【正文】 T的對照表 音符 頻率（ HZ） 計數(shù)值（ T值） 音符 頻率（ HZ） 計數(shù)值（ T值） 低 1DO 1DO 低 2RE 2RE 低 3MI 低 4FA 4FA 低 SO 5SO 低 6LA 6LA 低 7SI 中 1DO 1DO 中 2RE 2RE 中 3MI 中 4FA 262 277 294 311 330 349 370 392 415 440 466 494 523 554 587 622 659 698 63628 63737 63835 63928 64021 64103 64185 64260 64331 64400 64463 64524 64580 64633 64633 64884 64732 64820 4FA 中 5SO 5SO 中 6LA 6LA 中 7SI 低 1DO 1DO 高 2RE 2RE 高 3MI 高 4FA 4FA 高 5SO 5SO 高 6LA 6LA 高 7SI 740 784 831 880 932 968 1046 1109 1175 1245 1318 1397 1490 1568 1661 1760 1865 1967 64860 64898 94934 64968 64994 65030 65058 65085 65110 65134 65157 65178 65198 65217 65235 65252 65268 65283 19 T 的值決定了 TH0 和 TL0的值，其關(guān)系為： TH0=T/256， TL0=T%256 系統(tǒng)總體功能流程圖 開 始系 統(tǒng) 初 始 化單 元 初 始 化有 鍵 按 下 ？NY鍵 處 理 圖 主程序框圖 4 電路仿真 ISIS 軟件介紹 Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發(fā)的電路分析與實物仿真軟件。 17 D1L E D B L U ED2L E D B L U E 圖 210二極管顯示模塊電路原理圖 鍵盤控制單片機模式模塊 利用兩個鍵盤來控制單片機是彈奏還是演唱。通常，能量更高的電子在離原子核更遠(yuǎn)的軌道中運動。 P 型材料中帶正電的空穴則會被吸引到負(fù)極上， N 型材料中帶負(fù)電的電子會被吸引到正極上。當(dāng)二極管兩端不 16 加電壓時， N 型材料中的電子會沿著層間的 PN 結(jié) (junction)運動，去填充 P 型材料中的空穴，并形成一個耗盡層。 在純凈的砷化鋁鎵中，每個原子與相鄰的原子聯(lián)結(jié)完好，沒有多 余的自由電子（帶負(fù)電荷的粒子）來傳導(dǎo)電流。 它們用途廣泛，例如它們可以組成電子鐘表表盤上的數(shù)字，從遙控器傳輸信息，為手表表盤照明并在設(shè)備開啟時向您發(fā)出提示。 //計數(shù)值低位 time = mid[i + 2]。 讀出的每個音符由三個數(shù)字構(gòu)成，第一個數(shù)字代表音符；第二個數(shù)字代表音高，默認(rèn) 1 代表低八度， 2 代表中八度， 3 代表高八度；第三個數(shù)代表節(jié)拍，此處用 1代表 16 分音符， 2代表 8 分音符， 3代表 4 分音符， 4代表 2分音符，而0用來表示停頓，以區(qū)分連音。 unsigned long t2。 2247。 fr?？梢岳貌煌念l率的組合，來構(gòu)成所想要的音樂，而對于單片機來說，產(chǎn)生不同的頻率則非常方便。 驅(qū)動方式：要使數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，數(shù)碼管的驅(qū)動方式可分為以下兩種： ① 靜態(tài)顯示驅(qū)動：靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個發(fā)光二極管都由一個單片機的 I/O 端口進行驅(qū)動，或 者使用如 BCD碼二 十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此需要設(shè)置入口、輸出口一個，該方法在微機系統(tǒng)中被廣泛使用。 鍵盤接口必須具有的 4 個基本功能。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1R21 0 kR31 0 kR41 0 kR51 0 kR61 0 kR71 0 kR81 0 kR91 0 k 圖 24 鍵盤電路圖 鍵盤掃描模塊的工作原理 確定矩陣式鍵盤上何鍵被按下介紹一種“行掃描法”。1位顯示器由八個發(fā)光二極管組成，其中七個發(fā)光二極管 a~g 控制七個筆畫（段） 6 的亮或暗，另一個控制一個小數(shù)點的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。此時， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。 RST：復(fù)位輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng)P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 256 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，鍵盤掃描 AT89S51 數(shù)碼管顯示 揚聲器播放音樂 電源部分 4 看門狗定時器， 2 個數(shù)據(jù)指針，三個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6 向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。本設(shè)計具有 16 個音節(jié)的鍵盤，可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進行彈奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)自己的彈奏，通過揚聲器將音樂播放出來。 通過分析各種軟件環(huán)境，硬件仿真環(huán)境等均已經(jīng)具備。但該設(shè)計方案制作成本高且復(fù)雜。 雖然單片機出現(xiàn)的歷史并不長，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。 本 設(shè)計 主要對使用單片機設(shè)計 多功能 電子琴進行了分析，并介紹了基于單片機電子琴 系 統(tǒng)硬件組成。它在現(xiàn)代音樂中扮演著非常重要的角色，形形色色的物品已經(jīng)表明單片機具有強大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的現(xiàn)代生活的一部分。本論文設(shè)計一個基于單片機的簡易電子琴。因此，單片機的開發(fā)應(yīng)用 早 已 經(jīng) 成為高科技和工程領(lǐng)域的一項重大課題。 由 于當(dāng)前市場上的 玩具需求量大 ， 其中電子琴就是一個很好的應(yīng)用方面。 2 1 方案論證 控制模塊選擇方案 方案一：用可控硅制作電子琴。其次，在這次設(shè)計可行性上進行分析如下： 經(jīng)濟可行性： 所謂經(jīng)濟可行性，即在這次設(shè)計上需要投入資金的多少，由于畢業(yè)設(shè)計是沒有項目資金，沒有開發(fā)經(jīng)費，因此在經(jīng)濟上必須能夠承受，比較理想化的項目對于我們畢業(yè)設(shè)計來說是不可行的。而且還有兩個額外的按鍵來控制單片機的工作方式 —— 播放和彈奏。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 引腳說明： VCC：供電電壓。在 FLASH編程和校驗時， P1 口作為第八位 地址接收。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。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用 于定時目的。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 LED 有單個 LED 和八段 LED 之分，也有共陰和共陽兩種。 各功能模塊原理圖 和工作原理 AT89S51 模塊電路原理圖 單片機主程序模塊通過對鍵盤掃描程序信號的讀取，在通過對應(yīng)的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號。其方法是：依次將行線置為低電平，即在置某根行線為低電平時，其它線為高電平。 2） 防串鍵：防串鍵是為了解決多個鍵同時按下或者前一按鍵沒有釋放又有 8 新的按鍵按下時產(chǎn)生的問題。當(dāng)某一字段發(fā)光二 11 極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。 對應(yīng)調(diào)用函數(shù)如下： void Display(unsigned char m) //定義數(shù)碼管顯示函數(shù) { P2=DSY_CODE[Song[k][Tone_Index]] 。利用 AT89S51 的內(nèi)部定時器使其工作計數(shù)器模式（即 MODE1）下，改變計數(shù)值 TH0 及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法來產(chǎn)生不同音階。 T＝ 65541－ N＝ 65536－ fi247。 音樂的播放要進行音符的識別和準(zhǔn)確 調(diào)用，音符的自然頻率是固定的，我們可以根據(jù)自然頻率計算出其半周期，由此計算出單片機在 12MHz 下的定時初值。 t2++)。 //控制時間長度 } 音符掃描并播放函數(shù)段如下： while(mid[i]!=0) //只要有音符，就持續(xù)執(zhí)行 { k = mid[i] + 7 * (mid[i + 1]1) 1。 LS1SPEAKER 圖 29音頻播放器電路原理圖 二極管顯示模塊 通過兩個二極管來確定當(dāng)前是處于彈奏模式還是播放模式，當(dāng)單片機處于彈奏時， LED1 燈亮，當(dāng)單片機處于演奏時， LED2 燈亮。廣義的半導(dǎo)體是指那些具有可變導(dǎo)電能力的材料。 半導(dǎo)體中擁有多余空穴的半導(dǎo)體稱為 P型半導(dǎo)體，由于空穴的濃度將比電子的濃度高的多，因而主要依靠空穴導(dǎo)電，故稱為空穴半導(dǎo)體或 P型半導(dǎo)體。而當(dāng)兩電極之間的電壓足夠高，耗盡層內(nèi)的電子會被推出空穴，獲得自由移動的能力。 電子的躍遷會釋放出光子。 自由電子通過二極管時會陷 入 P 型層中的空穴。如果要單片年紀(jì)播放音樂，那么必須要在設(shè)計程序當(dāng)中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本設(shè)計實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus 建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。 隨著科技的發(fā)展，“計算機仿真技術(shù)”成為很多設(shè)計部門重要的前期設(shè)計途徑。機器匯編是 21 通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C器碼。 音樂處理： LM386 將單片機 口送過來的信號進行 20 倍的功率放大并送揚聲器進行音樂的播出。 鍵盤單片機控制部分調(diào)試：上電后，隨機按動鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個按鍵對應(yīng)的音正確。 不足之處 ，只能在一定范圍內(nèi)滿足用戶需要。 參考文獻 [1] 張虹 .單片機原理及應(yīng)用 [M].北京 :中國電力出版社 ,2021. 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