【正文】 設(shè)計(jì)會(huì)更加好。 音樂(lè)播放流程圖如圖 。 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 20 I/O并行口直接驅(qū)動(dòng) LED 顯示 把“ AT89C51”區(qū)域中的 － 管的 a－ h端口上；要求： ， ， 連，??， 。 音樂(lè)播放 裝置的 工作原理：當(dāng)打開(kāi) 電子琴 電源后， 按下彈奏按鈕，再按下矩陣鍵盤任意鍵，揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)的單個(gè)音調(diào)；若按下歌曲選擇按鈕，再按矩陣鍵安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 18 盤任意鍵，揚(yáng)聲器便發(fā)出存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)的對(duì)應(yīng)的 一 段 音樂(lè)。首先，我們確定一個(gè)基本時(shí)長(zhǎng)的延時(shí)程序，比如說(shuō)以十六分音符的時(shí)長(zhǎng)為基本延時(shí)時(shí)間，那么，對(duì)于一個(gè)音符，如果它為十六分音符，則只需調(diào)用一次延時(shí)程序，如果它為八分音符，則只需調(diào)用二次延時(shí)程序，如果它為四分音符，則只需調(diào)用四次延時(shí)程序，依次類 推。 1 、 2 的時(shí)長(zhǎng)為四分音符的一半，即為八分音符長(zhǎng)， 4的時(shí)長(zhǎng)為八分音符的一半，即為十六分音符長(zhǎng)， 5 的時(shí)長(zhǎng)為四分音符的一半，即為八分音符長(zhǎng)， 6 的時(shí)長(zhǎng)為四分音符長(zhǎng)。 uint code tab[]={0， 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524, 64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030, 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283｝ 音符的節(jié)拍我們可以舉例來(lái)說(shuō)明。 fr＝ 65536－ 1000000247。 2247。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是： N＝ fi247。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。以 1— i 八音區(qū)為例， 12 個(gè)半音是： 1— ＃ ＃ 1— 2— ＃ ＃ 2— 3— 4— ＃ 4，＃ 4— 5 一＃ ＃ 5— 6— ＃ ＃ 6— 7— i。 在音樂(lè)中所謂“音調(diào)”，其實(shí)就是我們常說(shuō)的“音高”。 此系統(tǒng)的 功能顯示 模塊 如圖 所示。通過(guò)分時(shí)輪流控制各個(gè)數(shù)碼管的 COM 端，就使各個(gè)數(shù)碼管輪流受控顯示，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng) 。 ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)：靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極 (COM)的數(shù)碼管。 按鍵 顯示模塊 數(shù)碼管的分類 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(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè)“ 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(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過(guò)檢測(cè)到的列輸出狀態(tài)來(lái)確定閉合鍵，為此，需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。雙鍵鎖定，是當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下時(shí)，只把最后釋放的鍵當(dāng)作有效鍵并產(chǎn)生相應(yīng) 的鍵碼。所謂抖動(dòng)是指在識(shí)別被按鍵是必須避開(kāi)抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開(kāi)狀態(tài)才能保證識(shí)別正確無(wú)誤。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。若所有列線均為高電平，則鍵盤中無(wú)鍵按下。 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(shí)別 方法，如上圖所示鍵盤，介紹過(guò)程如下。這樣，當(dāng)按鍵沒(méi)有按下時(shí)，所有的輸出端都是高電平，代表無(wú)鍵按下。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(guò)一個(gè)按鍵加以連接。在閑置模式下， CPU 停止工作。 ? 口管腳 備選功能 ? RXD（串行輸入口） ? TXD（串行輸出口） ? /INT0（外部中斷 0） 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 10 ? /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)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一 些控制信號(hào)。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 EA/VPP：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。當(dāng) P3 口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 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。 當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 可編程串行通道 128 8位內(nèi)部 RAM 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 外形及 引腳排列如 圖 所示。 硬件 整體 電路 圖如圖 。 （ 2） 顯示模塊 ： 系統(tǒng)采用 LED 顯示管顯示。再按彈奏 /停止鍵，音樂(lè)停止。 晶 振 電 路A T 8 9 C 5 1供 電 及 復(fù) 位 電 路彈 奏 / 播 放 指 示4 * 4 矩 陣 鍵 盤L E D 顯 示揚(yáng) 聲 器 圖 系統(tǒng)組成框圖 本系統(tǒng)的電路基本模塊： 51 單片機(jī)中心、 矩陣鍵盤 模塊、 顯示 模塊、 發(fā)音 模塊、功能選擇模塊。 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 5 2 系 統(tǒng) 分析 系統(tǒng)組成 該系統(tǒng)通過(guò)電子琴按鍵隨意鍵入所要表達(dá)的音符，作為電平送給主體電路，中央處理器通過(guò)識(shí)別，解碼輸出音符，在揚(yáng)聲器中發(fā)出有效的聲音。 本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能有： 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 4 由 4X4組成 16個(gè)按鈕矩陣，設(shè)計(jì)成 16個(gè)音。當(dāng)歌曲演奏完時(shí)，通過(guò)按復(fù)位鍵便可回到初始狀態(tài)，這樣就做出了一臺(tái)微型電子琴。 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)微型電子琴的方法，僅需 AT89C51 最小系統(tǒng)，擴(kuò)展一組矩陣鍵盤，再接一組發(fā)光二極管用來(lái)指示電子琴的工作狀態(tài)。 利用 Proteus 與 Keil 整合 構(gòu)建單片機(jī)虛擬實(shí)驗(yàn)室，為解決 電路設(shè)計(jì)以及仿真提供了很好的發(fā)展平臺(tái)。 Proteus是英國(guó) Labcenter Electronics公司開(kāi)發(fā)的多功能 EDA軟件。 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(guò)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。故簡(jiǎn)易電子樂(lè)器的研制具有一定的社會(huì)意義。 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 2 目的和意義 隨著生活水平的提高，在放松自己的同時(shí)又能提高各個(gè)方面的能力。 一首音樂(lè)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(lè)了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來(lái)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 。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)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(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。還常作為獨(dú)奏樂(lè)器出現(xiàn)，具有鮮明時(shí)代特色。 并且可以進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。 關(guān)鍵詞 : 單片機(jī) ； 電子琴 ； PROTEUS； C 語(yǔ)言 Abstract Organ music of modern electronic technology bined with the product of a new type of keyboard instruments in its music has bee an indispensable part of it. SCM is a powerful and programming flexibility of the controller, which has been widely used in modern people39。 本設(shè)計(jì)主要是使用 AT89C51 單片機(jī)及單片機(jī) C 語(yǔ)言，在 PROTEUS 仿真平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)以 單片機(jī)為核心控制元件 的 一個(gè) 具有 16 個(gè)按鍵 的 電子琴 ，同時(shí)還增加了音樂(lè)播放功能。 單片機(jī) 是一個(gè) 具有功能強(qiáng)大和編程靈活性 的控制器 ，它已 廣泛應(yīng)用于 現(xiàn)代人們的生活中 ， 扮演著重要的角色。本設(shè)計(jì) 具有 硬件電路簡(jiǎn)單 、 功能完善 、 控制可靠 、運(yùn)行穩(wěn) 定等 特點(diǎn) ，具有一定的實(shí)用 性 和參考價(jià)值。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(lè)轉(zhuǎn)盤以及音樂(lè)童車等等。 簡(jiǎn)易電子琴是電聲樂(lè)隊(duì)的中堅(jiān)力量，常用于獨(dú)奏主旋律并伴以豐富的和聲。本文的主要內(nèi)容是用 AT89C51 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。并且本文分別從原 理圖，主要芯片，各模塊原理及各模塊的程序的調(diào)試來(lái)詳細(xì)闡述 。通過(guò)這 16 個(gè)鍵的隨意組合 可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂(lè)， 使用很簡(jiǎn)單。而一些簡(jiǎn)易的電子樂(lè)器價(jià)格相對(duì)便宜，學(xué)習(xí)上手快，價(jià)格相對(duì)便宜，一般人容易負(fù)擔(dān)的起，能夠滿足一般愛(ài)好者的需求。并已廣泛應(yīng)用到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域，如 家電、通訊設(shè)備、玩具、智能卡、汽車及防盜、醫(yī)用保健、儀表、工業(yè)過(guò)程控制等， 成為當(dāng)今科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化不可缺少的重要工具。 Keil 的μ Vision3 可以進(jìn)行純粹的軟件仿真（仿真軟件程序、不接硬件電路），也可以 利用硬件仿真器，搭接上單片機(jī)硬件系統(tǒng)，在仿真器中載入項(xiàng)目程序后進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，在不需要額外的硬件仿真器的條件下 ，搭接單片機(jī)硬件系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目程序進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。 由于 Proteus 軟件包逼真、真實(shí)的協(xié)同仿真功能，得到了包括劍橋在內(nèi)的眾多大學(xué)用戶，作為電子學(xué)或嵌入式系統(tǒng)的課程教學(xué)、實(shí)驗(yàn)和水平考試平臺(tái)。 系統(tǒng) 的 主要研究?jī)?nèi)容 單片機(jī)因體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低廉而得到廣泛應(yīng)用。本文介紹用 AT89C51 的兩個(gè)定時(shí)器（如 T0， T1）控制，在 腳上輸出方波周期信號(hào)，產(chǎn)生樂(lè)音，通過(guò)矩陣鍵盤按鍵產(chǎn)生不同的音符，由此操作人員可以隨心所欲的彈奏自己所喜愛(ài)的樂(lè)曲，當(dāng)不想彈奏時(shí)通過(guò)按放歌鍵可以演奏事先存放在單片機(jī)中的幾首動(dòng)聽(tīng)的曲子供消遣。 電子琴 彈奏 部分：實(shí)際上就是把每個(gè)按鍵所對(duì)應(yīng)的值經(jīng)過(guò)處理后發(fā)給單片機(jī)，再在單片機(jī)內(nèi)把數(shù)字當(dāng)作指針指向所對(duì)應(yīng)的音符 。假如在前一個(gè)按下的鍵發(fā)聲的同時(shí)有另一個(gè)鍵被按下，則啟用中斷系統(tǒng)，前面鍵的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按的鍵的發(fā)音程序，發(fā)出后按的鍵的音 。其主要模塊由五個(gè)部分組成 ,具體關(guān)系如圖 所示 。 按下播放按鈕，電子琴處于自動(dòng)播放狀態(tài)， 播 放顯示燈點(diǎn)亮， 此時(shí)，按下矩陣鍵盤中的任意鍵，揚(yáng)聲器發(fā)出存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部的對(duì)應(yīng)的樂(lè)曲，數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)的按鍵數(shù)字。 安徽財(cái)經(jīng)大學(xué)管理科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 6 3 系統(tǒng) 硬件 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 硬件 總體設(shè)計(jì) 將設(shè)計(jì)的 電子琴 硬件部分進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要分以下模塊： （ 1） 矩陣鍵盤 模塊： 系統(tǒng)采用 4*4 矩陣鍵盤。 （ 5） 控制中心模塊： AT89C51 單片機(jī)。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 5 個(gè)中斷源 VCC：供電電壓。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。 P3 口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè)TTL 門電流。 RST：復(fù)位輸入。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。 另外， P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 所示 。 此外， AT89C51