【正文】 的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 總的來說，在這次的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)里，讓我對(duì)單片機(jī)的了解更加的深刻。這次設(shè)計(jì)把所學(xué)過的知識(shí)都結(jié)合起來了，不僅用到《單 片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》的知識(shí)，還有《模擬電子》、《數(shù)字電子》的知識(shí)也運(yùn)用到了，讓我再?gòu)?fù)習(xí)了一遍這幾門課程。在設(shè)計(jì)前，我大量的參考了很多參考資料，這些參考資料對(duì)我的幫助很大，所以在設(shè)計(jì)前，做大量的功課是很有必要的?；?51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 20六、課程設(shè)計(jì)體會(huì) 通過本次的設(shè)計(jì)，讓我大大提高了對(duì)電子產(chǎn)品的興趣。 調(diào)試主要方法和技巧： 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。 數(shù)碼管 LED電路調(diào)試：接通電源，隨機(jī)按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字。注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。 在上電前，先確保電路中不在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。 直接播放音樂： 基于 51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 19五、系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。 基于 51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 18 四、電路的仿真 Proteus 的 ISIS 事一款 Labcenter 出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和 IC，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，可以給我們做電路設(shè)計(jì)提供方便快捷的仿真效果，讓我們事半功倍。電子琴控制系統(tǒng)控制和播放內(nèi)容的程序。64580,低音區(qū) :1 2 3 4 5 6 7 DW 64580,64671,64777,64820,64898,64968,65030 65058中音區(qū) :1 2 3 4 5 6 7 DW 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 65312高音區(qū) :1 2 3 4 5 6 7 把這個(gè)數(shù)據(jù)表，放在程序中，需要播音的時(shí)候，就從表中取出一個(gè)數(shù)據(jù)送到定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器溢出中斷的時(shí)候，再對(duì)輸出引腳取反，那么，在揚(yáng)聲器中，即可聽到上表中頻率的聲音。 上表中的頻率數(shù)值，有些過多，去掉不常用的黑鍵頻率，只是把白鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)中，即可滿足絕大部分的應(yīng)用需求。為了輸出合適的方波，首先應(yīng)該知道音符與頻率的關(guān)系 。fr ＝ 65536－ 500000/fr， 中音 DO 的 T＝ 65536－ 500000/523＝ 64580。fr ＝ 65536－ 1000000247。 T＝ 65536－ N＝ 65536－fi247。2247。fr ， 式中， N是計(jì)數(shù)值； fi 是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHz 時(shí)，其頻率為 1MHz）； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是： N＝ fi247。 就可在 。 基于 51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 14表 1 C 調(diào)各音符頻率與計(jì)數(shù)值 T 對(duì)照表 音符 頻率 (HZ) 簡(jiǎn)譜碼 (T 值 ) 音符 頻率 (HZ) 簡(jiǎn)譜碼 (T 值 ) 低 1 DO 262 63628 4 FA 740 64860 1 DO 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63853 5 SO 831 64934 2 RE 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 6 932 64994 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 4 FA 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 1 DO 1109 65085 5 SO 415 64331 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 2 RE 1245 65134 6 466 64463 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中 1 DO 523 64580 4 FA 1480 65198 1 DO 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587 64684 5 SO 1661 65235 2 RE 622 64732 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 6 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283 /計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)和狀態(tài)字定義： 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(shí)間。計(jì)數(shù)初值 T=65536N=64021。本例中，單片機(jī)工作在 12MHz 時(shí)鐘 ， 使用定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0，工作模式為 1，改變計(jì)數(shù)初值 TH0、 TL0 就可產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。 要產(chǎn)生相應(yīng)的音頻脈沖，只需要計(jì)算出某音頻的周期，再除以 2。 由于本課程設(shè)計(jì)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。單片機(jī)的延時(shí)主要有兩種方式，即軟件延時(shí)和使用定時(shí) /計(jì)數(shù)器延時(shí)。 對(duì)于 AT80C51 而言要產(chǎn)生一定頻率的方波一般是先將某口線輸出高電平 ，延遲一段時(shí)間后再輸出低電平。 一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對(duì)應(yīng)著不同的頻率 ,這樣就可以利用不同的頻率組合，加以拍數(shù)對(duì)應(yīng)的延時(shí)，構(gòu)成音樂。音持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示。 樂音聽起來有的高、有的低，這就叫做音高。聲帶、琴弦等物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲波，聲波通過空氣傳播進(jìn)入人耳， 人們就聽到了聲音。 基于 51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 12 圖 圖 三 、軟件設(shè)計(jì) 軟件是該電子琴控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們也才用了模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)的各部分功能編寫成子模塊的形式，這樣增強(qiáng)了系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。 揚(yáng)聲器的種類很多，按其換能原理可分為電動(dòng)式、靜電式、電磁式、壓電式等幾種，后兩種多用于農(nóng)村有線廣播網(wǎng)中，按頻率范圍可分為低音揚(yáng)聲 器、中音揚(yáng)聲器，這些常在音箱中作為組合揚(yáng)聲器使用。 TDA2030A芯片 TDA2030A引腳情況 1 腳是正相輸入端 ； 2 腳是反向輸入端 ； 3 腳是負(fù)電源輸入端 ； 4 腳是功率輸出端 ； 5 腳是正電源輸入端。 采用 TDA2030音頻功率放大芯片 。19V 、 8Ω 阻抗時(shí)能夠輸出 16W 的有效功率， THD≤% 。6V 最高 177。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。 其電路圖如下： 基于 51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 10 圖 音頻功放電路 TDA2030A TDA2030A 是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用 V 型 5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。 圖 基于 51 單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 9 單片機(jī)最小系統(tǒng) 由時(shí)鐘振蕩電路加復(fù)位電路構(gòu)成單片機(jī) AT89S52 的最小系統(tǒng)： 圖 7. 單片機(jī)最小系統(tǒng) 鍵盤輸入部分 本系統(tǒng)中用到 25 個(gè)按鍵，用 P0， P1， P2， P3I/O 口接獨(dú)立鍵盤即可滿足需要，軟件消除抖動(dòng)處理，并能準(zhǔn)確判斷所需執(zhí)行的相應(yīng)程序。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，有時(shí)可能對(duì)系統(tǒng)需要進(jìn)行復(fù)位，為避免對(duì)硬件經(jīng)常加電和斷電造成的損害，我們可以采用手動(dòng)復(fù)位。 復(fù)位電路 與其他計(jì)算機(jī)一樣， MCS51 單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方法有上電自動(dòng)復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位以及“看門狗”復(fù)位等 。 MCS51 系列單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST。 在此設(shè)計(jì)中選?。?12MHZ 時(shí)鐘頻率。對(duì)外接電容 C1， C2 雖然沒有什么嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然振蕩器。 主要性能： 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容、 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 、1000 次擦寫周期 、 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz 、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 、 32個(gè)可編程 I/O口線 、三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工 UART 串行通道、低功耗空閑和掉電模式 、 掉電后中斷可喚醒、看門狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí) 符 。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。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。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng) 可編程 Flash，使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路。該設(shè)計(jì)