【正文】 這幾個模塊的選型和論證進(jìn)行討論。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(shè)有 16 個按鍵和揚聲器。 隨 著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會的發(fā)展，人類所接觸的信息也在不斷增加并且日益復(fù)雜。 本文設(shè)計的 電子琴， 體積小，重量輕，使用方便，并有一定的商業(yè)價值。 單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字， 不準(zhǔn)請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 基于單片機的電子琴設(shè)計與仿真 IV 1）設(shè)計（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它 摘要 當(dāng)今世界， 電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng) 域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高 。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸 ，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 關(guān)鍵詞 ： STC89C52 單片機 矩陣鍵盤 LED 數(shù)碼管 揚聲器 基于單片機的電子琴設(shè)計與仿真 V Abstract In today39。 面對浩如煙海的信息，人們已經(jīng)能夠利用計算機等工具高效準(zhǔn)確地對之進(jìn)行處理，但要想將處理完的信息及時，清晰地傳遞給別人，還必須通過尋求更加卓越的 顯示技術(shù)來實現(xiàn)。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表達(dá)的音樂。 方案一 供電模塊： 采用電池供電，需要三節(jié) 電池（常用南孚電池即可），攜帶時比較麻煩。 顯示模 塊： 采用 LCD 液晶顯示屏，液晶顯示屏的顯示功能強大，可顯示大量文字，圖形，顯示多樣，清晰可見，但是 LCD 相對價格較貴，而且本設(shè)計只需顯示簡單字符即可。 方案二 供電模塊：采用 USB 借口供電，可在電腦、移動電源等設(shè)備上使用，攜帶方便，操作簡潔。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。 聲音播 放模塊： 采用揚聲器（喇叭）作為聲音播放器，聲音響亮、真實。 電 源 電 路 鍵 盤 模 塊單 片 機 主控 模 塊功 率 放 大模 塊揚 聲 器數(shù) 碼 管 顯示 模 塊 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 基于單片機的電子琴設(shè)計與仿真 5 2 系統(tǒng)硬件介紹 主控模塊（ STC89C52） 主控模塊模塊在整個系統(tǒng)中起著統(tǒng)籌的作用，需要檢測鍵盤，溫度傳感器等各種參數(shù)，同時驅(qū)動液晶顯示相關(guān)參數(shù)，在這里我們選用了 51 系列單片機中的 STC89C52 單片機作為系統(tǒng)的主控芯片。 STC89C52 有 40 個引腳， 4 個 8 位并行 I/O 口， 1 個全雙工異步串行口，同時內(nèi)含 5 個中斷源， 2 個優(yōu)先級， 2 個 16 位定時/計數(shù)器。 2. 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM(128B)，用以存放可以讀／寫的 數(shù)據(jù)，如運算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及欲顯示的數(shù)據(jù)等， SST89 系列單片機最多提供 1K 的 RAM。 SST 公司推出的 89 系列單片機分別集成了 16K、32K、 64K Flash 存儲器，可供用戶根據(jù)需要選用。 6. 五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)。最高允許振蕩頻率為 12MHz。 要檢查振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有 脈沖信號輸出。當(dāng)此輸入端保持備用電源的輸入端。當(dāng) 8051 上電正常上電正常工作后， ALE 引腳不斷向外輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率 fOSC 的 1/6。如有脈沖信號輸出，則 8051/8031 基本上是好的。在訪問片外程序存儲器時，此端定時輸出負(fù)脈沖作為讀片外存儲器的選通信號。要檢查一個8051/8031 小系統(tǒng)上電后 CPU 能否正常到 EPROM／ ROM 中讀取指令碼，也可用示波器看 PSEN 端有無脈沖輸出。 當(dāng) 輸入信號 EA 引腳接低電平 (接地 )時， CPU 只訪問外部 EPROM/ROM 并執(zhí)行外部程序存儲器中的指令，而不管是否有片內(nèi)程序存儲器。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動 8 個LS 型 TTL 負(fù)載。在此期間， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。 P2 口 (～ ， 21~28 腳 )： P2 口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。 P3 口每位能驅(qū)動 4 個 LS 型 TTL 負(fù)載。 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，常常會有定時控制需求，如定時輸出、定時檢測、定時掃描等；也經(jīng)常要對外部事件進(jìn)行計數(shù)。 顯示 模塊 數(shù)碼管原理 常見 數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個 發(fā)光二極管 單元（多一個小 數(shù)點顯示）；按能顯示多少個 “8”可分為 1 位、 2 位、 4 位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。 靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。通過分時輪流控制各個數(shù)碼管的的 COM 端，就使各個數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。程序編寫的時候我們預(yù)先根據(jù)要顯示的字符，編寫了個對應(yīng)要顯示的數(shù)組，這樣可以使程序更加簡化。 最常見的鍵盤布局如圖 所示。為使外圍元件最少， 電壓增益 內(nèi)置為20。與通用型集成運放相類基于單片機的電子琴設(shè)計與仿真 15 似，它是一個三級放大電路。 第三級中的 T8和 T9 管復(fù)合成 PNP 型管，與 NPN 型管 T10 構(gòu)成準(zhǔn)互補輸出級。輸出端（引腳 5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。 查 LM386 的 datasheet，電源電壓 412V 或 518V(LM386N4)；靜態(tài)消耗電流為 4mA；電壓增益為 20200；在 8 腳開路時，帶寬為 300KHz；輸入阻抗為 50K；音頻功率 。這是死理，不用多說了吧。 (5)7 腳（ BYPASS）的旁路電容不可少！實際應(yīng)用時， BYPASS 端必須外接一 個電解電容到地，起濾除噪聲的作用。此電容的作用有二：隔直 +耦合。分別測試，發(fā)現(xiàn) 10uF/ 最為合適，這是我的經(jīng)驗值。 定時器產(chǎn)生音樂信號原理 一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應(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了，當(dāng)然對于單片機來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們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，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系正確即可 。fr21 式中， N 是計數(shù)值； fi 是機器頻率（晶體振蕩器為 12MHz時，其頻率為 1MHz）； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。 T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。fr＝65536－ 500000/fr 低音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/262＝ 63627 中音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/523＝ 64580 高音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/1046＝ 65059 基于單片機的電子琴設(shè)計與仿真 19 程序設(shè)計原理 軟件任務(wù)分析和硬件電路設(shè)計結(jié)合進(jìn)行，哪些功能由硬件完成，哪些任務(wù)由軟件完成，在硬件電路設(shè)計基本定型后，也就基本上決定下來了。 軟件任務(wù)分析時，應(yīng)將各執(zhí)行模塊一一列出，并為每一個執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義（輸入輸出定義）。相對來講，執(zhí)行模塊任務(wù)明確單純，比較容易編程，而監(jiān)控程序較易出問題。后臺程序指主程序及其調(diào)用的子程序，這類程序?qū)崟r性要求不是太高，延誤幾十 ms 甚至幾百 ms 也沒關(guān)系，故通常將監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序），顯示程序和打印程序等與操作者打交道的程序放在后臺程序中執(zhí)行；而前臺程序安排一些實時性要求較高的內(nèi)容，如定時系統(tǒng)和外部中斷（如掉電中斷）。 經(jīng)過一系列的問題查找后系統(tǒng)最終能正常工作，并完成所有的功能。 我的綜合設(shè)計主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。 這次在論文撰寫以及課題研究的過程中，遇到了許多困難，“書到用時方恨少”的感覺在我身上最為深刻，雖說在老師和同學(xué)的幫助下完成了論文和實物，但還是存在很多不足之處。尤其要強烈感謝我的論文指導(dǎo)老師 蘭英 老師，她對我進(jìn)行了無私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。 感謝我的同學(xué)和朋友， 在提供技術(shù)支持的同時 ，還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。其中，按鍵 1~15 是用于單獨演奏的，按鍵 16 是用于播放歌曲的 //播放歌曲的時候需要按復(fù)位鍵才能夠停止。 define SOUND_SPACE 4/5 //定義普通音符演奏的長度分率 ,//每 4 分音符間隔 //同一首歌 的譜子 unsigned char code Music[]={ 0x0F,0x01, 0x15,0x02, 0x16,0x02, 0x17,0x66, 0x18,0x03,0x17,0x02, 0x15,0x02, 0x16,0x01, 0x15,0x02, 0x10,0x02, 0x15,0x00, 0x0F,0x01, 0x15,0x02, 0x16,0x02, 0x17,0x02, 0x17,0x03, 0x18,0x03, 0x19,0x02, 0x15,0x02, 0x18,0x66,0x17,0x03, 0x19,0x02, 0x16,0x03, 0x17,0x03, 0x16,0x00,0x17,0x01, 0x19,0x02, 0x1B,0x02, 0x1B,0x70, 0x1A,0x03,0x1A,0x01, 0x19,0x02, 基于單片機的電子琴設(shè)計與仿真 28 0x19,0x03, 0x1A,0x03, 0x1B,0x02,0x1A,0x0D, 0x19,0x03, 0x17,0x00, 0x18,0x66, 0x18,0x03,0x19,0x02, 0x1A,0x02, 0x19,0x0C, 0x18,0x0D, 0x17,0x03,0x16,0x01, 0x11,0x02, 0x11,0x03, 0x10,0x03, 0x0F,0x0C,0x10,0x02, 0x15,0x00, 0x1F,0x01, 0x1A,0x01, 0x18,0x66,0x19,0x03, 0x1A,0x01, 0x1B,0x02, 0x1B,0x03, 0x1B,0x03,0x1B,0x0C, 0x1A,0x0D, 0x19,0x03, 0x17,0x00, 0x1F,0x01,0x1A,0x01, 0x18,0x66, 0x19,0x03, 0x1A,0x01, 0x10,0x02,0x10,0x03, 0x10,0x03, 0x1A,0x0C, 0x18,0x0D, 0x17,0x03,0x16,0x00, 0x0F,0x01, 0x15,0x02, 0x16,0x02, 0x17,0x70,0x18,0x03, 0x17,0x02, 0x15,0x03, 0x15,0x03, 0x16,0x66,0x16,0x03, 0x16,0x02, 0x16,0x03, 0x15,0x03, 0x10,0x02,0x10,0x01, 0x11,0x01, 0x11,0x66, 0x10,0x03, 0x0F,0x0C,0x1A,0x02, 0x19,0x02, 0x16,0x03, 0x16,0x03, 0x18,0x66,0x18,0x03, 0x18,0x02, 0x17,0x03, 0x16,0x03, 0x19,0x00,0x00,0x00 }。 unsigned char Sound_Temp_TH0,Sound_Temp_TL0。i120。 //定義一些中間變量 unsigned int Point,LDiv,LDiv0,LDiv1,LDiv2,LDiv4,CurrentFre,Temp_T,SoundLength。i++) // 根據(jù)調(diào)號及升降八度來生成新的頻率表 { j = i + Signature。 if(Octachord == 1) NewFreTab[i]=2。 } Point = 0。 // 算出 1 分音符的長度 (幾個 10ms) LDiv4 = LDiv0/4。 while(Point SoundLength) { SL=