【正文】 ............................................. 26 附件 ............................................................... 27 1 引 言 單片微型計算機是大規(guī)模集 成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，它具有高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點。 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， 便 構(gòu)成我們所想要的音樂了。在生活和生產(chǎn)的各個領(lǐng)域中，凡是有自動控制要求的地方都會有單片機的身影出現(xiàn)。 鑒于上述對比 與分析，本設(shè)計采用方案三 。該設(shè)計有 16 個按鈕矩陣，設(shè)計成 16 個音 ，可以實現(xiàn)音階在低音 4高音 5 之間。 本論文使用國家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器 LM386 來實現(xiàn)音頻功放電路。掉電保護方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。 P1 口： P1 口是一個內(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。P2口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 PSEN：外部程序存儲器的選通信號。 LED 數(shù)碼管 本次畢業(yè)設(shè)計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示， LED（ LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而流過電流并發(fā)出可見光的器件。 （ a）外形 （ b）共陽極 (C)共陰極 圖 22 數(shù)碼管引腳 顯示電路 本次畢業(yè)設(shè)計的顯示電路采用 LED 數(shù)碼管顯示，由于 LED 是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。若所有列線均為高電平，則無鍵按下。所謂抖動是 指在識別被按鍵是必須避開抖動狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識別正確無誤。用 AT89C51的并行口 P0接 4 4矩陣鍵盤，以 － ，以 － ；在數(shù)碼管上顯示每個按鍵的“ 0－ F”序號。 本設(shè)計所用的數(shù)碼管顯示模塊是共陰級數(shù)碼管，通過來自單片機 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，使應(yīng)用人員可以很容易的理解按鍵按下所對應(yīng)的音符。利用定時器計時半周期時間，每當(dāng)計時終止后就將 P3^7 反相，然后重復(fù)計時再反相。 2247。 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。 t1++) //雙重循環(huán) , 共延時 t 個半拍 for(t2 = 0。 TR1 = 1。 } song()。它們能夠發(fā)光，是半導(dǎo)體材料內(nèi)的電子運動的結(jié)果，而且它們的壽命同普通的晶體管一樣長。 具有多余電子的半導(dǎo)體稱為 N型材料，因其含有多余的帶負電荷的粒子。因此，可以將二極管 N端與電路的負極相連，同時 P 端與 正極相連。光由一些具有能量和動量但無質(zhì)量的類粒子束組成。這種能量就以光子的形式得到釋放。 如何用單片機實現(xiàn)音樂的節(jié)拍 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。這些功能是： 20 （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 布線 （ 3） SPICE 電路仿真 革命性的特點 （ 1）互動的電路仿真 用戶甚至可以實時采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生走向就業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié)。因此， Proteus 有較高的推廣價值。 鍵盤掃描：將 16位開關(guān)通過矩陣連接，接出來四端接輸入口（ ~）用于 鍵盤情況的輸入，另外四端接輸出口（ ~）用于給鍵盤掃描信號。 在確保硬件電路正常，無異常情況 (斷路或短路 )方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的 22 目的是檢驗電路是否接錯，同時還要檢驗原理是否正確，在本次設(shè)計中，上電調(diào)試主要鍵盤單片機控制部分、數(shù)碼管點亮部分、和音頻轉(zhuǎn)換電路硬件調(diào)試。這 說明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，于是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，同時通過顯示模塊來確知自己所彈的音符。自 20 世紀 70 年代問世以來，單片機以其 控制功能強 、可靠性高、 體積小 、性價比高 、 使用方便 、容易產(chǎn)品化等特點，在 家用電器 、 實時控制 、 機電一體化 、分布式多機系統(tǒng)、 智能儀器 等各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對 許多 行業(yè)的技術(shù)改 革和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著 非常 重要的推動作用，對人們生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了深刻的影響。中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊 .2021年 23期 [11] 周琛暉 . 基于 AT89S51單片機的電子琴設(shè)計 [J]. 電腦知識與技術(shù) . 2021(27) [12] 做而論道 .基于 51 單片機的 4*4 矩陣鍵盤電子琴 . , 20210805 [13]做而論道 .單片機播放音樂的基本知識 25 ,20210707 致 謝 這次 的 畢業(yè)論文能夠得以順利完成，是 曾經(jīng) 所有指導(dǎo)過我的老師，幫助過我的同學(xué)鼓勵 和加油 的結(jié)果。感謝你們，大學(xué)四年給我了那么多的幫助與鼓勵，在我不開心的時候，總能讓我開心起來。//放樂曲時 FY=1, 電子琴彈奏時 FY=0 uchar Song_Index=0,Tone_Index=0。 /* 音符與計數(shù)值對應(yīng)表 */ uint code tab[]= { 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524, 64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030, 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 }。i)。0xf0)!=0xf0) // 本行有鍵按下 { tmpcode = (P0amp。 LED1=0。 LED2=0。0x10)!=0) // 逐行掃描 { P0 = scancode。 for (i=300。 uchar code Song[][50]= //任意選幾首音樂的旋律 28 { { 1,2,4,3,3,3,5,6,7,8,8,8,4,5,8,8,4,3,3,3}, {3,3,3,4,5,5,5,5,6,5,3,5,3,2,1,5,6,5,3,3,2,1,1,1}, {3,2,1,3,2,1,1,2,3,2,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,3,5,3,2,1,3,2,1,1,1}, {10,10,10,9,10,9,10,9,9,6,6,7,8,9,8,7,6,5,6,1}, {10,10,10,9,10,13,12,13,12,12,9,9,10,11,12,11,10,9,8,10,10,1}, {13,14,13,12,12,10,12,10,12,9,13,12,10,9,10,10,1}, {9,13,13,13,8,13,13,13,13,14,15,14,13,14,13,14,10,10,1}, {13,14,13,12,12,10,12,10,12,13,14,13,14,13,14,10,1}, {9,13,13,13,8,13,13,13,13,14,15,14,13,13,14,12,13,1}, {5,5,10,9,8,5,5,5,5,10,9,8,6,6,6,11,10,9,6,1}, }。//定時器計數(shù)初值 uchar STL0。 其次，要感謝所有曾經(jīng) 教 我們 相關(guān)課程的 任課老師，老師們教會我的不僅僅是專業(yè)知識，更多的是對待學(xué)習(xí)、對待生活的態(tài)度。電子報 。 研究展望 微型 計算機的出現(xiàn)和大量使用將人類社會帶入一個新的時代，單片微型計算 24 機 (簡稱單片機 )在其中扮演著十分重要的角色?？梢噪S意演奏一首喜歡的曲子，并可以顯示在數(shù)碼管上。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測電路中是否存在斷路或者短路情況等。掌握這一軟件對于使用 51系列 單片機等系列的愛好者來說是非常必要的，如果你使用 C 語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機也很可能只支持該軟件），即便不是使用 C 語言而是僅僅使用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事倍功半。 在使用 Proteus 軟件進行單片機仿真設(shè)計時 ,是計算機多媒體技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合的綜合運用，有助于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計能力和仿真軟件的動手操作能力；在不需要硬件投入的條件下，對單片機的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書本知識更易于接受 ，更容易提高。 它的元件、連接線路等和傳統(tǒng)的單片機實驗元件高度對應(yīng)。它運行于 Windows 操作系統(tǒng)上，可以仿真、分析 (SPICE)各種模擬器件和集成電路。當(dāng)按下 K1 鍵，處于彈奏模式，當(dāng)按下 K2 鍵，處于演唱模式。 為了讓電子能夠從低能軌道躍遷至高能軌道，就必須提高它的能級。由于空穴與電子各自沿著錯誤的方向運動， PN 結(jié)將不會有電流通過，耗盡層也會擴大。在耗盡層內(nèi)，半導(dǎo)體材料回到它原來的絕緣態(tài)—— 即所有的空穴都被填充，因而耗盡區(qū)內(nèi)既沒有自由電子，也沒有供電子移動的空間，所以不能導(dǎo)電。而材料經(jīng)摻雜后，摻入的原子打破了原有平衡，材料內(nèi)或是產(chǎn)生了自由電子，或是產(chǎn)生了可供電子移動的空穴。 如果將它們集結(jié)在一起，可以組成超大電視屏幕上的圖像，或是用于點亮交通信號燈。 //讀出時間長度數(shù)值 i += 3。 音樂播放函數(shù)的定義需要一個定時器中斷，而這個中斷與鍵盤掃描部分不能用一個中斷，故設(shè)中斷 1，工作方式 1： void song() //演奏一個音符函數(shù) { TH1 = timerh。 for(t1 = 0。 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。 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。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(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。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。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 。 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。 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)。 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。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。另外，該引腳被略微拉高。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 P2口當(dāng)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。 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。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。由于本設(shè)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。 綜上所述，本系統(tǒng)設(shè)計目標已經(jīng)明確，在經(jīng)濟與技術(shù)上均可行，因此本系統(tǒng)的開發(fā)是完全可行的。 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。目前單片機已用于工業(yè)控制、機電一體化設(shè)備、儀器儀表、信號處理、現(xiàn)代兵器、交通能源、商用設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備及家用電器等各個領(lǐng)域，隨著單片機性能的不斷提高，它的應(yīng)用將會更加廣泛。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。本設(shè)計的 主要內(nèi)容是用 AT89S51單片機為核心控制元件，設(shè)計一個多功能電子琴。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。它的應(yīng)用必定導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)發(fā)生變革。 隨著電子科技的快速發(fā)展，電子技術(shù)正在漸漸改善著人們的學(xué)習(xí)、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?，F(xiàn)在，雖然單片機的