【正文】 fe, the flower as a musical toys, widely used and people39。軟件設(shè)計(jì) 通過(guò)控制單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器 T0 來(lái)產(chǎn)生不同頻率的方波 ,驅(qū)動(dòng)喇叭發(fā)出不同 音節(jié)的聲音 .再利用延遲來(lái)控制發(fā)音時(shí)間的長(zhǎng)短 ,即可控制音調(diào)中的節(jié)拍 .把樂(lè)譜中的音符對(duì)應(yīng)的頻率轉(zhuǎn)換為定時(shí)常數(shù) ,把相應(yīng)的節(jié)拍變換為定時(shí)常數(shù) ,然后作成表格存放在儲(chǔ)存器中 ,由程序查表得到定時(shí)常數(shù)和延時(shí)常數(shù) ,分別用以控制定時(shí)器產(chǎn)生方波的頻率和該頻率方波的持續(xù)時(shí)間 .當(dāng)延遲常數(shù)到時(shí) ,再查下一個(gè)音符的定時(shí)常數(shù)和延遲常數(shù) .依次進(jìn)行下去 ,就可演奏悅耳動(dòng)聽(tīng)的音樂(lè) .主要實(shí)現(xiàn) 1》能夠發(fā)出 等七個(gè)音符。 本論文所設(shè)計(jì)的 簡(jiǎn)易電子琴 ，它分為兩大部分，硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)。 用 89c51 作為主控中心，研制一種簡(jiǎn)易的微型電子琴，盡可能地體現(xiàn)較好的音質(zhì)來(lái)，是一種可做的嘗試。特別是日本產(chǎn)的，音質(zhì)優(yōu)美，它是有專門的音樂(lè)控制芯片制造的。34 摘 要 在現(xiàn)代各種生活中， 電子琴 作為一種音樂(lè)型玩具 ，廣泛用于與人們的日常生活中。28 5． 2 鍵盤掃描程序流程圖 28 5． 1 系統(tǒng)程序流程 23 4． 2 音樂(lè) 節(jié)拍的實(shí)現(xiàn) 21 第 四 章 樂(lè)曲聲音算法 19 3. 3 電源電路設(shè) 計(jì) 17 3. 2 數(shù)碼管顯示電路 17 3. 1 發(fā)聲電路 10 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu) 8 2． 2 主控芯片 AT89C51 的結(jié)構(gòu)與原理 8 2. 1 電子琴的總體框圖 7 第二 章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及主控芯片介紹 Ⅰ Abstract 1 四川 職 科技 業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） （?？?2021 屆） 院（系）： 移動(dòng)通信與軟件學(xué)院 課 題 : 基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴 專 業(yè)： 電子信息工程技術(shù) 班 級(jí)： 電信 1 班 學(xué)生姓名： 寧莎 指導(dǎo)老師： 學(xué) 號(hào)： 202102110121 日 期： 20 年 月 日 2 目 錄 摘要 Ⅱ 第一章 緒論 6 1. 1 課題背景 6 1. 2 本文所做的主要工作 8 2. 1 主體方案 10 AT89C51 單片機(jī)的工作原理 15 第 三 章 硬件電路設(shè)計(jì) 20 3． 4 鍵盤設(shè)計(jì) 23 4． 1 音樂(lè)頻率 的實(shí)現(xiàn) 24 第 五 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29 總結(jié) 30 致謝 31 參考文獻(xiàn) 32 附錄 1 33 程序 市場(chǎng)上有各種各樣的電子琴。 由于其價(jià)格較貴，無(wú)法大面積普 及，且功能單一。 以單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)的 簡(jiǎn)易電子琴 系統(tǒng)， 由按鍵掃描電路、聲音產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電路、復(fù)位電路、等模塊組成的，是一種比較實(shí)用、廉價(jià)的電子玩具。硬件電路的設(shè)計(jì)以 AT89S51 單片機(jī)為控制主板，輔以外圍的擴(kuò)展設(shè)備蜂鳴器、矩陣鍵盤、共陽(yáng)數(shù)碼管，形成一個(gè)可被控制的顯示系統(tǒng)。 2》能自動(dòng)演奏完，自選的一首歌曲兩種功能。s daily life. There are all kinds of market flower. Japan is particularly middle, sounding, it is a dedicated music control of the chip maker. Because of its expensive price, not a popular area, and single function. 89 c51 used as a control centre, the development of a simple microan, as far as possible, to reflect a better quality, is an attempt to do. MCU core design for a simple flower, from the button scanning circuit, a driver circuit voice, reset circuit, such as modules, is a more practical and inexpensive electronic toys. In this paper the design of simple flower, which are divided into two parts, hardware circuit design and software design. Hardware circuit design to AT89S51 microcontroller for the control board, supported by the expansion of the external equipment buzzer, matrix keyboard, a total of Yang digital form can be controlled by a display system. SCM software designed to control the internal timer T0 to produce different frequency square wave, driving a different syllable speaker39。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗地、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，幾乎“無(wú)處不在，無(wú)所不為”。 按照內(nèi)部數(shù)據(jù)通道的寬度，單片機(jī)可分為 4位、 8 位、 16位及 32 位等。例如：位處理、查表、多種地址訪問(wèn)方式、多種跳轉(zhuǎn)、乘除法運(yùn)算、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、中斷處理等，增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。另一種是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)，分別尋址的結(jié)構(gòu)，一般需要較大的程序存儲(chǔ)器，目前的單片機(jī)以采用程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器截然分開(kāi)的結(jié)構(gòu)為多。 本文討論的單片機(jī)多功能定時(shí)器的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的 51 系列單片機(jī)，配置了外圍設(shè)備，構(gòu)成了一個(gè)可編程的計(jì)時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性高，功能強(qiáng)等特點(diǎn)。 20 世紀(jì) 80 年代中期以后， Intel 公司以專利轉(zhuǎn)讓的形式把 8051 內(nèi)核技術(shù)轉(zhuǎn)讓給許多半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)廠家，如 ATMEL、 PHILIPS、 ANALOG、 DEVICES、 DALLAS 等。這些兼容機(jī)與 8051 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（主要是指令系統(tǒng)）相同，采用 CMOS 工藝，因而，常用 80C51系列來(lái)稱呼所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī)，它們對(duì) 8051 單片機(jī)一般都作了一些擴(kuò)充，更有特點(diǎn)。 MCS51 系列及80C51 單片機(jī)有多種品種。目前使用的 MCS51 系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分成以下幾類：基本型、增強(qiáng)型、低功耗型、專用型、超 8位型、片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器型。利用定時(shí)器可發(fā)出不同頻率的脈沖，不同頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動(dòng)電路放大濾波后，就會(huì)發(fā)出不同音調(diào)。 我們知道，聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲，若能利用程序來(lái) 控制單 片 機(jī)某個(gè)口線的“高”電平或低電平，則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的矩形波，接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音，若再利用延時(shí)程序控制“高”“低”電平的持續(xù)時(shí)間，就能改變輸出頻率，從而改變音調(diào)。能夠相應(yīng)按鍵，進(jìn)行簡(jiǎn)單的樂(lè)曲彈奏。 在此次設(shè)計(jì)中，簡(jiǎn)易電子琴的外圍設(shè)備主要有以下二個(gè)部分： 發(fā)聲器件的選擇：發(fā)聲器件比較多，例如喇叭、蜂鳴器、電鈴 等。本設(shè)計(jì)為保證聲音的響亮，通過(guò)三極管進(jìn)行電流放大，增加聲音的響度。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn) 4*4 間盤掃描。這樣設(shè)計(jì)充分利用了單片機(jī)的資源，使此設(shè)計(jì)才功能上很豐富、完善。主控芯片使用 80C51 系列單片機(jī)。 2． 1 主體方案 本文就是從單片機(jī) AT89C51 入手，通過(guò)使用 AT89C51 的內(nèi)部的可編程定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，結(jié)合對(duì)外接晶振的調(diào)節(jié)來(lái)確定一個(gè)合適的振蕩周期，從而確定出內(nèi)部的機(jī)器周期。 其電路圖見(jiàn)附錄 1 所示。它是一它是一種高性能，低功耗的 8 位 CMOS微處理芯片。數(shù)據(jù)保存 10 年， ● 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM ●電源控制模式：時(shí)鐘可停止和恢復(fù)；空閑模式；掉電模式。下面分別敘述這些引腳的功能。 ● VSS（ 20腳）：接地 也就是 GND。 ● PSEN（ 29 腳）：片外 ROM 選通信號(hào) ,低電平有效 .他同樣可以驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL輸入。為了使地址與數(shù)據(jù)不混淆 ,通常是先送地址再傳送數(shù)據(jù)。 ● RST/VPD（ 9 腳）：復(fù)位信號(hào)輸入端 /備用電源輸入端。 VCC 掉電期間 ,此引腳可以接上備用電源 ,以保存內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失 。 ● EA/VPP（ 31）：內(nèi) /外部 ROM 選擇端。當(dāng) EA 端保持低電平時(shí)，訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí) ,可分別用低 8位地址線和 8位數(shù)據(jù)線 。 ● P1 口（ ~ 共 8個(gè)引腳 ,既 18 腳） P1口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位 雙向 I/0 口 ,在 EPROM 編程和程序驗(yàn)證時(shí) ,它接受低 8 位地址 ,能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) LSTTL 輸入。 ● P3 口 （ ~ 共 8 個(gè)引腳 ,既 1017 腳）： P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/0 口。在這 8 個(gè)引腳里，其中 的第二功能是外部中斷 0申請(qǐng)輸入端； 的第二功能是外部中斷 1申請(qǐng)輸入 端； 的第二功能是定時(shí)器 0申請(qǐng)輸入端。其作用是讀入和分析每條指令，根據(jù)指令要求控制各個(gè)部件執(zhí)行相應(yīng)的操作，它包括運(yùn)算器和控制器兩大部分：一是運(yùn)算器包括算術(shù)／邏輯部件 (ALU)、累加器 A、暫存寄存器、寄存器 B、程序狀態(tài)寄存器（ PSW），十進(jìn)制調(diào)整電路等。二是控制器包括時(shí)鐘發(fā) 生器 ,定時(shí)控制邏輯 ,指令寄存器 ,指令譯碼器 ,程序計(jì)數(shù)器 PC,程序地址寄存器 ,數(shù)據(jù)指令寄存器 DPTR 和堆棧指針 SP等。 ⑵ 單片機(jī)存儲(chǔ)器 ，單片機(jī)在物理上有 4 個(gè)存儲(chǔ)空間 :片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器 , 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 .8051片內(nèi)有 4KB的程序存儲(chǔ)器和 256B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器用于存放編好的程序、表格和常數(shù)。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 8051 內(nèi)部有 256B RAM,片外最多可以擴(kuò)展 64KB RAM。高 128B 位特殊功能寄存器的區(qū)域 .地址空間為 80H~FFH。位尋址區(qū) 。內(nèi)部 RAM 的高于 128 單元是供給特殊功能寄存器使用，因此稱特殊功能寄存器： ① 指令寄存器 IR 和指令譯碼器 ID。當(dāng)執(zhí)行指令時(shí)， CPU 把從程序存儲(chǔ)器中讀取的指令代碼送入指令寄存器，然后指令譯碼器譯碼后由定時(shí)控制電路發(fā)生相應(yīng)的控制信號(hào)，最終完成指令所規(guī)定的操作。用于存放將要執(zhí)行的指令地址 ,CPU 每讀取指令的一個(gè)字節(jié) PC便自動(dòng)加 1,指向本指令的下一個(gè)字節(jié)或下一條指令地址 ,PC可以尋址 64KB 范圍 ROM。 ④ 寄存器 B是一個(gè) 8位寄存器 ,主要用于乘法和除法的運(yùn)算 , ⑤ 狀態(tài)字寄 存器 PSW 是 8 位寄存器 ,用于存放程序運(yùn)行狀態(tài)信息 ,其格式如下圖 所示 。在進(jìn)行加法（或減法）運(yùn)算時(shí)，若運(yùn)算結(jié)果最高位有進(jìn)位或借位，則 CY自動(dòng)置 “1” ，否則 CY置 “0” ，在進(jìn)行布爾操作運(yùn)算時(shí)， CY（簡(jiǎn)稱 C）作為布爾處理器。當(dāng)進(jìn)行加法或減法時(shí)，若低 4 位向高 4 位有進(jìn)位（或借位）時(shí)， AC 被置 “1” ，否則 AC被置 “0” 。 F0()：用戶標(biāo) 志位。 OV(())：溢出標(biāo)志位，當(dāng)運(yùn)算結(jié)果溢出時(shí) OV 為 “1” ，否則為 “0” ，此標(biāo)志位反映了運(yùn)算結(jié)果是否溢出。 MCS51 單片機(jī)采用的是偶校驗(yàn)。此位反映累加器 A中內(nèi)容 “1” 的奇偶性，它常常用于機(jī)間通信。用來(lái)選擇當(dāng)前工作的寄存器區(qū)。 ⑥ 堆棧指針 SP ⑦ 數(shù)據(jù)指針寄存器 DPTR 是一個(gè) 16 位寄存器 ,由高位字節(jié) DPH 和低位字節(jié) DPL 組成 ,用來(lái)存放 16位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址 ,以便對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM 數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。由 PSW 寄存器中的 RS RS0的值來(lái)決定當(dāng)前的工作區(qū)： 當(dāng) RS1 RS0＝ 00 時(shí)， 0區(qū)為工作區(qū)， RS1 RS0＝ 01時(shí)， 1 區(qū)為工作