【正文】 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY實 習 報 告實習名稱： 專業(yè)綜合實踐 學生姓名： 學院名稱： 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級： 電子0841 學 號： 指導教師： 成 績 評 定考核內容實習表現(xiàn)實習報告實習成果或答辯綜合評定成績成績2011年7月21日實習紀律要求和成績考核辦法（紀律要求和成績考核辦法在封皮背面打?。?．實習必須聽從教師指導，嚴格遵守安全操作規(guī)程。不準違規(guī)操作，未經指導教師允許不準啟動任何非自用設備、儀器、工具等；操作項目和內容必須按實習要求進行，特別要注意防止電烙鐵燒燙傷、不用時要及時切斷電源。2．實習教室內不準吸煙、吃零食，不準帶無關人員到實習教室活動，否則扣平時表現(xiàn)分。3．參加本次實習時間不足三分之二或曠課3天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。4．病事假必須有請假條，需經班主任或有關領導批準，否則按曠課處理。5．實習過程考核和實習成績在教師手冊中要有記載。6．實習成績的考核由指導教師根據實習表現(xiàn)（出勤、遵守紀律情況等）、實習報告、實習成果、現(xiàn)場操作、口試或筆試等幾個方面，給出各項成績或權重，綜合后給出實習總成績。該實習經考核教研室主任審核，主管院長審批備案。7．成績評定采用五級分制，即優(yōu)、良、中、及格、不及格。8．實習結束一周內，指導教師提交實習成績和實習總結。實習報告要求實習報告內容、格式各專業(yè)根據實習類別（技能實習、認識實習、生產實習、畢業(yè)實習等）統(tǒng)一規(guī)范，經教研室主任審核、主管院長審批備案。注意： 1．實習任務書和實習指導書在實習前發(fā)給學生，實習任務書放置在實習報告封面后和正文目錄前。2．為了節(jié)省紙張，保護環(huán)境，便于保管實習報告，統(tǒng)一采用A4紙，實習報告建議雙面打印（正文采用宋體五號字）或手寫，左側裝訂，訂兩個釘。《專業(yè)綜合實踐》實習報告 實習目的與意義 單片微型計算機是大規(guī)模集成電路技術發(fā)展的產物，屬第四代電子計算機，它具有高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩(wěn)定可靠、應用廣泛的特點。它的應用必定導致傳統(tǒng)的控制技術從根本上發(fā)生變革。因此，單片機的開發(fā)應用已成為高科技和工程領域的一項重大課題。專業(yè)綜合實訓切實培養(yǎng)學生的動手能力，理論聯(lián)系實際，將知識用到實處。 電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結合的產物，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，單片機具有強大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性，它已經溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內容是用AT89C2051單片機為核心控制元件，設計一個電子琴。以單片機作為主控核心，與鍵盤、揚聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設有10個按鍵和揚聲器。 本文主要對使用單片機設計簡易電子琴電子時鐘進行了分析，并介紹了基于單片機電子琴統(tǒng)硬件組成。利用單片機產生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要表達的音樂。并且本文分別從原理圖，主要芯片，各模塊原理及各模塊的程序的調試來詳細闡述。本系統(tǒng)是簡易電子琴的設計，按下鍵盤中的按鍵會使揚聲器播放對應的音符。通過功能切換鍵，可以切換到播放音樂，所以具有電子琴音樂播放器兩種功能。二、實習內容（一）八按鍵簡易電子琴的設計制作（1）功能分析 采用AT89C2051CPU，設計時鐘電路和復位電路，上電復位和手動復位，3V供電（2節(jié)電池）；PCB尺寸：長寬=12cm6cm，單面板。具有電子琴輸入按鍵8個，包含1～7和高音1。具有手動復位鍵1個，播放音樂和彈奏切換功能按鍵1個，在PCB圖上標注“復位”、“功能切換”字樣。有發(fā)光二極管顯示程序運行狀態(tài)（用1個發(fā)光二極管指示對應的1個按鍵，實際是8個發(fā)光二極管，只用1個代表）。采用揚聲器輸出聲音信號。實現(xiàn)電子琴功能并且至少有一首存儲歌曲，存儲歌曲不能雷同。（2） 方案論證說明 本方案采用AT89C2051作為中心控制器，通過定時器，給它賦不同的初值，當定時器記滿時對一個I/O口取反，產生方波，由于所賦初值不同，所以可以產生不同頻率的方波，音樂中,有7個基本音符:do﹑re﹑mi﹑fa﹑so﹑la﹑si，七個不同的音符對應著不同的頻率。只要我們對照音符輸出相對應的頻率，就可以產生美妙的音樂了。用單片機產生的音頻脈沖直接驅動揚聲器并不能產生所要實現(xiàn)的音樂，因為它沒有足夠的驅動能力，這就需要音頻功率放大電路，本例使用三極管S9012實現(xiàn)音頻功放電路。根據功能要求只產生8個音符按鍵較少，所以采用獨立式鍵盤，題目要求一個發(fā)光二極管顯示上電，一個表示程序運行狀態(tài)，本設計采用LED發(fā)光二極管表示。對于播放音樂和彈奏切換功能按鍵，采用外部中斷來實現(xiàn)。系統(tǒng)的電路結構組成框圖如圖一：功能選擇彈奏/播放上電復位 按鍵復位 51單片機 AT89C20518鍵獨立鍵盤揚聲器驅動音頻LED狀態(tài)燈 圖一AT89C2051單片機是AT89C51系列中結構最緊湊，體積最小的單片機，它的片內有2k字節(jié)閃爍存儲器，管腳封裝為20引腳，與8751相比只去掉P0口、P2口，片內多一個模擬電壓比較器。用它設計產品，外圍元器件少，接口技術簡單，縮小電路板面積，成本低，開發(fā)容易，可廣泛應用于小型簡單不需很多I/O口控制的各種智能產品設計，指令與MCS51芯片兼容，內含2k字節(jié)的可反復電氣燒錄及擦除內存，工作頻率最高至24 MHz，內含128字節(jié)RAM，15條可編程控制I/O線，一個模擬電壓比較器，現(xiàn)已得到開發(fā)人員廣泛認可。（1）電路原理設計電路設計使用Altium Designer summer 08軟件進行設計復位電路采用一個電容與一個電阻串聯(lián)，電容再與按鍵并聯(lián)來實現(xiàn)上電復位，也能手動復位，具體見圖二： 圖二晶振電路采用外部晶振，兩個電容并聯(lián)，再將12MHZ晶振放在中間，見圖三： 圖三鍵盤電路采用獨立式鍵盤，將P1口作為鍵盤掃描接口，按鍵一端接地一端接P1口，，見圖四：圖四 系統(tǒng)的完整原理圖請見附錄一（2） PCB設計 ～，～，～ ，電源線寬度比普通線要加寬(不小于2mm)，三極管管腳間距4～5mm，三個角做成三角形，盡量不做成一排；電阻焊盤間距10～12mm，電容焊盤間距4～6mm，～(或140～160mil)，，其管腳焊盤做成運動場型（橢圓形），長：X=（長3～4mm），寬：Y=2mm；按鍵66mm，～ （或140～160mil），二極管管腳間距4～5mm，焊盤大小參考電阻，元件標稱不要；采用底層布線（藍色線），電源標出“+”，“”極，靠邊并排引出，采用方形焊盤，并增大面積，正負極之間距離為8～10mm，元件名稱不能放在連線上，即不能名稱與銅線相交，焊盤采用橢圓形或圓形，以增加焊盤的牢固性；焊盤最好不要采用方形，對于獨立的焊點或焊點在直角處，應增大焊盤覆銅面積，幾個焊點相連的也可以設計成島型，線條盡可能不要相接成直角、丁字形或銳角，少拐彎，走線要盡可能水平或垂直，同一性能的線條粗細均勻。經過耐心的擺放器件，對個參數(shù)進行設置，底層自動布線，做出的板子小于126cm，所以滿 足題意，PCB圖如圖五，打印預覽見圖六：圖五 圖六（1）音調的產生 音樂的產生需要不同頻率的音頻脈沖，對于單片機而言，可以利用它的定時/計數(shù)器產生這樣的方波頻率信號。在本設計中，單片機工作在12MHz時鐘頻率下，其時鐘周期為1us，因此可以利用AT89C2051的內部定時/計數(shù)器T0/T1，使其工作模式為1，根據對應音符的不同頻率求出計數(shù)器的初值T（即是TH0和TL0的值），則TH0=T/256，TL0=T%256。C調各音符頻率與計數(shù)值T的對照如下表31所示。表31 C調各音符頻率與計數(shù)值T的對照表音符頻率(Hz)簡譜碼(T)十六進制碼音符頻率(Hz)簡譜碼(T)低1D0262636284FA740648601D027763731中5SO74864898FD82低2RE294638355S0831649342RE31163928中6LA88064968FDC8低3M330640216LA93264994低4FA34964103中7S198865030FE064FA37064185高1DO104665058FE22低5SO39264260DO1109650855S041564331高2RE117565110低6LA440644002RE1245651346LA46664463高3M131865157低7S149464524高4FA139765178中1DO52364580FC444FA1480651981D055464633高5SO156865217中2RE57864684FCAC5SO1661652352RE62264723高6LA176065252中3M65964777FD096LA186565268中4FA69864820FD34高7SI196765283 電子琴的彈奏程序采用查找表來實現(xiàn)，根據鍵盤掃描的不同鍵值，查找出產生不同頻率的相應定時器的初值，由于是采用工作模式一，分高低位，按字節(jié)排放，TH放在前，TL放在后，程序如下：START: MOV R0, P1 MOV A,32H JNZ INT CJNE R0,0FFH,KEY1 。鍵盤掃描 SETB CLR TR0 SJMP STARTKEY1: MOV R1,0 MOV A,R0 CPL ALOOP: CJNE A,01H,REL SJMP FUREL: RR A INC R1 SJMP LOOPFU: MOV A,R1 MOV B,2 MUL AB MOV R2,A MOV DPTR,TABLE MOVC A,@A+DPTR MOV 30H,A MOV A,R2 INC A MOVC A,@A+DPTR MOV 31H,A SETB TR0 CLR LJMP STARTINT_T0: 。T0中斷服務程序 MOV TH0,30H 。定時器賦初值高位 MOV TL0,31H。定時器賦初值低位 CPL 。輸出方波 RETITABLE:DB 0FCH,44H,0FCH,0ACH,0FDH,09H,0FDH,34H DB 0FDH,82H,0FDH,0C8H,0FEH,06H,0FEH,22H（2）音樂節(jié)拍的產生節(jié)拍是指音樂持續(xù)的長短，是除音符之外音樂的另一關鍵組成部分，在單片機系統(tǒng)中可以通過延時來實現(xiàn)。如果1/，依次類推，可以求出其余節(jié)拍的值，節(jié)拍的延時時間與音樂的曲調值有相對應的關系，下面為不同曲調下的1/4和1/8節(jié)拍的時間設定，如下表32所示。表32 不同曲調下1/4和1/8節(jié)拍的延時表曲調值(1/8節(jié)拍)delay(ms)曲調值(1/4節(jié)拍)delay(ms)調4/462調4/4125調3/494調3/4187調2/4125調2/4250 本設計播放的歌曲曲調是4/4，所以延時程序是125msDELAY:MOV R7,02H 。4/4曲調，演示125ms子程序 DELA1:MOV R6,125 DELA2:MOV R5,248 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DELA2 DJNZ R7,DELA1 DJNZ R4,DELAY RET(3)程序結構