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1、基于STC89C52单片机的简易电子琴设计 院系：通信与信息工程系 班级：电子信息1班 姓名：沈加龙 学号：14080119 鉴于单片机强大的控制功能和灵活的编 程实现特性，本设计以STC89C52单片机 为核心控制元件，设计一个由4 X 4组成 16个按键矩阵，构成16个音阶，可以随 意弹奏想要表达的音乐的多音阶电子 琴。 设计方案： 目录： 1、首先将介绍基于单片机电子琴硬件组成。 2、分析电路原理图 3、元器件作用的简单介绍 4、软件设计 5、硬件及软件的调试 6、总结 多音阶电子琴的 主要电路主要由4 X 4按键矩阵电 路、功率放大电 路、扬声器、复 位电路、晶振电 路、电源电路几 部
2、分组成。 电子琴硬件电路部分设计 系统硬件原理图 STC89C52单片机及其引脚的简单说明 STC89C52是STC公司生产的一 种低功耗、高性能CMOS8位微 控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash存储器。STC89C52使用 经典的MCS-51内核，但做了很 多的改进使得芯片具有传统51单 片机不具备的功能。在单芯片上 ，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得STC89C52 为众多嵌入式控制应用系统提供 高灵活、超有效的解决方案。 管脚说明 VCC：供电电压 GND：接地 P0 口： P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数 据/地址的第八位。在FIAS
3、H 编程时，P0 口作为原码输入口， 当FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时P0 外部必须被拉 高。 P1 口： P1 口管脚写入1 后，被内部上拉为高，可用作输入， P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉 的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接 收。 P2 口： 当P2 口被写1时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作 为输入。 P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存 储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。P2 口在 FLASH 编 程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 系统实现原理 主要分成两部分： （1）4X4行列式键盘识
4、别； 键盘只简单地提供按键开关的行列矩阵。有关按键的 识别、键码的确定与输入、去抖动等功能均有软件完成。 每个按键有它的行列值，行值和列值的组合就是识别这 个按键的编码。矩阵的行线和列线分别通过两并行接口和 CPU通信。每个按键的状态同样需要变成数字量0和1， 开关的一端 （列线）通过电阻接VCC，而接地是通过程 序输出数字0实现的。键盘处理程序的任务是：确定有无 键按下，判断哪一个键按下，键的功能是什么；还要消除 按键在闭合或断开时的抖动。在两个并行口中，一个输出 扫描码，使按键逐行动态接地；另一个并行口输入按键状 态，由行扫描值和回馈信号共同行成键编码而识别按键， 通过软件查表，查处该案件
5、的功能。 2）音乐产生的方法： 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个 音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利 用不同的频率的组合，即可构成我们所想要 的音乐了，当然对于单片机来说产生不同的 频率非常方便，我们可以利用单片机的定时 计数器T0来产生这样方波频率信号，因此， 我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄 正确即可。 硬件调 试 硬件的调试主要是把电路各种参数调整到符合设计 要求。具体步骤如下： （1）先排除硬件电路故障，包括设计性错误和工 艺性故障。一般原则是先静态后动态。 （2）利用万用表，检查电路中的各器件以及引脚 是否连接正确，是否有短路故障。 （3）先要将单片机STC89C52
6、芯片取下，对电路 板进行通电检查，通过观察看是否有异常，然后用 万用表测试各电源电压。 软件调试 软件调试是利用仿真工具进行在线仿真调试。 我们用Keil软件编写需要的单片机程序，通过 Proteus的仿真，验证电路功能，除发现和解决程 序错误外也可以发现硬件故障。 单片机STC89C52是系统的核心，利用万用表检 测单片机电源VCC是否为（40脚）+5V、晶振是否 正常工作（可用示波器测试，用万用表检测时，两 引脚一般为1.82.3V之间)，检查无误后单片机就 能正常工作了。 心得体会 在这短暂而又充 实的几周电子设 计过程中，我感 到平时我们学习 的理论知识，一 旦应用到实际， 才发现自己
7、的不 足。 这次我们主要的设计是 一个简易型的电子琴， 采用 16 个按键分别代表 16 个音，通过对按键的 随意按击从而产生不同 的音乐，主要是通过每 个按键所产生的频率不 同来使得发出的各个音不 同，从而产生音乐，虽 然显得很单一，但是至 少我们学会了如何焊 接。 根据赵文深老师给 我们的焊 接原理图，并针对这 个设计 的原理和程序进行编写。虽 然我们现 在并不能完全创新 ，程序也很长，我们也不可 能完全靠自己编出来，但是 我们以弄懂原理为基础，根 据每个程序的功能各不相同 来使程序简化。在此过程中 ，我们不仅对 学过知识进 行 了巩固，也学会了把理论运 用到实际 中去的能力。 结束语 在此期间，我所收获的 不仅是学习知识方面， 更多的是生活方面。在 生活中，我们应该学会 与别人分享，分享知识 ；分享快乐；分享“问 题”，这样有助于我们 的交流和共同进步。 俗话说读万卷书不如行万 里路。整个过程我也犯了 一些低级的错误，但是很 快我们从错误中走出来， 并开辟出一条清晰的道路 ，获益匪浅。 谢谢观看！
