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1、 信息工程学院专业工程技术应用训练专业工程技术应用训练报告报告课程设计题目: 电子琴姓 名： 学 号： 班 级： 专 业： 电子信息工程 设计任务及要求专业工程技术应用训练考查评分表姓名姓名学号学号班级班级班班设计题目设计题目平时表现平时表现 (20)1、出勤率： 全勤 缺勤较少 缺勤较多 全缺2、进度： 较快 正常 较慢 没有按时完成硬件制作硬件制作(20)布局焊接： 合理 较合理 基本合理 错误较多 原则性错误软件编程软件编程(20)1、程序编写框架：合理 较合理 基本合理错误较多 原则性错误2、程序编写过程：正确 较正确 基本正确错漏较多功能调试功能调试 (10)系统调试结果：实现 基本
2、实现 不能实现设计报告设计报告(15)1、硬件设计： 合理 较合理 基本合理 不合理2、软件设计： 合理 较合理 基本合理 不合理3、联调结果： 正确 较正确 基本正确 错漏较多4、过程体会： 属实 较属实 基本属实 不属实评评分分 项项 目目答辩答辩(15)思路清晰，内容正确 思路较清晰，内容较正确 思路基本清晰，内容基本正确 思路较混乱，内容错漏较多总评总评优秀优秀 良好良好 中等中等及格及格 不及格不及格指导教师： 2017 年 月 日设计任务及要求一、设计任务及要求：一、设计任务及要求：设计任务：设计任务：1 设计一个简易电子琴；2 利用定时器产生 do,re,mi.7 个音符的中频率
3、，共 8 个音阶信号；3 功能方面：播放模式，能够单独播放天空之城、世上只有妈妈好和国歌三首歌曲；能够在三首歌曲和弹奏模式之间切换；弹奏模式，可以单独一次存储回放歌曲；切换模式,切换到歌曲时可以暂停播放歌曲，切换到自由模式也可以弹奏歌曲。4 用 LED 灯指示相应琴键按下；同时当播放歌曲时，用 LED 灯指示相应音符节奏灯。要要 求：求： 首先进行预设计，根据设计的任务要求，先确定设计的硬件电路方案，然后进行硬件电路的初步设计，在计算机上画出硬件电路图，在老师的指导下进行修正硬件电路图，并对所涉及的参数进行计算。在确定硬件的基础上，要进行软件的总体设计，包括软件主程序和各子程序的设计，同时，要
4、写出详细的操作说明，如歌曲的调整方法，显示窗口的灯切换等，以配合软件的设计。进入硬件的调试及编程工作，可根据时间进行分工，有调试硬件各功能模块的，如播映音乐、显示节奏灯等，有进行整体程序的编制的，各模块的编制过程中要注意资源的衔接。最后进入联机调试，联机调试的原则也要采用分步走的原则，各个功能模块要逐步套入，通过一个再增加一项功能，从而达到设计的总体要求，不要上来编制个最大的程序，最后无法查找错误。最后写出设计报告。指导教师签名： 2017 年 月 日 目录目录 1、绪 言.1 2、系统设计.2 2.1 设计任务 .2 2.2 方案比较与论证 .2 2.2.1 系统整体流程图.2 2.2.2
5、电子琴的控制方案论证.2 2.2.3 单片机的选择方案论证.3 2.2.4 显示模块的选择方案论证.4 2.2.5 播音模块的选择方案论证.4 3、 硬件电路设计.5 3.1 电子琴控制电路图 .5 3.2 弹琴模块键盘的设计 .5 3.3 功能模块键盘的设计.6 3.4 播音模块的设计 .6 3.5 LED 灯显示模块的设计.7 3.6 主要元器件.7 4、软件设计.8 4.1 流程图.8 4.1.1 主流程图 .8 4.1.2 暂停按键流程图 .9 4.1.3 切换按键流程图 .10 4.2 单片机不同频率声音产生 .11 4.3 音乐相关知识 .12 4.4 音乐播放原理 .12 5、仿
6、真与调试运行.14 5.1 Keil 调试.14 5.2 Proteus 调试.15 5.3 实物图 .16 5.4 Proteus 和实物误差分析.16 6、结束语.17 7、参考文献.18 8、附录.19绪言01 1、绪、绪 言言近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。电子琴是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应用于社会生活需要的各个方面，及对音乐有要求的场合。本设计采用
7、 STC89C52RC 单片机作为主要核心部件，由复位电路、时钟电路、电路组成、弹琴电路、功能键电路和音符灯组成。电子琴的发明极大地推动了流行音乐的发展；电子琴的发明使人们可以演奏出未曾拥有的音色，丰富了人们情感的表现；电子琴的发明推动了音乐的普及，它让音乐真正成为了大众的音乐，成为了人类社会不可缺少的东西；电子琴作为科技与音乐的产物，在信息化和电子化的时代，为音乐的大众化做出了不可磨灭的贡献，现代歌曲的制作，很多都需要电子琴才能完成，然后才通过媒介流传开来，电视剧电影插曲、电视节目音效 、甚至你的手机铃声，都很可能包含电子琴的身影。系统设计12 2、系统设计、系统设计2.12.1 设计任务设
8、计任务1 设计一个简易电子琴；2 利用定时器产生 do,re,mi.7 个音符的低中高频率，共 8 个音阶信号；3 功能方面：播放模式，能够单独播放天空之城、世上只有妈妈好和国歌三首歌曲；能够在三首歌曲和弹奏模式之间切换；弹奏模式，可以单独一次存储回放歌曲；切换模式,切换到歌曲时可以暂停播放歌曲，切换到自由模式也可以弹奏歌曲。4 用 LED 灯指示相应琴键按下；同时当播放歌曲时，用 LED 灯指示相应音符节奏灯。2.22.2 方案比较与论证方案比较与论证2.2.12.2.1 系统整体流程图系统整体流程图单片机控制电路人机接口播音键软件控制程序功能键盘LED灯显示电路电源电路播音电路2.2.22
9、.2.2 电子琴的控制方案论证电子琴的控制方案论证方案一：独立按键式，直接用 I/O 口线构成的单个按键电路，其特点式每个按键单独占用一根 I/O 口线，每个按键的工作不会影响其他 I/O 口线的状态。独立按键的典型应用如图所示。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一个 I/O 口线，因此，在按键较多时，I/O 口线浪费较大，不宜采用。方案二：矩阵键盘又称行列键盘，它是用四条 I/O 线作为行线，四条 I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每个交叉点上设置一个按键。这样键盘上按键的个数就为 4*4 个。这种行列式键盘结构能有效地提高单片机系统中系统设计2I/O 口的利用
10、率。由于电子琴电路比较简单：采用方案一。2.2.32.2.3 单片机的选择方案论证单片机的选择方案论证方案一：采用可编程逻辑期间CPLD 作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高，且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案方案二：采用STC公司的STC89S52RC单片机作为控制器。 STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。 主要特性如下： 1.增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051； 2.工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V单片机）3.工作频率范围：040MHz，相当于普通8051的080MHz，实际工作频率可达48MHz 4.用户应用程序空间为8K字节 5.片上集成512字节RAM 6.通用I/O口（32个），复位后为：P1/
