【正文】 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分，有人曾說喜歡音樂的人不會(huì)向惡。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)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。 關(guān)鍵詞 ： AT89C51 單片機(jī)；音色；節(jié)拍器；自動(dòng)放音 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) II ABSTRACT With the development and progress of society, music has bee an important part of life, it was said that people do not like the music to the evil. We will find time to enjoy the world music, as the baptism of the spirit. This thesis developed a simple microcontrollerbased electronic key board Electronic an is a modern electronic music technology and the p roduct is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modem people’s lives, bee an irreplaceable part. The main content is AT89C51 control of the core ponents, design of a electronic an. SCM as a host to the core, with the keyboard, speaker and other core modules. In the main control module has 16 keys and a speaker. The system is steady, its simple hardware circuits, software functions, reliability of control system and high cost performance is its advantages. It also has certain practical and reference value. Key words: keyboard。 雖然單片機(jī)出現(xiàn)的歷史并不長(zhǎng)，但發(fā)展十分迅猛，在集成度、功能、速度、 可靠性、應(yīng)用領(lǐng)域等全方位向更高水平發(fā)展。現(xiàn)在，盡管單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)很普遍 了，但仍有許多可以用 單片機(jī)控制而尚未實(shí)現(xiàn)的項(xiàng)目，因此，單片機(jī)的應(yīng)用大有 可以想象和拓展的空間。這種以軟件取代硬件并能提高 系統(tǒng)性能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。 之所以以單片機(jī)電子琴為選題，目的在于從日常生活能接觸到的細(xì)微處著 手，通過理論與實(shí)踐的結(jié)合，更明確自己的所學(xué)所用，也在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)理論的不 足，對(duì)目前日益廣泛應(yīng)用的單片機(jī)有了更加理性化和感性化的認(rèn)識(shí)，使理論和實(shí)踐相得益彰。具體要求如下： 1. 要求達(dá)到電子琴的基本功能，可以用彈奏出簡(jiǎn)單的樂曲。 5. 彈奏電子琴時(shí)能播放出準(zhǔn)確的聲音，不彈奏時(shí)可以播放內(nèi)置音樂。 音樂播放部分：樂音實(shí)際上是有固 定周期的信號(hào)。樂曲中，每一音符對(duì)應(yīng)著確定的頻率，我們將每一音符的時(shí)間常數(shù)和其相應(yīng) 的節(jié)拍常數(shù)作為一組，按順序?qū)非械乃谐?shù)排列成一個(gè)表，然后由查表程 序依次取出，產(chǎn)生音符并控制節(jié)奏，就可以實(shí)現(xiàn)演奏效果。嵌入式電路，按鍵電路， LED 顯示電路和兩個(gè)功能鍵組成， 通過功能鍵可以選擇播放音樂。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。外形及引腳排列如 圖 31 所示。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口如下所示： P3 口管腳備選功能： RXD (串行輸入口 ) P3. 1 TXD (串行輸出口） /INTO (外部中斷 0) /INT1 (外部中斷 1) T0 (記時(shí)器 0 外部輸入） T1 (記時(shí)器 1 外部輸入） /WR (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃存編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上 置 0。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2 應(yīng)不接。 此外， AT89C51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。 矩陣式鍵盤的識(shí)別和顯示 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu)與工作原理 在鍵盤 中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣 形式。 矩陣式結(jié)構(gòu)的鍵盤顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些 ，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的單片機(jī)的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O口則作為輸入。 矩陣式鍵盤的按鍵識(shí)別方法 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無鍵按下。若 某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。去抖問題可通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。 N 鍵輪回，是 當(dāng) 檢測(cè)到有多個(gè)鍵被按下時(shí)， 能根據(jù)發(fā)現(xiàn)它們的順序依次產(chǎn)生相應(yīng)鍵的鍵碼。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒 兩 次掃描來識(shí)別閉合鍵，為此需要提供 兩 個(gè)可編程的雙向輸 入 /輸出端口。共陽 極 數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。共陰 極 數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)是指每個(gè)數(shù)碼管的每一個(gè)段碼都由一個(gè)單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，或者使用如 BCD 碼二 —十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間為 1? 2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實(shí)際上各位數(shù)碼管并非同時(shí)點(diǎn)亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會(huì)有閃爍感，動(dòng)態(tài)顯示的效 果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 I/O 并行口直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示 把“ AT89C51”區(qū)域中的 —P2. 7/A15 端口用 8 芯排線連接到一位數(shù)碼管的 a—h 端口上要求 ： ， P2. 1/A9 與 b 相連， P2. 2/A10 與 c 相連 ?? P2. 7/A15 與 h 相連。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。2247。fr 例如 :設(shè) K=65536， fi =1MHz,求低音 DO (261Hz)、中音 D0 (523Hz)、 高音 DO (1046Hz)的計(jì)數(shù)值。2247。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 圖 42 音頻播放流程圖 放歌子程序流程圖 圖 43 放歌子程序流程圖 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 該程序?qū)崿F(xiàn)的是單 首 曲 目 循環(huán)播放，無法在程序內(nèi)部實(shí)現(xiàn)歌曲的切換。 該軟件的特點(diǎn)： （ 1）全部滿足我們提出的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，并在同類產(chǎn)品中具有明顯的優(yōu)勢(shì)?？傊撥浖且豢罴瘑纹瑱C(jī)和 SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大，可仿真 5 AVR、 PIC。運(yùn)行 Keil 軟件需要Pentium 或以上的 CPU， 16MB 或更多 RAM、 20M 以上空閑的硬盤空間、 WIN9NT、 WIN20xx、 WINXP 等操作系統(tǒng)。 5. 點(diǎn)擊面板左下角的黑色三角開始調(diào)試。說明一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)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，于是我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可，然后我們利用功放電路來將音樂 聲音放大，同時(shí)通過顯示模塊來確知自己所彈的音符。本次設(shè)計(jì)，軟件部分用到了 Proteus 進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，用 keil進(jìn)行程系編譯。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝 意 ! 首先，要特別感謝我的指導(dǎo)老師劉鳴濤老師。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多 待人接物與為人處世的道理。不會(huì)忘記，大學(xué)四年里我們一起度過的歡樂時(shí)光，那些開心的日子，總是那么令人難以忘懷。感謝那些同做 畢業(yè)設(shè)計(jì)的戰(zhàn)友，那段光輝歲月不管成敗，友情最可貴。Oxl0) !=0) //逐行掃描 { P0 = scancode； //輸出行掃描 if ((P0amp。 } else scancode = (scancode〈〈 l)|Ox01。Oxf0)!=Oxf0)； TR0 = 0； } else { while (FY==1) { if (Song[k][Tone_Index]==1) 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 Tone_Index=0； STH0= (tab[Song[k] [Tone_Index]])/256； STL0=(tab[Song[k][Tone Index]])%256； P2=DSY_CODE[Song[k][Tone_Index]]； TR0 = 1； delay1 (300*Len[k][Tone_Index])； Tone_Index++； TR0 = 0； } } } } } } 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 附錄 Ⅱ 英文文獻(xiàn) Microcontrollers are used in a multitude of mercial applications such as modems, motorcontrol systems, air conditioner control systems, automotive engine and among others. The high processing speed and enhanced peripheral set of these microcontrollers make them suitable for such highspeed eventbased , these critical application domains also require that these microcontrollers are highly reliable. The high reliability and low market risks can be ensured by a robust testing process and a proper tools environment for the validation of these microcontrollers both at the ponent and at the system level. Intel Plaform Enginee。Oxf0) !=Oxf0) //若有鍵按下 { delay( )； //延時(shí)去抖動(dòng) if ((P0amp。Oxf0)|Ox0f。 while(ms——) for (t=0； t120； t++)； } /*鍵消抖延時(shí)函數(shù) */ void delay(void) { uchar i； for (i=300； i0； i——)； } /*鍵掃描函數(shù) */ uchar getkey(void) { uchar scancode， tmpcode； if ((P0amp。身邊的同學(xué)和朋友，有你們，我的大學(xué)才算完整。 第三，感謝我的父母親，你們是我力量的源泉，只要有你們，不管面對(duì)什么 樣的困難，我都不會(huì)害怕，謝謝你們對(duì)我的支持與鼓勵(lì)！ 再次，感謝我的室友及其他好友，因?yàn)橛心銈兊膸椭?，我的論文得以順利? 成。從開始選題到中期修正，再到最終定稿，老師給我提供了許多寶貴建議。還可以做得更加娛樂一點(diǎn)，增 加一些彩 燈使彩燈隨著音調(diào)變化而產(chǎn)生不同的樣 式。這個(gè)設(shè)計(jì)題目 并不是新