單片機(jī)電子琴的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 22:15 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片內(nèi)復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖 鍵盤模塊HD7279是一片具串行接口的，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)8位共陰式數(shù)碼管（或64只獨(dú)立LED）的智能顯示驅(qū)動(dòng)芯片，該芯片同時(shí)還可以連接多達(dá)64鍵的鍵盤矩陣，單片即可完成LED顯示、鍵盤接口的全部功能。HD7279內(nèi)不含有譯碼器，可直接接收BCD碼或16進(jìn)制碼，并同時(shí)具有2種譯碼方式，此外i，還具有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。HD7279具有片選信號(hào)，可方便地實(shí)現(xiàn)多于8位的顯示或多于64鍵的鍵盤接口。1 主要特性：（1） 串行接口，無(wú)需外圍元件可直接驅(qū)動(dòng)LED。（2） 各位獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性。（3） （循環(huán)）左移/（循環(huán)）右移指令（4） 具有段尋址指令，方便控制獨(dú)立LED（5） 64鍵鍵盤控制器，內(nèi)含去抖動(dòng)電路（6） 有DIP和SOIC兩種封裝形式供選擇2 引腳說(shuō)明： 圖24 7279引腳說(shuō)明圖25 7279管腳圖鍵盤模塊主要由鍵盤串行接口芯片7279擴(kuò)展組成。鍵盤采用4*4矩陣式，按鍵檢查使用行列掃描方式，行設(shè)置低電平，同時(shí)讀入列狀態(tài)，如果列狀態(tài)不是全為1，則此列與行為0相交的鍵就是所按下的鍵。在應(yīng)用過(guò)程中，只需要將7279的CS、CLK、。當(dāng)全部硬件電路連接好后，按下鍵盤的按鍵，單片機(jī)將獲得該按鍵的鍵值，通過(guò)軟件編程即可確定所需要的方波頻率值，使8253產(chǎn)生該頻率的方波，經(jīng)由功放電路輸出至喇叭發(fā)聲。其原理圖如圖26所示： 7279鍵盤模塊原理圖 方波發(fā)生模塊方波發(fā)生模塊主要由STC89C574LS3774LS138和8253組成。其中，74LS138的A、B、EE由譯碼器74LS138的Y5口輸出。由硬件連接可確定端口地址為：0A000H、0A001H、0A002H和0A003H。，Q0和Q1口分別連接至8253的A0和A1口，用于地址鎖存。，GATE0口持續(xù)接高電平，CLK2處的時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)由分頻電路連接至單片機(jī)的讀和寫，使8253有穩(wěn)定的2MHZ的時(shí)鐘信號(hào)輸入，最后在OUT2口便可產(chǎn)生持續(xù)的方波輸出，頻率則由軟件編程決定。： 方波發(fā)生模塊原理圖 功率放大發(fā)聲模塊 功放模塊主要由揚(yáng)聲器和LM386構(gòu)成，OUT2信號(hào)輸出至LM386信號(hào)輸入端，經(jīng)由放大電路放大后輸出至揚(yáng)聲器發(fā)聲。： 喇叭發(fā)聲模塊原理圖第三章 軟件設(shè)計(jì) 軟件結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)軟件部分主要包含：主程序、8253方波發(fā)生子程序、7279初始化子程序、接收發(fā)送字節(jié)子程序、延時(shí)子程序等。主程序：判斷所讀取的鍵值，并根據(jù)鍵值賦值do、re、mi、fa、sol、la、si、do八個(gè)音節(jié)的頻率。運(yùn)用switch語(yǔ)句，讓所選用的8個(gè)鍵值分別與8個(gè)音階的頻率所對(duì)應(yīng)。8253方波發(fā)生子程序：設(shè)定好8253的控制字，且為方式3工作方式（方波發(fā)生器）。將8個(gè)音節(jié)的8個(gè)不同頻率轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制數(shù)后賦值給8253的輸出端口地址后相減，即可。7279初始化子程序：使片選信號(hào)的上升沿時(shí)刻復(fù)位，使芯片處于上電復(fù)位狀態(tài)。接收發(fā)送字節(jié)子程序：通過(guò)移位將所需要傳送的字節(jié)存于A中，以便于其它程序進(jìn)行調(diào)用延時(shí)子程序：通過(guò)for循環(huán)得到延時(shí)子程序。 主程序設(shè)計(jì)主程序先對(duì)7279進(jìn)行初始化，調(diào)用鍵值讀取子程序，對(duì)讀取的鍵值進(jìn)行判斷是否為預(yù)設(shè)的鍵值，若不是則返回，若是怎進(jìn)入switch語(yǔ)句進(jìn)行賦值。：保存鍵值調(diào)用方波發(fā)生子程序開始調(diào)用讀鍵值子程序是數(shù)字1~8鍵嗎？程序初始化NYNY 主程序流程框圖 子程序設(shè)計(jì)方波發(fā)生子程序：對(duì)8253進(jìn)行初始化，控制字賦值，確定工作在方式3，初值送至入口地址。：判斷是否有鍵按下，若有，則發(fā)送讀鍵盤數(shù)據(jù)指令，并保存鍵值。：方波發(fā)生子程序入口8253控制字賦值設(shè)置入口地址賦初值讀鍵值子程序入口是否有鍵按下？發(fā)送讀鍵盤數(shù)據(jù)指令YN將鍵值保存于A中子程序返回子程序返回 方波發(fā)生子程序流程框圖 讀鍵值子程序流程框圖7279初始化子程序：發(fā)送復(fù)位指令，子程序返回。：發(fā)送一字節(jié)子程序：將所需發(fā)送的字節(jié)帶進(jìn)位左移一位，循環(huán)八次后將所需發(fā)送的字符保存于A中，子程序返回。：初始化子程序入口發(fā)送復(fù)位指令發(fā)送一字節(jié)子程序入口發(fā)送復(fù)位指令是否循環(huán)8次？發(fā)送字符存于A中YN子程序返回 7279初始化子程序流程框圖 發(fā)送一字節(jié)子程序流程框圖第四章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試及測(cè)試結(jié)果分析 軟件調(diào)試本次課程設(shè)計(jì)—簡(jiǎn)易電子琴的軟件設(shè)計(jì)我并沒(méi)有運(yùn)用匯編語(yǔ)言，而是運(yùn)用了并沒(méi)有在課程中學(xué)習(xí)的C語(yǔ)言，故在設(shè)計(jì)的時(shí)候遇到較大的困難。主要是對(duì)于初始化方面不熟悉，后通過(guò)上網(wǎng)學(xué)習(xí)及日立電子鐘的設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)的C程序設(shè)計(jì)運(yùn)用較為熟練。首先對(duì)于一些需要使用的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行定義，如define uint unsigned int；后用XBYTE命令對(duì)8253進(jìn)行初始化，用sbit指令對(duì)7279進(jìn)行初始化。然后編寫各子程序，最后編寫主程序。開始時(shí)用的是if(!key=**)語(yǔ)句來(lái)進(jìn)行鍵值的判斷，后進(jìn)行單獨(dú)賦值的辦法，但是后來(lái)發(fā)現(xiàn)這樣的語(yǔ)句對(duì)于只有幾個(gè)音階的簡(jiǎn)易電子琴來(lái)說(shuō)還具有可行性，但是對(duì)于音階較多的就顯得太為繁雜了，故后建立數(shù)組，編寫了頻率對(duì)照表，運(yùn)用switch語(yǔ)句進(jìn)行鍵值判斷并查表賦值。這樣的設(shè)計(jì)使得此程序的可擴(kuò)展性較強(qiáng)。運(yùn)用TR0來(lái)控制發(fā)聲。當(dāng)硬件連接好后，我們把程序燒錄進(jìn)單片機(jī)進(jìn)行初步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有任何反應(yīng)，排查后排除了硬件問(wèn)題，然后進(jìn)行了軟件排查。1單獨(dú)編寫了方波發(fā)生程序，發(fā)現(xiàn)能發(fā)出方波，但是幅度及頻率均與理論值相差巨大。2由于硬件排查時(shí)認(rèn)為單片機(jī)及功放兩部分工作正常，為了驗(yàn)證這個(gè)結(jié)論的正確性，我們先在硬件電路上繞過(guò)8253，單片機(jī)輸出直接連接功放模塊，然后改寫程序，使用單片機(jī)內(nèi)部中斷，發(fā)現(xiàn)一切工作正常，且可在7279鍵盤上彈奏音樂(lè)。此結(jié)果直接證明之前問(wèn)題出在8253的論斷完全正確，也間接證明程序的編寫基本沒(méi)有問(wèn)題。3后為了證明
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