【正文】 的延時，構成音樂。 2247。 fr 例如：設 K＝ 65536， fi＝ 1MHz，求低音 DO（ 261Hz）、中音 DO（ 523Hz）、高音 DO（ 1046Hz）的計數(shù)值。 fr。就可在 P3^7 引腳上得到此頻率的脈沖。可以利用不同的頻率的組合，來構成所想要的音樂，而對于單片機來說，產(chǎn)生不同的頻率則非常方便。依據(jù)不同的按鍵，數(shù)碼管會依次顯示從 1 到 F。 驅(qū)動方式：要使數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，數(shù)碼管的驅(qū)動方式可分為以下兩種： ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個發(fā)光二極管都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或 者使用如 BCD碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。 按鍵子程序流程圖如下： 9 K1鍵按下數(shù)碼管顯示0并播放DO的低音K2鍵按下數(shù)碼管顯示1并播放re的低音K3鍵按下數(shù)碼管顯示2并播放mi的低音K4鍵按下數(shù)碼管顯示3并播放fa的低音K5鍵按下數(shù)碼管顯示4并播放so的低音K6鍵按下 數(shù)碼管顯示5并播放la的低音K7鍵按下 數(shù)碼管顯示6并播放si的低音K8鍵按下 數(shù)碼管顯示7并播放do的中音 按 鍵 流 程 子 程 序 圖 （ a ） 10 K 9 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 8 并 播 放 f a 的中 音K 1 0 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 9 并 播 放 s o 的中 音K 1 1 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 A 并 播 放 l a 的 中音K 1 2 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 b 并 播 放 s i 的 中音K 1 3 鍵 按 下數(shù) 碼 管 顯 示 c 并 播 放 d o 的 高音K 1 4 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 d 并 播 放 r e 的 高 音K 1 5 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 e 并 播 放 m i 的 高 音K 1 6 鍵 按 下 數(shù) 碼 管 顯 示 f 并 播 放 f a 的 高 音K 1 7 按 下單 片 機 處 于 彈 奏 模 式K 1 8 按 下單 片 機 處 于 演 唱 模 式 圖 25 按鍵流程子程序圖（ b） 數(shù)碼管工作原理及電路圖 共陽數(shù)碼管應將公共極接到 +5V，共 7 個發(fā)光二極管組成。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此需要設置入口、輸出口一個，該方法在微機系統(tǒng)中被廣泛使用。去抖問題可通過軟件延時或硬件電路解決。 鍵盤接口必須具有的 4 個基本功能。 判斷閉合鍵所在的位置 在確認有鍵按下后，可進入確定具體哪個鍵閉合的過程。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1R21 0 kR31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 kR71 0 kR81 0 kR91 0 k 圖 24 鍵盤電路圖 鍵盤掃描模塊的工作原理 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。通過單片機查表得出數(shù)碼管顯示編碼，傳送給數(shù)碼管顯示，以此來實現(xiàn)按鍵與顯示程序的一致性。1位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 a~g 控制七個筆畫（段） 6 的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。 LED 是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。在平時， ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。 RST：復位輸入。 P3 口 ： P3 口管腳是 8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P1 口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 主要性能：與 MCS51單片機產(chǎn)品兼容、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器、1000 次擦寫周期、全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、三級加密程序存儲器 、 32 個可編程 I/O 口線 、三個 16位定時器 /計數(shù)器八個中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門狗定時器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標識符。 AT89S52 具有以下標準功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，鍵盤掃描 AT89S51 數(shù)碼管顯示 揚聲器播放音樂 電源部分 4 看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2級中斷結(jié)構，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 圖 21 系統(tǒng)結(jié)構圖 元件簡介 AT89S51 功能特性： AT89S51 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。本設計具有 16 個音節(jié)的鍵盤，可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進行彈奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)自己的彈奏，通過揚聲器將音樂播放出來。比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。 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。 設計目標 由于本設計主要用于人們娛樂方面，因此在設計上盡量使其安全以及簡單易操作。但該設計方案制作成本高且復雜?，F(xiàn)在，雖然單片機的應用已經(jīng)很普遍了，可是仍有許多可以用它來控制而未實現(xiàn)的項目，因此，單片機的應用大有可以想象和拓展的空間。 雖然單片機出現(xiàn)的歷史并不長，但發(fā)展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、應用領域等全方位向更高水平發(fā)展。 隨著電子科技的快速發(fā)展，電子技術正在漸漸改善著人們的學習、生活、工作等各個方面，因此開發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來一點生活上的樂趣。 本 設計 主要對使用單片機設計 多功能 電子琴進行了分析，并介紹了基于單片機電子琴 系 統(tǒng)硬件組成。它的應用必定導致傳統(tǒng)的控制技術發(fā)生變革。它在現(xiàn)代音樂中扮演著非常重要的角色，形形色色的物品已經(jīng)表明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(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的現(xiàn)代生活的一部分。在忙碌的生活中，我們總會抽空欣賞喜愛的歌曲，作為對精神的洗禮和心靈的升華。本論文設計一個基于單片機的簡易電子琴。本設計的 主要內(nèi)容是用 AT89S51單片機為核心控制元件，設計一個多功能電子琴。因此，單片機的開發(fā)應用 早 已 經(jīng) 成為高科技和工程領域的一項重大課題。利用單片機產(chǎn)生不同頻率來獲得 我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要的音樂。 由 于當前市場上的 玩具需求量大 ， 其中電子琴就是一個很好的應用方面。目前單片機已用于工業(yè)控制、機電一體化設備、儀器儀表、信號處理、現(xiàn)代兵器、交通能源、商用設備、醫(yī)療設備及家用電器等各個領域，隨著單片機性能的不斷提高，它的應用將會更加廣泛。 2 1 方案論證 控制模塊選擇方案 方案一：用可控硅制作電子琴。 方案二： 采用 AT89C51 單片機進行控制，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。其次，在這次設計可行性上進行分析如下： 經(jīng)濟可行性： 所謂經(jīng)濟可行性，即在這次設計上需要投入資金的多少，由于畢業(yè)設計是沒有項目資金，沒有開發(fā)經(jīng)費，因此在經(jīng)濟上必須能夠承受，比較理想化的項目對于我們畢業(yè)設計來說是不可行的。 綜上所述，本系統(tǒng)設計目標已經(jīng)明確，在經(jīng)濟與技術上均可行，因此本系統(tǒng)的開發(fā)是完全可行的。而且還有兩個額外的按鍵來控制單片機的工作方式 —— 播放和彈奏。由于本設計實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由演奏者通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由演奏者掌握，不由程序控制。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 引腳說明： VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位 地址接收。 P2口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2口輸出地址的高八位。當 P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用 于定時目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 LED 有單個 LED 和八段 LED 之分，也有共陰和共陽兩種。 此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進行正確的字型段碼編碼。 各功能模塊原理圖 和工作原理 AT89S51 模塊電路原理圖 單片機主程序模塊通過對鍵盤掃描程序信號的讀取，在通過對應的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號。 行掃描法 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵 識別方法，其工作原理如下： 判斷鍵盤中有無鍵按下 將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀 態(tài)。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。 1） 去抖動 :每個按鍵在按下或松開時，都會產(chǎn)生短時間的抖動。 2） 防串鍵：防串鍵是為了解決多個鍵同時按下或者前一按鍵沒有釋放又有 8 新的按鍵按下時產(chǎn)生的問題。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來識 別閉合鍵，為此需要提供兩個可編程的雙向輸入 /輸出 端口 。當某一字段發(fā)光二 11 極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點很明顯，編程簡單，顯示亮度較高，缺點是占用 I/O 端口多。 對應調(diào)用函數(shù)如下： void Display(unsigned char m) //定義數(shù)碼管顯示函數(shù) { P2=DSY_CODE[Song[k][Tone_Index]] 。在獲得所需要的音拍時，可以利用單片機的定時 /計數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，所以我們只要把一首歌曲的音階所對應頻率關系弄正確即可。利用 AT89S51 的內(nèi)部定時器使其工作計數(shù)器模式（即 MODE1）下，改變計數(shù)值 TH0 及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法來產(chǎn)生不同音階。 在式中 ,N 是計數(shù)值； fi 是機器頻率； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。 T＝ 65541－ N＝ 65536－ fi247。 fr＝ 65536－500000/fr 低音 DO： T＝ 65536 － 500000/262＝ 63628 中音 DO： T＝ 65536－ 500000/523＝ 64580 高音 DO： T＝ 65536－ 500000/1046＝ 65058 13 音頻模塊電路原理圖 單片機接受到彈奏者的指示，通過喇叭播放出 來。 音樂的播放要進行音符的識別和準確 調(diào)用，音符的自然頻率是固定的，我們可以根據(jù)自然頻率計算出其半周期，由此計算出單片機在 12MHz 下的定時初值。 for(t1 = 0。 t2++)。 音樂播放函數(shù)的定義需要一