基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴電路設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-08-12 06:00本頁面
【正文】 制顯示，并且能自動(dòng)播放程序中編排的音樂。關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 定時(shí)中斷 蜂鳴器 數(shù)碼管 c語言編程1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)本項(xiàng)目所制作的電子琴控制系統(tǒng)是以51單片機(jī)為核心的系統(tǒng)，它主要包括模擬信號(hào)主控芯片89C5發(fā)音單元、顯示模塊、按鍵模塊組成。利用按鍵實(shí)現(xiàn)音符和音調(diào)的輸入；兩位的數(shù)碼管進(jìn)行被操作的按鍵顯示；用NPN型三極管8550實(shí)現(xiàn)低音頻功率放大；最后用蜂鳴器發(fā)音。工作在靜態(tài)顯示方式時(shí)，數(shù)碼管的位線與電源一直相連，數(shù)碼管中的二極管均處于通電狀態(tài)，即在靜態(tài)工作方式下，顯示電路中數(shù)碼管的位選線是同時(shí)選通，而數(shù)碼管的段選線是獨(dú)立輸入。 （2）八位數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)本次課程設(shè)計(jì)的顯示電路采用兩位數(shù)碼管進(jìn)行顯示，由于此設(shè)計(jì)采用的是共陰極的，使用時(shí)不加限流電阻為了顯示字符，要為 LED 顯示器段碼，除了組成8字形的字符的 7段，另加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段， 因此提供給 LED 顯示器的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵是利用機(jī)械彈性使鍵復(fù)位，手感明顯，連線清晰，工藝簡(jiǎn)單，適合單件制造。導(dǎo)電橡膠按鍵是利用橡膠的彈性來復(fù)位，通過壓制的方法把面板上所有的按鍵制成一塊，體積小，裝配方便，適合批量生產(chǎn)。柔性按鍵是近年來迅速發(fā)展的一種新型按鍵，可以分為凸球型和平面型兩種。而且外形和面板的布局、色彩、鍵距可按照整機(jī)的要求來設(shè)計(jì)。（2）鍵盤設(shè)計(jì)鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)關(guān)鍵的部件，它能實(shí)現(xiàn)向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等功能，是人工干預(yù)計(jì)算機(jī)的主要手段。矩陣式鍵盤：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)中，若按鍵較多時(shí)，通常采用矩陣式（也稱行列式）鍵盤。顯然，在按鍵數(shù)量較多時(shí)，矩陣式鍵盤較之獨(dú)立式按鍵鍵盤要節(jié)省很多I/O口。這是識(shí)別按鍵是否按下的關(guān)鍵。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但每個(gè)按鍵必須占用一根I/O口線，然而，在按鍵較多時(shí)，I/O口線浪費(fèi)較大，不宜采用。先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線所對(duì)應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序。下圖為獨(dú)立式鍵盤電路圖： 圖22 獨(dú)立式鍵盤電路圖(3)去抖動(dòng)鍵盤編程中主要考慮去抖動(dòng)的問題。因?yàn)殒I是機(jī)械開關(guān)結(jié)構(gòu)，由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性及電壓突跳等原因，在觸點(diǎn)閉合或斷開的瞬間會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)。為此需進(jìn)行去抖動(dòng)處理。硬件方法就是加去抖動(dòng)電路，從根本上避免抖動(dòng)的產(chǎn)生。如下圖所示，發(fā)音電路是由蜂鳴器、三極管、上拉電阻構(gòu)成。圖23 獨(dú)立式鍵盤電路圖3 軟件程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)分析（1）系統(tǒng)軟件的組成 ① 鍵盤掃描程序：檢測(cè)是否有按鍵按下，有按鍵按下則記錄按下鍵的鍵值，并跳轉(zhuǎn)至功能轉(zhuǎn)移程序；無按鍵按下，則返回鍵盤掃描程序繼續(xù)檢測(cè)。 ③ 琴鍵處理程序：根據(jù)檢測(cè)到的按鍵值，查詢音調(diào)表，給計(jì)時(shí)器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。 參數(shù)計(jì)算（1）發(fā)音原理若要產(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。利用AT89C51的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（MODE1）下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是：N＝fi247。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。2247。T＝65536－N＝65536－fi247。fr＝65536－1000000247。fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580。用單片機(jī)播放音樂，或者彈奏電子琴，實(shí)際上是按照特定的頻率，輸出一連串的方波。（2）音調(diào)數(shù)據(jù)表曲調(diào)值DELAY曲調(diào)值DELAY調(diào)4/4125ms調(diào)4/462ms調(diào)3/4187ms調(diào)3/494ms調(diào)2/4250ms調(diào)2/4125ms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。（1） 判斷音階（高中低音）子程序 在軟件設(shè)計(jì)中采用yinjie代表音階，如下所示音階Yinjie值高2中1低0初始化狀態(tài)為中音（yinjie=1），電路中設(shè)計(jì)高、低兩個(gè)音階鍵。若音階鍵被按下，則如下流程圖所示，初始化后進(jìn)行按鍵掃描，在高音鍵按下，若初始yinjie不為2，則另yinjie=2,進(jìn)入高音工作模式，若初始yinjie為2，則對(duì)yinjie進(jìn)行初始化，即另yinjie=1,重新進(jìn)入進(jìn)入中音工作模式，這樣即實(shí)現(xiàn)了高音鍵切換高、中音方式的轉(zhuǎn)換。圖31 判斷音階（高中低音）子程序（2） 播放子程序（包括自動(dòng)播放存儲(chǔ)音樂和按鍵發(fā)音）本設(shè)計(jì)共兩種播放模式，包括自動(dòng)播放存儲(chǔ)音樂和按鍵發(fā)音。當(dāng)DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI七種音符鍵按下時(shí)，根據(jù)音階值（）和音符值在定
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