(shí)代特色。但電子琴的局限性也十分明顯：旋律與和聲 缺乏音量變化，過(guò)于協(xié)和、單一；在模仿各類管、弦樂(lè)器時(shí)，技法略顯單調(diào)。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 3 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) (宋體、小四，加粗，固定值 18 磅。以下相同要求 ) 設(shè)計(jì)任務(wù)的分析 本次課程設(shè)計(jì)的課題是基于 51 單片機(jī)的電子琴的設(shè)計(jì)，所要達(dá)到的要求如下 : 利用蜂鳴器作為發(fā)聲部件 。 兩個(gè)數(shù)碼管作為顯示部件。 設(shè)置 10 個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)高音、中音、低音的 7 的發(fā)音。 存儲(chǔ)一首歌曲的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放。 本次設(shè)計(jì)主要是要通過(guò)軟硬件的配合實(shí)現(xiàn)電子琴的 上述 功能，操作人員可以通過(guò)按下鍵 盤(pán)上任意一個(gè)鍵來(lái)發(fā)出相應(yīng)的音符。 AT89S52具有高速度、低電壓、低功耗、且可靠性和成本都比較低的特點(diǎn)。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用 AT89S52單片機(jī)作為整個(gè)電路核心控制器件。 對(duì)于本交通控制系統(tǒng)使用一片 AT89S52系列的單片機(jī)，不需要外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，就能實(shí)現(xiàn)顯示、預(yù)制狀態(tài)、動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的功能，因而整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 設(shè)計(jì)電路時(shí)運(yùn)用 89S52 系列單片機(jī)的接口來(lái)實(shí)現(xiàn)各種輸入、輸出功能。 P1.待定部分 0 口用來(lái)作輸出口 ,向發(fā)聲電路輸出信號(hào)； P2 口和 P0 口共同實(shí)現(xiàn)一個(gè)矩陣鍵盤(pán)的功能。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)直流穩(wěn)壓電路增加電路的適應(yīng)性， 增 加了電路的適用性，使整個(gè)系統(tǒng)更加緊湊，工作十分穩(wěn)定 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開(kāi)關(guān)和電源部分。圖 為 AT89S52 的最小系統(tǒng)電路圖。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)報(bào)告 4 晶振電路 89S52系列單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反向放大器其輸入引腳為XTAL1 輸出引腳為 XTAL2 用于外接石英振蕩器和微調(diào)電容，構(gòu)成自激振蕩器。如圖所示。 復(fù)位是通過(guò)給 RST 引腳 持續(xù)？？？？？？周期的低電平實(shí)現(xiàn)的。一般為上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。一 般選取晶振為 12MHZ時(shí)選取電容為 20PF。手動(dòng)復(fù)位通過(guò)手動(dòng)持續(xù)按復(fù)位按鍵？？？個(gè)周期來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 顯示單元設(shè)計(jì) 由于設(shè)計(jì)要求有音階及按鍵的顯示，比較 LCD 與數(shù)碼管顯示，采用 8段數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。 按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極 (COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到 +5V，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND
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