【正文】 基于AT89S52單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)【摘要】 微型電子琴的設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制部分，通過制作硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)編寫，然后進(jìn)行軟硬件的調(diào)試運(yùn)行，最終達(dá)到設(shè)計(jì)電路的樂器演奏、點(diǎn)歌、存儲及顯示功能。設(shè)計(jì)中應(yīng)用中斷系統(tǒng)和定時(shí)/計(jì)數(shù)原理控制演奏器發(fā)聲，對音樂發(fā)生所必須確定的音符和節(jié)拍分別用程序語言實(shí)現(xiàn)。可以用它來彈奏和播放樂曲。特點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路簡單、清晰,成本低。 目 錄………………………………………………………………………………1……………………………………………………………………1 系統(tǒng)開發(fā)意義…………………………………………………………………1 設(shè)計(jì)目標(biāo)………………………………………………………………………1…………………………………………………………………………1 控制模塊選擇方案………………………………………………………………1……………………………………………………………………1…………………………………………………………2……………………………………………………………2…………………………………………………………………………2 AT89S52…………………………………………………………………………2 LM386…………………………………………………………………………3 LED數(shù)碼管……………………………………………………………………5……………………………………………………………………6…………………………………………………………………………7……………………………………………………………………7 音樂相關(guān)知識……………………………………………………………………7…………………………………………………7……………………………………………………7……………………………………………………………8…………………………………………………………………………11…………………………………………………………………………11 軟件調(diào)試…………………………………………………………………………11………………………………………………………………………………11…………………………………………………………………………11附錄1：元器件清單………………………………………………………………12附錄2：主要電路原理圖 ………………………………………………………13附錄3：程序………………………………………………………………………131 前言 系統(tǒng)開發(fā)背景隨著電子科技的飛速發(fā)展，電子技術(shù)正在逐漸改善著人們的學(xué)習(xí)、生活、工作,因此開發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來一點(diǎn)生活上的樂趣。基于當(dāng)前市場上的玩具市場需求量大，其中電子琴就是一個很好的應(yīng)用方面。單片機(jī)技術(shù)使我們可以利用軟硬件實(shí)現(xiàn)電子琴的功能，從而實(shí)現(xiàn)電子琴的微型化，可以用作玩具琴、音樂轉(zhuǎn)盤以及音樂童車等等。并且可以進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。鑒于傳統(tǒng)電子琴可以用鍵盤上的“1”到“A”鍵演奏從低So到高DO等11個音，從而可以用來彈奏喜歡的樂曲。該設(shè)計(jì)將十一個琴鍵改成16個，使電子琴的功能更加完美。不但可以實(shí)現(xiàn)對樂曲的演奏，同時(shí)還具有存儲音樂、播放歌曲以及顯示按鍵的功能。使該設(shè)計(jì)功能更加完善。 系統(tǒng)開發(fā)意義該設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：①可以隨意彈奏想要表達(dá)的音樂；②比傳統(tǒng)電子琴功能更完善③制作簡單，成本低 設(shè)計(jì)目標(biāo)由于本設(shè)計(jì)主要用于人們娛樂方面，因此在設(shè)計(jì)上盡量使其安全以及簡單易操作。其次，在這次設(shè)計(jì)可行性上進(jìn)行分析如下：經(jīng)濟(jì)可行性：所謂經(jīng)濟(jì)可行性，即在這次設(shè)計(jì)上需要投入資金的多少，由于畢業(yè)設(shè)計(jì)是沒有項(xiàng)目資金，沒有開發(fā)經(jīng)費(fèi)，因此在經(jīng)濟(jì)上必須能夠承受，比較理想化的項(xiàng)目對于我們畢業(yè)設(shè)計(jì)來說是不可行的。通過分析后，無論是在器件價(jià)格或是常見度上均是可行的。技術(shù)可行性：技術(shù)可行性主要是分析技術(shù)條件上是否能夠順利開展并完成開發(fā)工作，硬件、軟件能否滿足設(shè)計(jì)者的需要等。通過分析各種軟件環(huán)境，硬件仿真環(huán)境等均已經(jīng)具備。綜上所述，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)已經(jīng)明確,在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上均可行，因此本系統(tǒng)的開發(fā)是完全可行的。2 方案論證 控制模塊選擇方案 方案一：用可控硅制作電子琴。將220V交流電經(jīng)變壓器降壓,再經(jīng)過整流、濾波,獲得+。將單向可控硅SCR和電阻、電容組成馳張振蕩器電路。但該設(shè)計(jì)方案制作成本高且復(fù)雜。方案二： 采用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行控制,由于AT89C51不具備ISP功能，因此Atmel公司已經(jīng)停產(chǎn)在市面上已經(jīng)不常見，況且其ROM只有4K在系統(tǒng)將來升級方面沒有潛力。方案三：采用AT89S52單片機(jī)進(jìn)行控制，由于其性價(jià)比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲空間達(dá)到8K，使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級，使用方便，抗干擾性能提高。 鑒于上述對比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三 按鍵選擇方案傳統(tǒng)電子琴可以用鍵盤上的“1”到“A”鍵演奏從低SO到高DO等11音。該設(shè)計(jì)有20個按鈕矩陣，設(shè)計(jì)成16個音，可以實(shí)現(xiàn)音階在低音4高音5之間。比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說明硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，工作模式為1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號。該設(shè)計(jì)具有11個音節(jié)的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)用戶的彈奏，通過揚(yáng)聲器將音樂播放出來。由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動能力，這就需要音頻功率放大電路。本例使用國家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器LM386來實(shí)現(xiàn)音頻功放電路。 按鍵音頻功放電路單片機(jī)AT89S52`揚(yáng)聲器LED顯示電路 圖31 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 AT89S52 功能特性：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器