單片機(jī)電子琴的設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-09 22:15本頁面
【正文】 //35 基于STC89S52單片機(jī)，以8253作為外部中斷，通過7279進(jìn)行鍵盤控制，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。硬件部分主要功能模塊包含：鍵盤控制模塊、方波發(fā)生模塊、聲音輸出模塊。軟件部分主要功能模塊包含：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)子程序等當(dāng)按下特定的按鍵后，程序通過讀鍵值子程序得到所按下鍵的鍵值，再將所得的鍵值與鍵盤8八個(gè)鍵的鍵值相比較，從而確定所按下的鍵。：7279鍵盤模塊單片機(jī)AT89C51定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253功率放大電路喇叭發(fā)聲模塊 系統(tǒng)原理框圖第二章 硬件電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng) STC89C52主要特性： 與MCS51 兼容\8K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器\壽命：1000寫/擦循環(huán)\數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年\全靜態(tài)工作：0Hz24Hz\三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定\512內(nèi)部RAM\32可編程I/O線\兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器\5個(gè)中斷源\可編程串行通道\低功耗的閑置和掉電模式\片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路管腳說明： VCC：供電電壓。 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。 P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷0） /INT1（外部中斷1） T0（記時(shí)器0外部輸入） T1（記時(shí)器1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。另外，該引腳被略微拉高。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 振蕩器特性: XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。此系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。外接晶體諧振器以及電容CX1和CX2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。 時(shí)鐘電路復(fù)位電路是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。 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。（2） 各位獨(dú)立控制譯碼/不譯碼及消隱和閃爍屬性。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。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。其中，74LS138的A、B、EE，由譯碼器74LS138的Y5口輸出。Q0和Q1口分別連接至8253的A0和A1口，用于地址鎖存。： 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。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。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）。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)。 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語句進(jìn)行賦值。：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。：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。主要是對(duì)于初始化方面不熟悉，后通過上網(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。然后編寫各子程序，最后編寫主程序。這樣的設(shè)計(jì)使得此程序的可擴(kuò)展性較強(qiáng)。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)沒有任何反應(yīng)，排查后排除了硬件問題，然后進(jìn)行了軟件排查。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。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。3最后由于時(shí)間問題，我們沒有排查出8253的問題，于是更改了之前的設(shè)計(jì)，去掉了8253運(yùn)用方案一進(jìn)行設(shè)計(jì)。2. 按鍵與設(shè)定音階不符：檢查程序?yàn)閟witch語句case設(shè)置偏差。后期課程設(shè)計(jì)結(jié)束后自己增加了鎖定功能，自動(dòng)播放功能。根據(jù)樂譜彈奏，可彈奏出正常樂曲。此次簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)完成。但是也收獲頗多；首先我主要負(fù)責(zé)軟件的編寫，使我對(duì)單片機(jī)的C程序設(shè)計(jì)從無到有，從不會(huì)到會(huì)，深入的了解了單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中匯編與C兩種語言的優(yōu)劣點(diǎn)，使我以后設(shè)計(jì)程序時(shí)對(duì)語言的選擇有了一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)。特別是在我所主要負(fù)責(zé)的程序方面，在一次次的驗(yàn)證中不斷編寫各種功能的程序，從剛開始的什么都不懂，經(jīng)常
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