【正文】 ............................................. 26 附件 ............................................................... 27 1 引 言 單片微型計(jì)算機(jī)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(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。 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， 便 構(gòu)成我們所想要的音樂(lè)了。在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影出現(xiàn)。 鑒于上述對(duì)比 與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三 。該設(shè)計(jì)有 16 個(gè)按鈕矩陣，設(shè)計(jì)成 16 個(gè)音 ，可以實(shí)現(xiàn)音階在低音 4高音 5 之間。 本論文使用國(guó)家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器 LM386 來(lái)實(shí)現(xiàn)音頻功放電路。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。 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(mén)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)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 LED 數(shù)碼管 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(guò)電流并發(fā)出可見(jiàn)光的器件。 （ a）外形 （ b）共陽(yáng)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(jì)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(shí)必須加限流電阻。若所有列線(xiàn)均為高電平，則無(wú)鍵按下。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。用 AT89C51的并行口 P0接 4 4矩陣鍵盤(pán)，以 － ，以 － ；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“ 0－ F”序號(hào)。 本設(shè)計(jì)所用的數(shù)碼管顯示模塊是共陰級(jí)數(shù)碼管，通過(guò)來(lái)自單片機(jī) I/O口的電平高低來(lái)點(diǎn)亮和熄滅數(shù)碼管上的發(fā)光二極管，通過(guò)單片機(jī)送來(lái)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(duì)應(yīng)的音符。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 P3^7 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。 2247。 音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短即時(shí)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(shí) t 個(gè)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(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而且它們的壽命同普通的晶體管一樣長(zhǎng)。 具有多余電子的半導(dǎo)體稱(chēng)為 N型材料，因其含有多余的帶負(fù)電荷的粒子。因此，可以將二極管 N端與電路的負(fù)極相連，同時(shí) P 端與 正極相連。光由一些具有能量和動(dòng)量但無(wú)質(zhì)量的類(lèi)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(jī)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)的節(jié)拍 除了音符以外，節(jié)拍也是音樂(lè)的關(guān)鍵組成部分。這些功能是： 20 （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 布線(xiàn) （ 3） SPICE 電路仿真 革命性的特點(diǎn) （ 1）互動(dòng)的電路仿真 用戶(hù)甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤(pán)，馬達(dá)， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI 器件，部分 IIC 器件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生走向就業(yè)的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此， Proteus 有較高的推廣價(jià)值。 鍵盤(pán)掃描：將 16位開(kāi)關(guān)通過(guò)矩陣連接，接出來(lái)四端接輸入口（ ~）用于 鍵盤(pán)情況的輸入，另外四端接輸出口（ ~）用于給鍵盤(pán)掃描信號(hào)。 在確保硬件電路正常，無(wú)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(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要鍵盤(pán)單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻轉(zhuǎn)換電路硬件調(diào)試。這 說(shuō)明一首音樂(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，于是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，然后我們利用功 放電路來(lái)將音樂(lè)聲音放大，同時(shí)通過(guò)顯示模塊來(lái)確知自己所彈的音符。自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái)，單片機(jī)以其 控制功能強(qiáng) 、可靠性高、 體積小 、性?xún)r(jià)比高 、 使用方便 、容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)，在 家用電器 、 實(shí)時(shí)控制 、 機(jī)電一體化 、分布式多機(jī)系統(tǒng)、 智能儀器 等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對(duì) 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(dòng)作用，對(duì)人們生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了深刻的影響。中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊 .2021年 23期 [11] 周琛暉 . 基于 AT89S51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) [J]. 電腦知識(shí)與技術(shù) . 2021(27) [12] 做而論道 .基于 51 單片機(jī)的 4*4 矩陣鍵盤(pán)電子琴 . , 20210805 [13]做而論道 .單片機(jī)播放音樂(lè)的基本知識(shí) 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(guò)我的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)鼓勵(lì) 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(lì)，在我不開(kāi)心的時(shí)候，總能讓我開(kāi)心起來(lái)。//放樂(lè)曲時(shí) FY=1, 電子琴?gòu)椬鄷r(shí) FY=0 uchar Song_Index=0,Tone_Index=0。 /* 音符與計(jì)數(shù)值對(duì)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(lè)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(shí)器計(jì)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(huì)我的不僅僅是專(zhuān)業(yè)知識(shí)，更多的是對(duì)待學(xué)習(xí)、對(duì)待生活的態(tài)度。電子報(bào) 。 研究展望 微型 計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大量使用將人類(lèi)社會(huì)帶入一個(gè)新的時(shí)代，單片微型計(jì)算 24 機(jī) (簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī) )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(wàn)用表，用來(lái)完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。掌握這一軟件對(duì)于使用 51系列 單片機(jī)等系列的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)是非常必要的，如果你使用 C 語(yǔ)言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選（目前在國(guó)內(nèi)你只能買(mǎi)到該軟件、而你買(mǎi)的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件），即便不是使用 C 語(yǔ)言而是僅僅使用匯編語(yǔ)言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事倍功半。 在使用 Proteus 軟件進(jìn)行單片機(jī)仿真設(shè)計(jì)時(shí) ,是計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)和虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合的綜合運(yùn)用，有助于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)能力和仿真軟件的動(dòng)手操作能力；在不需要硬件投入的條件下，對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)比單純學(xué)習(xí)書(shū)本知識(shí)更易于接受 ，更容易提高。 它的元件、連接線(xiàn)路等和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)元件高度對(duì)應(yīng)。它運(yùn)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(jí)。由于空穴與電子各自沿著錯(cuò)誤的方向運(yùn)動(dòng)， PN 結(jié)將不會(huì)有電流通過(guò)，耗盡層也會(huì)擴(kuò)大。在耗盡層內(nèi)，半導(dǎo)體材料回到它原來(lái)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(méi)有自由電子，也沒(méi)有供電子移動(dòng)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(dòng)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(diǎn)亮交通信號(hào)燈。 //讀出時(shí)間長(zhǎng)度數(shù)值 i += 3。 音樂(lè)播放函數(shù)的定義需要一個(gè)定時(shí)器中斷，而這個(gè)中斷與鍵盤(pán)掃描部分不能用一個(gè)中斷，故設(shè)中斷 1，工作方式 1： void song() //演奏一個(gè)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(jī)接受到彈奏者的指示，通過(guò)喇叭播放出 來(lái)。 在式中 ,N 是計(jì)數(shù)值； fi 是機(jī)器頻率； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。在獲得所需要的音拍時(shí)，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)，所以我們只要把一首歌曲的音階所對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)很明顯，編程簡(jiǎn)單，顯示亮度較高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多。線(xiàn)反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過(guò)行列顛倒兩次掃描來(lái)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 。 1） 去抖動(dòng) :每個(gè)按鍵在按下或松開(kāi)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的抖動(dòng)。 行掃描法 行掃描法又稱(chēng)為逐行（或列）掃描查詢(xún)法，是一種最常用的按鍵 識(shí)別方法，其工作原理如下： 判斷鍵盤(pán)中有無(wú)鍵按下 將全部行線(xiàn)置低電平，然后檢測(cè)列線(xiàn)的狀 態(tài)。 此外，要畫(huà)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。 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。另外，該引腳被略微拉高。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。 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。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(jì)實(shí)現(xiàn)的音樂(lè)發(fā)生器是由演奏者通過(guò)鍵盤(pán)輸入彈奏樂(lè)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(jì)目標(biāo)已經(jīng)明確，在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上均可行，因此本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是完全可行的。 方案二： 采用 AT89C51 單片機(jī)進(jìn)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(jiàn)，況且其 ROM 只有 4K在系統(tǒng)將來(lái)升級(jí)方面沒(méi)有潛力。目前單片機(jī)已用于工業(yè)控制、機(jī)電一體化設(shè)備、儀器儀表、信號(hào)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(gè)領(lǐng)域，隨著單片機(jī)性能的不斷提高，它的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來(lái)獲得 我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要的音樂(lè)。本設(shè)計(jì)的 主要內(nèi)容是用 AT89S51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)多功能電子琴。在忙碌的生活中，我們總會(huì)抽空欣賞喜愛(ài)的歌曲，作為對(duì)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(gè)方面，因此開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來(lái)一點(diǎn)生活上的樂(lè)趣?，F(xiàn)在，雖然單片機(jī)的