【文章內(nèi)容簡介】 化配置。 void Init(void){ P0 = 0xff。//先將P0口置為1，即關(guān)閉數(shù)碼管 Speaker = 0。 IT0 = 1。//外部中斷0邊沿觸發(fā) EX0 = 1。//外部中斷0允許 TMOD = 0x01。//定時器方式1 ET0 = 1。//定時器0中斷允許 TR0 = 0。//關(guān)定時器0 EA = 1。//開總中斷YNN執(zhí)行代碼1Y功能鍵鍵碼？數(shù)碼顯示開始結(jié)束音調(diào)鍵鍵碼？圖16 數(shù)碼顯示流程圖執(zhí)行代碼2} 數(shù)碼管顯示函數(shù)數(shù)碼顯示的流程框圖如圖16所示。此函數(shù)根據(jù)鍵值掃描函數(shù)讀取的鍵碼，結(jié)合數(shù)碼管顯示出來。若判斷是音調(diào)鍵將會顯示數(shù)字1~7其中之一；若判斷是功能鍵將會顯示字母A、b、C其中之一。void LED_Display(void){ if(Keycode0 amp。amp。 Keycode8) P0 = ~table[Keycode]。//Do~Si七個音調(diào)鍵分別顯示1~7 else if(Keycode == 8) P0 = ~table[Time + 9]。//特殊功能鍵分別顯示A、b、C TR0 = 0。 //關(guān)定時器0 } 中斷函數(shù)中斷函數(shù)用到了外部中斷和定時器中斷。鍵盤中斷的流程框圖如圖17所示，當按鍵按下時，外部信號觸發(fā)外部中斷，執(zhí)行鍵值掃描函數(shù)，讀取對應(yīng)的鍵值。定時中斷的流程框圖如圖18所示，定時器溢出中斷后，進行重裝載初值，同時執(zhí)行相應(yīng)的音頻控制操作。鍵盤中斷開始鍵值掃描圖17 鍵盤中斷流程圖結(jié)束重裝初值定時中斷開始結(jié)束圖18 定時中斷流程圖 鍵值掃描函數(shù)圖19 按鍵被按下時電壓的變化由于本設(shè)計采用的是接觸開關(guān)式按鍵，故不可避免存在機械抖動。按鍵被按下是，其觸點電壓變化過程如圖19所示。這種抖動會使系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，故需要進行消抖處理。抖動時間的長短和按鍵的機械特性有關(guān)，一般為5~10ms。通常手動按下鍵然后立即釋放，這個操作中穩(wěn)定閉合的時間超過20ms，因此單片機在檢測按鍵是否按下時都需要加上去抖動操作，有專門的去抖動電路或則芯片，但同用軟件延時的方法也能輕易解決抖動問題，沒必要添加多余的硬件。本設(shè)計是用軟件消抖方法編寫一個消抖程序。當按鍵按下去后，首先對其進行連續(xù)兩次取樣，如果兩次都為低電平，則輸出低電平；如果其中有一次高電平，則輸出高電平。鍵盤的每一行通過一個上拉電阻接高電平，當按鍵按下時，對應(yīng)的I/O口線被拉低。如表6所示按鍵編碼關(guān)系表。鍵值掃描函數(shù)的流程圖如圖20所示。表6 按鍵編碼關(guān)系表按鍵名稱鍵碼(十六進制)按鍵名稱鍵碼(十六進制)K10xfeK50xefK20xfdK60xdfK30xfbK70xbfK40xf7K80x7f按鍵掃描開始有按鍵按下？有按鍵按下？按鍵釋放？執(zhí)行相應(yīng)代碼延時10ms結(jié)束NYYYNN圖20 鍵值掃描流程圖void Key_Scan(void){ uint key。 key = P1。 //讀取P1口狀態(tài) switch(key) //鍵值 { case 0xfe: //Do { Delayms(10)。 //消抖 if(key == 0xfe) { Keycode = 1。 while(P1 != 0xFF)。 //等待按鍵釋放 }break。 } … }} 音頻處理函數(shù)樂曲由一些不同的音階構(gòu)成，而每個音階對應(yīng)著不同的頻率，即利用單片機的定時器來產(chǎn)生所需要方波頻率信號的組合，可構(gòu)成所想要的樂曲。本系統(tǒng)設(shè)計單片機配有12MHZ晶振，利用AT89C51的內(nèi)部定時器使其工作定時器模式的工作方式1下，其對應(yīng)的定時器初值計算公式為：式中T為定時時間，是所需頻率的倒數(shù)。如表7所示為所需頻率對應(yīng)的定時器初值表(簡稱頻率初值表)。如圖21所示音頻處理函數(shù)的流程圖。表7 頻率初值表音調(diào)簡譜(鍵值)頻率（Hz）定時器初值(16進制)備注Do15230FBE9H此處的定時器初值是在工作方式1和12MHZ晶振時算得的Re25870FC5FHMi36590FCC1HFa46980FCEFHSo57540FD45HLa68800FD92HSi79880FDD6Hvoid Sound_Player(void){ if(Flag == 0) //Do~Si七個音調(diào)鍵 {YNN單個音調(diào)播放Y功能鍵鍵碼？音頻處理開始結(jié)束音調(diào)鍵鍵碼？圖21 音頻處理流程圖樂曲播放 Flag = 1。 switch(Keycode) { case 1: //Do { TH0code = 0XFB。 TL0code = 0XE9。 TH0 = TH0code。//置初值 TL0 = TL0code。 TR0 = 1。 //開定時器0 Speaker = ~Speaker。 break。 } … } …}}七、電子琴系統(tǒng)調(diào)試由于沒有硬件設(shè)備，所以無法進行硬件調(diào)試，但這并不妨礙軟件調(diào)試。利用仿真軟件Proteus和編程軟件Keil uVision4進行調(diào)試程序。 調(diào)試工具Proteus軟件是英國Labcenter Electronics公司研發(fā)的EDA工具軟件。它是一個集模擬電路、數(shù)字電路、模/數(shù)混合電路以及多種微控制器系統(tǒng)為一體的系統(tǒng)設(shè)計和仿真平臺。是目前同類軟件中最先進、最完整的電子類仿真平臺之一。它真正實現(xiàn)了在計算機上完成從原理圖、電路分析與仿真、單片機代碼調(diào)試與仿真、系統(tǒng)測試與功能驗證到PCB板生成的完整的電子產(chǎn)品研發(fā)過程。最新的Keil uVision4 IDE，旨在提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力，實現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。Keil uVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內(nèi)的任何地方，包括支持多顯示器窗口。Keil uVision4在Keil uVision3 IDE的基礎(chǔ)上，增加了更多大眾化的功能：多顯示器和靈活的窗口管理系統(tǒng)；系統(tǒng)瀏覽器窗口的顯示設(shè)備外設(shè)寄存器信息；調(diào)試還原視圖創(chuàng)建并保存多個調(diào)試窗口布局；多項目工作區(qū)簡化與眾多的項目。 調(diào)試結(jié)果利用Proteus對電路進行仿真分析，電子琴電路的仿真電路圖如圖22所示。由于音頻功放電路采用了LM386芯片，使得音頻放大更加的穩(wěn)定和沒有雜音，進一步達到了實驗效果。但也一定瑕疵，按鍵按下后，延遲一會才有聲音。調(diào)試結(jié)果與設(shè)計的基本一致，如表8所示。表8 調(diào)試結(jié)果按鍵編號發(fā)聲音調(diào)數(shù)碼顯示內(nèi)容備注S1Do1S2Re2S3Mi3S4Fa4S5So5S6La6S7Si7S8播放樂曲1~3中之一A或b或C按8鍵切換播放樂曲1~3圖22 電子琴電路仿真圖 電子琴設(shè)計中的問題及解決方法電子琴的設(shè)計并非一帆風順，在這期間遇到了很多問題，下面談幾個關(guān)鍵的問題。首先是數(shù)碼管顯示亂碼的問題，原本以為是數(shù)碼管字形碼表的代碼有錯，檢查幾遍發(fā)現(xiàn)代碼沒錯，后來結(jié)合硬件圖一看，才知道硬件圖中數(shù)碼管是共陽極接法，軟件中的數(shù)碼管字形碼表是共陰極的。其二是按鍵引入中斷檢測時遇到的問題，要求8個按鍵任意鍵按都觸發(fā)外部中斷0，結(jié)果不經(jīng)思索就選用了一塊8輸入或門芯片，導(dǎo)致怎么按鍵盤都無法進入中斷函數(shù)，于是懷疑是程序有錯，浪費了很多時間，最終發(fā)現(xiàn)是硬件邏輯錯誤，應(yīng)該用與門才對。其三是揚聲器發(fā)出的音調(diào)不對，甚至沒有聲音，這個問題主要是功放模塊沒有與揚聲器共地。八、電子琴設(shè)計總結(jié) 在電子音樂領(lǐng)域，電子音調(diào)作為現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，它在現(xiàn)代音樂中扮演著重要的角色。目前，由于電子音樂的普及，電子琴就是一種新型的電子樂器。本設(shè)計基于單片機AT89C51的電子琴電路由琴鍵控制電路、數(shù)碼管顯示電路、音頻功放