【文章內(nèi)容簡介】 兩種。行掃描法的基本回想是由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉全鍵，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。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，為些需要提供兩個可編程的雙向輸入/輸出端口。（4）鍵碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在內(nèi)在區(qū)中建立一個鍵盤編碼表，通過查表獲得被按鍵的鍵碼。14 數(shù)碼管模塊共陰極數(shù)碼管在應(yīng)用時將公共極 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，相應(yīng)字段就點亮。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時，相應(yīng)字段就不亮，這樣來顯示字符。LED 顯示模塊如圖 34 所示，利用 AT89S52 單片機的 P2 端口的－ 連接到一個七段數(shù)碼管上，數(shù)碼管的公共端接地。矩陣掃描顯示當(dāng)前按鍵模塊如下：圖 34 數(shù)碼管模塊圖 揚聲器模塊音樂播放和彈奏是在 引腳上輸出方波周期信號，產(chǎn)生音樂。矩陣掃描揚聲器發(fā)出對應(yīng)音符模塊如下：圖 35 揚聲器模塊圖15 紅外電源模塊該模塊主要由紅外模塊，繼電器，電源組成。主要為了實現(xiàn)由紅外控制電源的開關(guān)。紅外模塊由紅外接收器，紅外遙控器組成。紅外接收器上電默認輸出低電平且狀態(tài)燈不亮并保持，直到按一下遙控器按鍵后，模塊會輸出變?yōu)楦唠娖角覡顟B(tài)指示燈會點亮并保持至下一次再按遙控器按鍵為止，輸出電平依據(jù)遙控按鍵次數(shù)高低電平循環(huán)變化并保持狀態(tài)。繼電器：常開口與單片機的 GND 線接通，單片機的 VCC 線與電源接通，則輸入高電平繼電器吸合，輸入低電平繼電器釋放。吸合時單片機與電源接通，正常工作，釋放時，單片機與電源斷開，停止工作?？刂平Y(jié)構(gòu)框圖： 釋放狀態(tài) 吸合狀態(tài)工作原理：上電后當(dāng)紅外接收器接收到遙控器的紅外信號，向繼電器輸出高電平，繼電器輸入高電平后處于吸合狀態(tài)，單片機與電源接通正常工作，再次按下遙控器，紅外接收器向繼電器輸出低電平，繼電器輸入低電平后處于釋放狀態(tài)，單片機與電源斷開，停止工作。紅外接收器 繼電器 單片機工作單片機不工作164 軟件設(shè)計 整體程序處理流程圖 N 有無按鍵按下 Y 有無按鍵 按下 N Y圖 4－1 程序流程圖初始化鍵盤掃描延時消抖根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)識別按鍵功能選擇鍵鍵值選擇查表法矩陣鍵盤鍵值根據(jù)鍵值查表查表所得數(shù)據(jù)送入 P2,17電子琴播放音樂原理：樂音實際上是有固定周期的信號。本文介紹用 AT89S52 的兩個定時器（如T0，T1）控制，在 腳上輸出方波周期信號，產(chǎn)生樂音，通過矩陣鍵盤按鍵產(chǎn)生不同的音符。由于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，當(dāng)然對于單片機產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機的單片機的定時/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。樂曲中，每一音符對應(yīng)確定的頻率，我們將每一個音符的時間常數(shù)和其對應(yīng)的節(jié)拍常數(shù)作為一組，按順序?qū)非械乃谐?shù)排列成一個表，然后由查表程序一次取出，產(chǎn)生音符并控制節(jié)奏，就可以實現(xiàn)演奏效果。在電子琴開始工作時，系統(tǒng)默認電子琴處于彈奏狀態(tài)，歌曲選擇功能鍵的目的是賦予矩陣鍵盤第二功能，即對系統(tǒng)內(nèi)置的歌曲進行選擇，在放歌時能通過彈奏/停止鍵來結(jié)束放歌，選歌時必順先按下歌曲選擇功能鍵，在通過矩陣鍵盤來選擇和切換曲目。 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。節(jié)拍實際上就是音持續(xù)時間的長短，在單片機系統(tǒng)中可以用延時來實現(xiàn)，如果 1/4 拍的延時是 秒，則 1 拍的延時是 秒，只要知道 1/4 拍的延時時間，其余的節(jié)拍延時時間就是它的陪數(shù)。如果單片機要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。對于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機的另外一個定時/計數(shù)器來完成。音樂的音拍，一個節(jié)拍為單位（C 調(diào)）具體如下表：曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 62ms調(diào) 3/4 187ms 調(diào) 3/4 94ms18表3 音樂節(jié)拍表 音樂播放設(shè)計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，這樣就可以利用不同的頻率的組合來構(gòu)成想要的音樂。我們可以利用單片機的定時/計數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號。若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/ 頻率） ，再將此周期除以2，即為半周期的時間。利用定時器計時半周期時間，每當(dāng)計時終止后就將 反相，然后重復(fù)計時再反相。就可在 引腳上得到此頻率的脈沖。利用 AT89S52 的內(nèi)部定時器使其工作計數(shù)模式（ MODE1）下，改變計數(shù)值 TH0 及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為 523HZ，其周期 T＝１/523＝1912UＳ，因此只要令計數(shù)器計時 956US/1US=956，每計數(shù)956 次時將 I/Ｏ反相，就可得到中音 DO（523HZ） 。計數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是：N=FI/2/FR式中，N 是計數(shù)值：FI 是機器頻率（晶體振蕩器為 12MHZ 時，其頻率為1MHZ） ；FR 是想要產(chǎn)生的頻率。其計數(shù)初值 T 的求法：T=65536N=65536FI/2/FR例如：設(shè) K=65536，fi=1MHz,求低音 DO（261HZ） 、中音 DO（523HZ） 、高音 DO（1046HZ）的計數(shù)值。T=65536N=65536FI/2/Fr=655361000000/2/FR=65536500000/Fr低音 DO 的 T=65536500000/262=63628中單 DO 的 T=65536500000/523=64580高音 DO 的 T＝65536500000/1046=65058C 調(diào)的各音符頻率與計數(shù)值 T 的對照如下表：調(diào) 2/4 250ms 調(diào) 2/4 125ms19表 4 音符頻率表音頻頻率（HZ）簡譜碼（ T 值）音頻頻率（HZ）簡譜碼（ T 值）休止 0 0 中音 4 698 64820低音 1 262 63628 中音 5 784 64898低音 2 294 63835 中音 6 880 64968低音 3 330 64021 中音 7 988 65030低音 4 349 64103 高音 1 1046 65058低音 5 393 64260 高音 2 1175 65110低音 6 440 64400 高音 3 1318 65157低音 7 494 64524 高音 4 1397 65178中音 1 523 64580 高音 5 1568 65217中音 2 587 64684 高音 6 1760 65252中音 3 659 64777 高音 7 1967 65283對于不同的曲調(diào)我們要用單片機的另外一個定時/計數(shù)器來完成。在這個程序中用到了兩個定時/計數(shù)器來完成的。其中 T0 用來產(chǎn)生音符頻率，T1 用來產(chǎn)生音拍。205 系統(tǒng)調(diào)試 程序調(diào)試打開 KEIL，創(chuàng)建工程 My project ,輸入程序。保存程序為“”編譯運行，如圖：圖 5－1 程序調(diào)試圖設(shè)置 Options for Target “target 1”, 文件。 21圖 5－2 設(shè)置 Target圖 5－3 設(shè)置 Output22 仿真調(diào)試用 Proteus 設(shè)計硬件電路圖圖 5－4 仿真設(shè)計圖在 U1 .將鼠標放置 AT89S52 元件上，雙擊彈出對話框，在 program file 中選擇,單擊確定鍵。23圖 5－5 編輯元件24運行仿真點擊圖中運行按鈕 ，運行仿真。將程序?qū)?AT89S52 芯片后，運行成功。如圖 5－6圖 5－6 運行仿真圖25結(jié)論本課題通過制作電子琴，將幾個模塊很好的融合起來，對使用單片機設(shè)計簡易電子琴進行了分析，并介紹了基于單片機電子琴硬件的組成。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表達的音樂。說明一首音樂是許多不能的音階組成的，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，我們主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，同時通過顯示模塊確知自己所彈的音符。通過這次課程設(shè)計，我學(xué)到了不少課本上沒有的知識，也鍛煉了自己的動手能力，將以前學(xué)過的零散的知識串到一起。經(jīng)過我長時間的設(shè)計及調(diào)試，本系統(tǒng)基本能實現(xiàn)按下鍵盤矩陣中的按鍵會使數(shù)碼管顯示當(dāng)前按鍵，揚聲器播放對應(yīng)的音符。但由于仿真系統(tǒng)原因，本設(shè)計音頻效果不是很好。不足之處有：能完全達到老師給的要求，和本設(shè)計的歌曲播放控制方法未達理想狀態(tài)。量不可調(diào)。我的綜合設(shè)計主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做的工作。并設(shè)計了一個單片機最小系統(tǒng)。通過開發(fā)板的設(shè)計和硬件搭建的過程，使我對 51 系單片機的接口有了更深層次的理解，并且我學(xué)會了分析問題解決問題的能力，加深了對所學(xué)理論知識的理解和運用。我的動手能力得到了很大的提高，創(chuàng)新意識得到了鍛煉。26參考文獻[1](數(shù)宇部分).. 07[2」. O8[3](線性部分).. 04[4] . 07[5〕李群芳，、. 03[6] [7]長德，李華，1997[8]李群芳，張士軍，.2022[9].2022[10]、實驗、測試(第二版).27致謝經(jīng)過數(shù)多月的設(shè)計，本畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成。通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對單片機的了解進一步加深，無論在硬件還是在軟件方面使我對電子產(chǎn)業(yè)都有了更深的了解，也使我擁有了查閱資料和解決設(shè)計過程中遇到的實際問題的能力，這些都將成為我以后工作道路上不可或缺的經(jīng)驗。首先，感謝一些專家學(xué)者等同志的專著文獻和網(wǎng)上的一些發(fā)表資料。其次，感謝系里的領(lǐng)導(dǎo)和老師們，感謝他們在畢業(yè)設(shè)計論文階段對自己的嚴格要求和關(guān)心支持。還要感謝所有幫助過自己的同學(xué)們，與他們的討論和交流給了自己很多有益的啟迪，對自己掌握學(xué)科知識、完成設(shè)計任務(wù)和論文寫作給予了很大幫助。最后感謝本人的設(shè)計論文指導(dǎo)老師。本設(shè)計論文是在他悉心指導(dǎo)下完成了，老師特別注重工作方法、工作方向的指導(dǎo)，使自己的工作能力得到了很大的提高。指導(dǎo)老師嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，謙遜和藹的風(fēng)范對自己產(chǎn)生的深遠影響，使自己受益終生。他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和寬厚、坦誠的人生原則，為自己所深深敬佩。衷心地感謝老師的悉心指導(dǎo)。并對我以后走向工作崗位還是很受幫助的，他的精神將激勵著我不斷的成長。29附錄 1 系統(tǒng)硬件實物圖30附錄 2 系統(tǒng)電路原理圖及 PCB 圖31附錄 3 系統(tǒng)主要程序include include include include define uchar unsigned char //宏定義define uint unsigned int //宏定義uchar STH0。 //定時器計數(shù)初值uchar STL0。 bit FY=0。 //放樂曲時 FY=1，電子琴彈奏時 FY=0uchar Song_Index=0,Tone_Index=0。 //放音樂的參數(shù)uchar k, key。 sbit SPK=P3^7 。 //定義蜂鳴器端口sbit LED1=P1^0 。 //LED1 端口定義 sbit LED2=P1^1 。 //led2 端口定義uchar code DSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71}。uchar code Song[][50]= //歌曲的旋律{ {1,2,3,1,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,3,5,6,5,3,5,3,2,1,2,1,1},{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