单片机课程设计-简易电子琴

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1、简易电子琴设计1徐州师范大学物电学院本科生课程设计课 程 名 称： 单片机课程设计 题 目： 简易电子琴 专 业 班 级： 07 物 41 学 生 姓 名： 学 生 学 号： 日 期： 2010-6-27 指 导 教 师： 物电学院教务部印制简易电子琴设计2目录摘要.Abstract.1 引言1.1 课程设计的目的.1.2 课程设计的内容.2 系统硬件设计2.1 原理图.2.2 系统板硬件连线.2.3 主要芯片简介.2.4 LCD 显示器2.5 三极管放大电路.2.6 时钟电路.2.7 复位电路2.8 键盘方案3 系统软件设计.3.1 理论基础3.2 系统流程图4 设计结果及分析.5 总结.参

2、考文献附录 主要程序代码.简易电子琴设计3摘要摘要：用电子琴可以演奏出各种美妙的音乐,而音乐是由音符组成,不同的音符又是由相应频率的振动产生,而用单片机来产生不同的频率非常方便,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。用 AT89S52 单片机作为主控核心, 设计了一个简单电子琴,其特点是运行稳定、硬件电路简单、性价比高,具有一定的实用价值。 关键词:单片机;电子琴;按键;扬声器 Abstract: The electronic organ can play a variety of wonderful music which are composed by the mus

3、ical notes. And the different notes are produced by the vibration of corresponding frequencies. Its very convenient for the single-chip to generate different frequencies by the timer/counter T0. In this paper, we design an electronic organ with AT89S52. Stable circulation, simple hardware circuit an

4、d high performance-to-price ratio are characteristics of the design. Key words: single-chip; electronic organ; button; speaker简易电子琴设计4引言电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可代替的一部分。本文的主要内容是用 AT89S52 单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为核心，与按键，扬声器等模块组成核心主控制模块。本文主要对

5、使用单片机设计简单电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴系统的硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及程序调试来详细阐述。一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每一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。简易电子琴设计51.1 课程设计的目的巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的

6、独立工作能力，通过对一个简易的八音符电子琴的设计，进一步加深对单片机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。巩固所学课堂知识，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。1.2 课程设计的内容1. 通过八个按键，分别控制发出do，re ，mi，fa，sao， la，xi，do 八个音符。2. 显示屏上显示所按的键，如按下第一个键，屏幕上显示 do，当选择播放歌曲时，显示歌曲的名字。3. 另有两个按键，可以选择“弹奏模式” ，或者“演奏模式” ，选择“演奏模式”时，自动播放事前输入的歌曲神话 。简易电子琴设计6系统硬件设计2

7、.1 原理图图 2-1简易电子琴设计72.2 系统板硬件连线系统板硬件连线如图 2-1 所示，发生模块，及 LCD 显示模块连线如下1. “单片机系统”的 P3.0 端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的 SPK端口上；2. “单片机系统”的 P2.0-P2.7 端口用导线连接到“4X4 行列式按键”区域；3. “单片机系统”的 P0.0-P0.7 端口用八芯的排阻连接到液晶显示屏上。2.3 主要芯片简介2.3.1 AT89S52 简介At89s52 是 一 种 低 功 耗 、 高 性 能 CMOS 8 位 微 控 制 器 ， 具 有 8K 在系 统 可 编 程 Flash 存 储 器 。

8、使 用 Atmel 公 司 高 密 度 非 易 失 性 存 储 器 技 术制 造 ， 与 工 业 80C51 产 品 指 令 和 引 脚 完 全 兼 容 。 片 上 Flash 允 许 程 序 存储 器 在 系 统 可 编 程 ， 亦 适 于 常 规 编 程 器 。 在 单 芯 片 上 ， 拥 有 灵 巧 的 8 位CPU 和 在 系 统 可 编 程 Flash， 使 得 AT89S52 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 。 AT89S52 具 有 以 下 标 准 功 能 ： 8k 字节 Flash， 256 字 节 RAM，

9、 32 位 I/O 口 线 ， 看 门 狗 定 时 器 ， 2 个 数 据 指针 ， 三 个 16 位 定 时 器 /计 数 器 ， 一 个 6 向 量 2 级 中 断 结 构 ， 全 双 工 串 行 口 ，片 内 晶 振 及 时 钟 电 路 。 另 外 ， AT89S52 可 降 至 0Hz 静 态 逻 辑 操 作 ， 支持 2 种 软 件 可 选 择 节 电 模 式 。 空 闲 模 式 下 ， CPU 停 止 工 作 ， 允 许 RAM、定 时 器 /计 数 器 、 串 口 、 中 断 继 续 工 作 。 掉 电 保 护 方 式 下 ， RAM 内 容 被 保存 ， 振 荡 器 被 冻 结

10、 ， 单 片 机 一 切 工 作 停 止 ， 直 到 下 一 个 中 断 或 硬 件 复 位 为止 。 与 MCS-51 单 片 机 产 品 兼 容 、 8K 字 节 在 系 统 可 编 程 Flash 存 储 器 、 1000 次 擦 写 周 期 、 全 静 态 操 作 ： 0Hz 33MHz 、 三 级 加 密 程 序 存 储 器 、 32 个 可 编 程 I/O 口 线 、 三 个 16 位 定 时 器 /计 数 器 八 个 中 断 源 、 全 双工 UART 串 行 通 道 、 低 功 耗 空 闲 和 掉 电 模 式 、 掉 电 后 中 断 可 唤 醒 、 看门 狗 定 时 器 、 双

11、 数 据 指 针 、 掉 电 标 识 符 。简易电子琴设计82.3.2 AT89S52 的引脚及功能图 2-3简易电子琴设计9P0 口 ： P0 口 是 一 个 8 位 漏 极 开 路 的 双 向 I/O 口 。 作 为 输 出 口 ， 每 位 能 驱 动 8个 TTL 逻 辑 电 平 。 对 P0 端 口 写 “1”时 ， 引 脚 用 作 高 阻 抗 输 入 。 当 访 问 外 部 程 序 和 数据 存 储 器 时 ， P0 口 也 被 作 为 低 8 位 地 址 /数 据 复 用 。 在 这 种 模 式 下 ， P0 不 具 有 内 部上 拉 电 阻 。 在 flash 编 程 时 ， P

12、0 口 也 用 来 接 收 指 令 字 节 ； 在 程 序 校 验 时 ， 输 出 指 令 字节 。 程 序 校 验 时 ， 需 要 外 部 上 拉 电 阻 。 P1 口 ： P1 口 是 一 个 具 有 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， p1 输 出 缓 冲 器 能驱 动 4 个 TTL 逻 辑 电 平 。 对 P1 端 口 写 “1”时 ， 内 部 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 高 ， 此 时 可 以作 为 输 入 口 使 用 。 作 为 输 入 使 用 时 ， 被 外 部 拉 低 的 引 脚 由 于 内 部 电 阻 的 原 因 ， 将 输 出电 流 （ IIL

13、） 。 此 外 ， P1.0 和 P1.2 分 别 作 定 时 器 /计 数 器 2 的 外 部 计 数 输 入 （ P1.0/T2） 和 时 器 /计 数 器 2 的 触 发 输 入 （ P1.1/T2EX） ， 具 体 如 下 表 所 示 。 在 flash 编 程 和校 验 时 ， P1 口 接 收 低 8 位 地 址 字 节 。 引 脚 号 第 二 功 能 P1.0 T2（ 定 时 器 /计 数 器 T2 的 外 部 计 数 输 入 ） ， 时 钟 输 出 P1.1 T2EX（ 定 时 器 /计 数 器 T2 的 捕 捉 /重 载 触 发 信 号 和 方 向 控 制 ） P1.5 MO

14、SI（ 在 系 统 编 程 用 ） P1.6 MISO（ 在 系 统 编 程 用 ） P1.7 SCK（ 在 系 统 编 程 用 ） P2 口 ： P2 口 是 一 个 具 有 内 部 上 拉 电 阻 的 8 位 双 向 I/O 口 ， P2 输 出 缓 冲 器 能驱 动 4 个 TTL 逻 辑 电 平 。 对 P2 端 口 写 “1”时 ， 内 部 上 拉 电 阻 把 端 口 拉 高 ， 此 时 可 以作 为 输 入 口 使 用 。 作 为 输 入 使 用 时 ， 被 外 部 拉 低 的 引 脚 由 于 内 部 电 阻 的 原 因 ， 将 输 出 电流 （ IIL） 。 在 访 问 外 部 程 序 存 储 器 或 用 16 位 地 址 读 取 外 部 数 据 存 储 器 （ 例 如 执 行MOVX DPTR） 时 ， P2 口 送 出 高 八 位 地 址 。 在 这 种 应 用 中 ， P2