【正文】 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生活上的樂趣。 本文主要對使用單片機(jī)設(shè)計簡易電子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電子琴 的 硬件組成。 而 單片機(jī)具有強(qiáng)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，成為不可替代的一部分。 河河 南南 理理 工工 大大 學(xué)學(xué) 《單片機(jī)應(yīng)用與仿真訓(xùn)練》設(shè)計報告 題目：基于 AT89S52 單片機(jī)的電子琴設(shè)計 姓 名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)老師： 所在學(xué)院： 電氣工程與自動化學(xué)院 2021 年 5 月 18 日 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 1 摘 要 單片機(jī)即單 片微型計 算機(jī)（ SingleChip Microputer ），是集CPU ,RAM ,ROM ,定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。本文的主要內(nèi)容是用 AT89S52 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計一個電子琴 ，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 。利用單片機(jī)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表達(dá)的音樂。 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。 設(shè)計任務(wù)與要求 利用所給鍵盤的 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7，七個按鍵，能夠發(fā)出 7個不同的音調(diào)，而且有一個按鍵可以自動播放歌曲，要求按鍵按下時發(fā)聲，松開延時一小段時間，中間再按別的鍵則發(fā)另外一音調(diào)的聲音，當(dāng)系統(tǒng)掃描到鍵盤按下，則快速檢測出是哪一個按鍵被按下，然后單片機(jī)的定時器啟動，發(fā)出一定頻率的脈沖，該頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動電路放大濾波后，就會發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 4 系統(tǒng)組成及總體框圖 該設(shè)計方案是通過按鍵隨意按下所要表達(dá)的音符，作為電平送給主體電路，中央處理器通過識別，解碼輸出音符，在揚聲器中發(fā)出有效的聲音。 功 能 選 擇 (彈奏 /播放 ) 鍵盤輸入 AT89S52 單片機(jī) 蜂鳴器 發(fā) 聲 數(shù)碼管 顯示 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 5 圖 電路總接線圖 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng) 單片機(jī)加上適當(dāng)?shù)耐鈬骷ūＷC單片機(jī)系統(tǒng)運行的最小外圍器件）和應(yīng)用程序，構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)稱為最小系統(tǒng)。 AT89S52 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 上外接時鐘源即可構(gòu)成時鐘電路 圖 時鐘電路圖 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 7 數(shù)碼管顯示模塊 數(shù)碼管顯示模塊核心是共陽級數(shù)碼管，通過來自單片機(jī) I/O口的電平高低來點亮和熄滅數(shù)碼管上的發(fā)光二極管，通過單片機(jī)送來的數(shù)碼管顯示編碼可以在數(shù)碼管上顯示數(shù)字 和字符，可以很容易地理解按鍵按下所對應(yīng)的音符。 圖 按鍵輸入電路圖 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 8 圖 音調(diào)切換按鍵輸入及發(fā)聲輸出電路圖 元件 介紹 AT89S52 一 、 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。 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(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 二 、主要性能： 與 MCS51單片機(jī)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 串河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 9 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(biāo)識 符 [2]。當(dāng)P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 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。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 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。 RST：復(fù)位輸入。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。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 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(jìn)行正確的字型段碼編碼。 音持續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。如果單片機(jī)要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實現(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 。 T的值決定了 TH0 和 TL0 的值，其關(guān)系為： TH0=T/256， TL0=T/256 系統(tǒng)總體功能流程圖 圖 主程序框圖 N 定時器初始化數(shù)碼管顯示 0 主程序 開始 循環(huán)檢測按鍵 Y 數(shù)碼管顯示 蜂鳴器發(fā)聲 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 14 4 Proteus軟件仿真 仿真圖形 圖 Proteus 仿真圖 系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個系統(tǒng)功能否實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。 在確保軟件仿真電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可進(jìn)行軟件運行，在本次設(shè)計中，軟件運行主要是測試單片機(jī)鍵盤控制部分、數(shù)碼管 點亮部分、和音頻功放電路調(diào)試。 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 16 5 課程設(shè)計體會 這次實驗總共經(jīng)歷了兩周的時間，從功能需求分析到功能分析，從程序的設(shè)計到程序的調(diào)試 ， 下載，最后終于完成了這次具有實際使用價值的實驗。對以后的學(xué)習(xí)也有很大的幫助。 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M]． 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [2] 龍威林 .單片機(jī)應(yīng)用入門 :AT89S51 和 AVR[M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2021 [3] 張虹 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京 :中國電力出版社 ,2021. [4] 張毅剛 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M]．哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [5] 徐新艷．單片機(jī)原理、應(yīng)用與實踐 [M]．北京：高等教育出版社， 2021 年 3 月． 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 17 附：源程序代碼 ORG 00H JMP START ORG 0BH JMP EXT0 ORG 1BH JMP EXT1 START: MOV TMOD,00010001B MOV IE,10001010B SETB MOV C, JC START1 JMP START2 START1: JNB ,DY JMP START11 DY: MOV P2,06H JNB ,DK1 JNB ,DK2 JNB ,DK3 JNB ,DK4 JNB ,DK5 JNB ,DK6 JNB ,DK7 JMP START DK1: MOV P0, 06H MOV R1,0F8H MOV R0,8CH MOV TH0,R1 MOV TL0,R0 SETB TR0 LCALL DELAY CLR TR0 JMP START DK2: MOV P0, 5BH MOV R1,0F9H MOV R0,5BH MOV TH0,R1 MOV TL0,R0 河南理工大學(xué)本科課程設(shè)計報告 18 SETB TR0 LCALL DELAY CLR TR0 JMP START DK3: MOV P0, 4FH MOV R1,0FAH MOV R0,15H MOV TH0,R1 MOV TL0,R0 SETB TR0 LCALL DELAY CLR TR0 JMP START DK4: MOV P0, 66H MOV R1,0FAH MOV R0,67H MOV TH0,R1 MOV TL0,R0 SETB TR0 LCALL DELAY CLR TR0 JMP START DK5: MOV P0, 6DH MOV R1,0FBH MOV R0,04H MOV TH0,R1 MOV TL0,R0 SETB TR0 LCALL DELAY CLR TR0 JMP START DK6: MOV P0, 7DH MOV R1,0FBH