《广东海洋大学《单片机原理及应用》课程设计—单片机电子琴设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广东海洋大学《单片机原理及应用》课程设计—单片机电子琴设计（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2015 2016 学 年 第 一 学 期 单 片 机 原 理 及 应 用 课 程 设 计 报 告题 目 基 于 单 片 机 的 电 子 琴 设 计班 级姓 名学 号指 导 老 师成 绩日 期题 目 ： 计 一 个 电 子 琴 。 利 用 所 给 键 盘 的 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8 八个 键 ， 能 够 发 出 8 个 不 同 的 音 调 ， 并 且 要 求 按 下 按 键 发 声 ， 松 开 延 时一 段 时 间 停 止 ， 中 间 再 按 别 的 键 则 发 另 一 音 调 的 声 音目 录1.课 题 设 计 目 的 及 其 意 义 .12.课 题 设 计 的 任 务
2、 及 要 求 .13.系 统 总 体 方 案 及 单 元 设 计 .13.1总 体 设 计 .13.2 单 片 机 的 最 小 工 作 系 统 .33.2.1 时 钟 电 路 .33.2.2 复 位 电 路 .33.2.3 音 频 放 大 电 路 .43.3 按 键 部 分 设 计 .53.3.1 操 作 键 设 计 .53.3.2 键 盘 设 计 .53.3.3 消 除 按 键 抖 动 .64.系 统 软 件 设 计 .74.1 系 统 的 软 件 程 序 （ C 语 言 ） ： .74.2 系 统 的 软 件 的 调 试 仿 真 .105.设 计 心 得 与 体 会 .1211.课 题 设
3、 计 目 的 及 其 意 义单 片 机 （ 单 片 微 型 计 算 机 ） 是 大 规 模 集 成 电 路 技 术 发 展 的 产 物 ， 具 有 高 性 能 、高 速 度 、 体 积 小 、 价 格 低 廉 、 稳 定 可 靠 等 特 点 。 单 片 机 的 应 用 相 当 广 泛 ， 从 平 常的 家 用 电 器 到 航 空 航 天 系 统 和 国 防 军 事 、 尖 端 武 器 都 能 找 到 它 的 身 影 。 因 此 ， 单片 机 的 开 发 应 用 已 成 为 高 科 技 和 工 程 领 域 的 一 项 重 大 课 题 。音 乐 随 着 人 们 的 生 活 水 平 也 逐 步 提
4、高 已 经 成 为 了 我 们 生 活 中 很 重 要 的 一 部分 ， 在 工 作 和 学 习 之 余 ， 欣 赏 音 乐 不 仅 使 身 心 得 到 放 松 ， 同 时 也 提 高 人 们 的 精 神品 质 和 个 人 素 养 。 当 代 ， 爱 好 音 乐 的 年 轻 人 越 来 越 多 ， 也 有 不 少 人 自 己 练 习 弹 奏乐 器 ， 作 为 业 余 爱 好 和 一 种 放 松 的 手 段 ， 鉴 于 一 些 乐 器 学 习 难 度 大 需 花 费 太 多 精力 ， 且 其 价 格 太 过 于 高 昂 ， 使 得 一 部 分 有 这 种 想 法 的 人 不 得 不 放 弃 这
5、种 想 法 ， 而电 子 琴 又 是 一 种 新 型 的 键 盘 乐 器 ， 它 是 现 代 电 子 科 技 与 音 乐 结 合 的 产 物 ， 价 格 相对 便 宜 ， 能 够 满 足 一 般 爱 好 者 的 需 求 ， 因 此 ， 在 现 代 音 乐 中 扮 演 着 重 要 的 角 色 。故 简 易 电 子 琴 的 研 制 具 有 一 定 的 社 会 意 义 。2.课 题 设 计 的 任 务 及 要 求我 所 选 择 的 的 任 务 题 目 是 ： 设 计 一 个 电 子 琴 。 利 用 所 给 键 盘 的 1， 2， 3， 4，5， 6， 7， 8 八 个 键 ， 能 够 发 出 8 个
6、 不 同 的 音 调 ， 并 且 要 求 按 下 按 键 发 声 ， 松 开延 时 一 段 时 间 停 止 ， 中 间 再 按 别 的 键 则 发 另 一 音 调 的 声 音a 首 先 按 设 计 题 目 要 求 制 订 方 案 。b 设 计 出 硬 件 原 理 图 。c 编 写 程 序 。d 用 Proteus软 件 进 行 系 统 仿 真 ， 直 至 正 确 地 实 现 系 统 功 能 。本 文 的 主 要 内 容 是 用 AT89C51单 片 机 为 核 心 控 制 元 件 ， 设 计 一 个 简 单 的 电 子琴 。 以 单 片 机 作 为 主 控 核 心 ， 与 键 盘 、 蜂 鸣
7、器 等 模 块 组 成 核 心 主 控 制 模 块 ， 在 主控 模 块 上 设 有 8个 按 键 。 定 时 器 按 设 置 的 定 时 参 数 产 生 中 断 ， 由 于 定 时 参 数 不 同 ，就 会 发 出 不 同 频 率 的 脉 冲 ， 不 同 频 率 的 脉 冲 经 喇 叭 驱 动 电 路 放 大 滤 波 后 ， 就 会 发出 不 同 音 调 。先 根 据 要 求 设 计 硬 件 电 路 和 编 写 相 应 的 程 序 ， 然 后 进 行 仿 真 调 试 ， 最 后 细 心焊 接 硬 件 电 路 图 ， 将 程 序 烤 入 芯 片 中 ， 最 终 达 到 设 计 目 的 。 本
8、系 统 运 行 稳 定 ， 其优 点 是 硬 件 电 路 简 单 ， 软 件 功 能 完 善 ， 控 制 系 统 可 靠 ， 性 价 比 较 高 等 ， 具 有 一 定的 实 用 和 参 考 价 值 。3.系 统 总 体 方 案 及 单 元 设 计3.1 总 体 设 计实 现 本 次 设 计 的 方 案 有 多 种 ， 下 面 比 较 说 明 一 下 最 佳 方 案 的 选 择 。方 案 一 ： 采 用 单 个 的 逻 辑 器 件 组 合音 乐 是 有 由 不 同 的 音 阶 组 成 的 ， 而 不 同 的 音 阶 又 是 由 不 同 的 频 率 发 出 的 ， 那么 利 用 不 同 的 频
9、率 ， 就 可 以 发 出 不 同 的 音 乐 了 。我 们 知 道 计 数 器 8253可 以 产 生 任 意 频 率 的 方 波 频 率 信 号 ， 因 此 ， 我 们 只 要2把 一 首 歌 曲 的 音 阶 对 应 频 率 与 计 数 器 的 频 率 对 应 起 来 就 可 通 过 计 数 器 产 生 音 乐了 。 根 据 本 实 验 要 求 ， 采 用 8279 将 键 扫 得 到 的 键 值 通 过 查 表 得 到 相 应 的 8253的 频 率 值 ， 将 从 8253得 到 相 对 应 的 按 键 弹 奏 信 号 经 过 LM386进 行 放 大 ， 再 用 喇叭 输 出 ， 就
10、 实 现 了 简 易 电 子 琴 的 基 本 功 能 ， 也 就 完 成 了 实 验 的 要 求 。方 案 二 ： 采 用 AT89S51单 片 机 作 为 主 控 芯 片 ， 设 置 键 盘 、 蜂 鸣 器 等 外 围 器 件 ，另 外 还 用 到 一 些 简 单 器 件 如 ： 三 极 管 、 电 阻 、 独 立 按 键 等 。 利 用 按 键 实 现 音 符 和音 调 的 输 入 ； 用 三 极 管 实 现 低 音 频 功 率 放 大 ； 最 后 用 蜂 鸣 器 发 音 。两 种 方 案 的 比 较 ：方 案 一 采 用 单 个 的 逻 辑 器 件 组 合 实 现 。 这 样 虽 然 比
11、 较 直 观 ， 逻 辑 器 件 分 工 鲜明 ， 思 路 也 比 清 晰 ， 一 目 了 然 ， 但 是 由 于 元 器 件 种 类 、 个 数 繁 多 ， 而 过 于 复 杂 的硬 件 电 路 也 容 易 引 起 系 统 的 精 度 不 高 、 体 积 过 大 等 不 利 因 素 。 例 如 七 个 不 同 的 音符 是 由 七 个 不 同 的 频 率 来 控 制 发 出 的 ， 所 用 仪 器 之 多 显 而 易 见 。 方 案 二 与 方 案 一相 比 ， 主 控 芯 片 采 用 AT89S51单 片 机 ， 它 是 大 规 模 集 成 电 路 技 术 发 展 的 产 物 ， 具有 高
12、 性 能 、 高 速 度 、 体 积 小 、 价 格 低 廉 、 稳 定 可 靠 、 应 用 广 泛 的 特 点 。 同 时 具 有强 大 的 控 制 功 能 和 灵 活 的 编 程 实 现 特 性 ， 由 于 本 设 计 主 要 用 于 人 们 娱 乐 方 面 ， 因此 在 设 计 上 尽 量 使 其 安 全 以 及 简 单 易 操 作 。 而 第 三 种 方 案 具 有 经 济 可 行 性 、 技 术可 行 性 、 实 物 应 用 性 。综 上 所 述 ， 本 次 课 程 设 计 采 用 第 二 种 方 案 。系 统 流 程 图33.2 单 片 机 的 最 小 工 作 系 统单 片 机 加
13、 上 适 当 的 外 围 器 件 和 应 用 程 序 ， 构 成 的 应 用 系 统 称 为 最 小 系 统 。3.2.1 时 钟 电 路单 片 机 内 部 具 有 一 个 高 增 益 反 相 放 大 器 ， 用 于 构 成 振 荡 器 。 通 常 在 引 脚XTALl和 XTAL2跨 接 石 英 晶 体 和 两 个 补 偿 电 容 构 成 自 激 振 荡 器 ， 结 构 图 2 中 X1、C1、 C2。 可 以 根 据 情 况 选 择 6MHz、 12MHz或 24MHz等 频 率 的 石 英 晶 体 ， 补 偿 电 容通 常 选 择 22pF左 右 的 瓷 片 电 容 。3.2.2复 位 电 路单 片 机 小 系 统 常 采 用 上 电 自 动 复 位 和 手 动 按 键 复 位 两 种 方 式 实 现 系 统 的 复位 操 作 。 上 电 复 位 要 求 接 通 电 源 后 ， 自 动 实 现 复 位 操 作 。 手 动 复 位 要 求 在
