【正文】 high cost performance is its also has certain practical and reference value. 關(guān)鍵字 電子琴 單片機(jī) 性?xún)r(jià)比 揚(yáng)聲器 音樂(lè) electronic an .SCM high cost performance music 單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 第一章 緒 論 單片機(jī)園地里，單片機(jī)品種異彩紛呈，爭(zhēng)奇斗艷。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤(pán)、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有 16 個(gè)鍵盤(pán)和揚(yáng)聲器。它在現(xiàn)代音樂(lè)扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)融入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 摘 要 現(xiàn)在要求人才發(fā)展的全面性以及精神文化的需求，音樂(lè)學(xué)習(xí)已經(jīng)成為很多人生活中必不可少的一部分。 電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂(lè)結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤(pán)樂(lè)器。本文的主要內(nèi)容是用 AT89C51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定 ，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性?xún)r(jià)比較高等，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。有 8 位、 16 位甚至 32 位機(jī)，但 8位單片機(jī)仍以它的價(jià)格低廉、品種齊全、應(yīng)用軟件豐富、支持環(huán)境充分、開(kāi)發(fā)方便等特點(diǎn)而占著主導(dǎo)地位。從生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中，凡是有自動(dòng)控制要求的地方都會(huì)有單片機(jī)的身影出現(xiàn)。因此，單片機(jī)的應(yīng)用大有可以想象和拓展的空間。但是，單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不僅限于踏的廣闊范圍以及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益上，更重要的意義 還在于：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。 一首音樂(lè)是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)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(lè)了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來(lái)產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。能使我更加熟悉 AT89C51 單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能，合理使用其內(nèi)部寄存器，能夠完成相關(guān)軟件編程設(shè)計(jì)工作。對(duì)軟件編程、排錯(cuò)調(diào)試、焊接技術(shù)、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。電子琴的外形很像普通鍵 盤(pán)樂(lè)器，只是某些種類(lèi)多一排腳踏鍵盤(pán)，而且手觸鍵盤(pán)也往往分為兩層。 傳統(tǒng)樂(lè)器的聲音是通過(guò)機(jī)械的方法產(chǎn)生的，電子琴的聲音是用“電”產(chǎn)生的。 電子琴原理框圖振蕩器是根據(jù)需要產(chǎn)生一定頻率的振蕩信號(hào)，振蕩信號(hào)通過(guò)分頻器分解成不同頻率的信號(hào)輸送到放大器，放大器將信號(hào)放大，推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。按下鍵盤(pán)的一支鍵，就等于接通一只開(kāi)關(guān)，只允許某一種頻率的信號(hào)通過(guò)到放大器里去，揚(yáng)聲器就發(fā)出一個(gè)音來(lái)。電源的任務(wù)是給各部分供電。振蕩器一般用 LC 電感三點(diǎn)振蕩電路。分頻器是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路，即晶體管 BG1 導(dǎo)通、 BG2 截 止和 BG1 截止、 BG2 導(dǎo)通兩種穩(wěn)定狀態(tài)。這樣，在它的輸入端輸入兩個(gè)信號(hào)脈沖時(shí)，在它的輸出端就得到一個(gè)信號(hào)脈沖。 電子琴使用二分頻電路是音階規(guī)律的需要。所以，只要把一個(gè)音的頻率除以 2 就得到比它低八度的一個(gè)音的頻率。這樣，只要振蕩器產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)音的頻率信號(hào)，如高音“ 1”的信號(hào)，通過(guò)二分頻就產(chǎn)生中音“ 2”的頻率，再一次二分頻就產(chǎn)生低音“ 1”的頻率了。依此類(lèi)推，最后，就能得到鍵盤(pán)上所有的音階信號(hào)了。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本系統(tǒng)分為兩個(gè)人部分，一個(gè)是音樂(lè)播放，另一個(gè)就是電子琴演奏。具體要求如下： 1：要求達(dá)到電子琴的基本功能，可是彈奏出簡(jiǎn)單的樂(lè)曲。 3：各音符按一定順序排列，必須符合電子琴的按鍵排列順序。 電子琴系統(tǒng)的組成 本系統(tǒng)分為兩 個(gè)人部分，一個(gè)是音樂(lè)播放，另一個(gè)就是電子琴。當(dāng) DIPSW2,3引腳都 OFF 時(shí)嵌入“不倒翁 .hex”再按上方的 7 個(gè)人鍵盤(pán)，自上而下就發(fā)出 DO、 RE、 MI、 FA、 SO、 LA、 SI 7 個(gè)高音節(jié)，當(dāng) DIPSW2,3 引腳都 ON 時(shí)，按下上方第 2個(gè)按鍵，就會(huì)播放音樂(lè)，每按下第二個(gè)鍵，就會(huì)重復(fù)演唱。當(dāng)DIPSW2,3 引腳再次 OFF 時(shí)，再按上方的 7 個(gè)人鍵盤(pán)，自 上而下就會(huì)發(fā)出 SI 、 LA、 SO、 FA、 MI 、 RE 、 DO 7 個(gè)高音節(jié)。 由于一首音樂(lè)是由許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)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)成我們想要的音樂(lè)了。因此我們只要把一首歌 曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。 單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 第三章 硬件設(shè)計(jì) AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。 GND：接地。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0 輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1 口管腳寫(xiě)入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出 電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口： P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流，當(dāng) P2口被寫(xiě) “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器 的內(nèi)容。 P3 口： P3口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門(mén)電流。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 RST：復(fù)位輸入。 ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC指令是 ALE 才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。七段 LED 顯示器由七個(gè)發(fā)光段構(gòu)成，每段均是 一個(gè) LED 二極管。多數(shù) 7 段 LED 顯示器中實(shí)際有 8個(gè)發(fā)光二極管，除 7 個(gè)構(gòu)成 7筆字形外，另外還有一個(gè)小數(shù)點(diǎn) Dp位段，用來(lái)顯示小數(shù)。 單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì) _畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 外形 共陽(yáng)極 共陰極 3． 3 Proteus的基本介紹 系統(tǒng)特性 ： 設(shè)計(jì)以及自動(dòng)布線來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此系統(tǒng)受益于 15 年來(lái)的持續(xù)開(kāi)發(fā) ,被《電子世界》在其對(duì) PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng)的比較文章中評(píng)為最好產(chǎn)品 — “ The Routeto PCB CAD”。用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 LED/LCD、鍵盤(pán)、 RS232 終端等動(dòng)態(tài)外設(shè)模型來(lái)對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互仿真。 WAVE6000 還增強(qiáng)了項(xiàng)目管理和源文件編輯方面的功能，使得項(xiàng)目、文件切換更方便，有效地后退、前進(jìn)功能使得修改程序更方便。 信息串口顯示項(xiàng)目操作和文件操作后的詳 細(xì)信息，例如打開(kāi)項(xiàng)目、保存項(xiàng)目、項(xiàng)目編譯過(guò)程以及出錯(cuò)信息等等。 概述：記錄、顯示用戶在上次退出環(huán)境時(shí)設(shè)置的所有斷點(diǎn)的信息（包括無(wú)效斷點(diǎn)），例如所在的文件、所在行的行號(hào)、 PC 值、是否有效等信息。 在使用偉福匯 編器預(yù)定義符的時(shí)候，有一項(xiàng) “ 是否使用偉福預(yù)定義符 ” 的選項(xiàng)，如果選中該選項(xiàng)，那么由軟件（或者用戶可以自定義）自定義的預(yù)定義符號(hào)便會(huì)在編譯的時(shí)候起作用。另外，該窗口還可以設(shè)置 SFR 窗口中顯示寄存器的內(nèi)容，用戶的自定義變量可以在編譯的時(shí)候起作用，也可以在 SFR 窗口中顯示。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí) 間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將 反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。 利用 AT89C51 的內(nèi)部定時(shí)器使其工作在計(jì)數(shù)器模式下，改變計(jì)數(shù)值TH0及 TL0以產(chǎn)生不同音階。fr 是想要產(chǎn)生的頻率。 OSTART: MOV R0, BUZZ CJNE R0,0FFH,OKEY1 CLR TR0 SJMP OSTART OKEY1: CJNE R0,0BFH,OKEY2 MOV 30H,0FBH MOV 31H,0E9H LJMP OSET_TIMER OKEY2: CJNE R0,0DFH,OKEY3 MOV 30H,0FCH MOV 31H,5CH L