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1、目 录1 引言.2 1.1 目的和意义.2 1.2 本系统主要研究内容.2 2. 总体方案论证与设计.3 2.1 主控模块.3 2.1.3 STC89C52 单片机的中断系统.6 2.1.4 STC89C52 单片机的定时/计数器.6 2.2 数码管模块设计.6 2.2.1 数码管原理介绍.6 2.2.1 数码管电路设计.7 2.3 键盘模块设计.8 2.3.1 矩阵键盘原理介绍.8 2.3.2 矩阵键盘电路设计.8 2.4 功率放大模块设计.9 2.4.1LM386 内部原理.9 2.4.2 LM386 使用注意事项.10 3.系统软件设计.11 3.1 系统软件总体设计.11 3.2 定时
2、器产生音乐信号原理.11 4.系统调试.13 4.1 硬件调试.13 4.2 软件调试.13 4.3 调试结果.13 5.结论.15 附录.17 系统整体原理图.17 系统 PCB 设计图.17 系统源程序.18基于单片机的电子琴基于单片机的电子琴摘要：摘要：随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分，有人曾 说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。本 论文设计一个基于单片机的简易电子琴。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
3、，成为不可替 代的一部分。本系统是以 51 系列单片机 STC89C52 为主控制器，附有矩阵键盘、 LED 显示管、扬声器组成。系统完成显示输入信息、播放相应音符等基本功能。 本系统运行稳定，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。 关键词：关键词：STC89C52，矩阵键盘，LED 显示管，扬声器。1 1 引言引言1.11.1 目的和意义目的和意义单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机， 它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的 应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片
4、机的开发应用已成 为高科技和工程领域的一项重大课题。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，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用 STC89C52 单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心， 与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有 16 个按键和扬 声器。本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电 子琴统硬件组成。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。并且本文分别从原
5、理图，主要芯片，各模块原理及各模块 的程序的调试来详细阐述。本系统是简易电子琴的设计，按下键盘矩阵中的按键 会使数码管显示当前按键，扬声器播放器对应的音符。通过设计本系统可了解单 片机的基本功能。对单片机的了解有一个小的飞跃。1.21.2 本系统主要研究内容本系统主要研究内容本系统设计制作一个可演奏的电子琴。综合应用了两项设计。 （1）键盘矩阵识别。即矩阵扫描，显示当前按键。 （2）不同频率音符播放。可以通过按键控制 15 种发音。 （3）设有一个按键，按下后可以播放预设的歌曲。2. 总体方案论证与设计本系统以 STC89C52 单片机为控制核心，对系统进行初始化，主要完成对键 盘的响应、数码
6、管显示等功能的控制，起到总控和协调各模块之间工作的作用。 单片机通过检测键盘输出对应频率的方波，后级通过 LM386 对功率进行扩大从而 驱动扬声器发响。电源电路键盘模块单片机主 控模块功率放大 模块扬声器数码管显 示模块图 2-1 系统结构框图 本系统结构如图 2-1 所示，本设计可分为以下模块：单片机主控模块、键盘 模块、功率放大模块、闹铃模块、按键设置模块。下面对各个模块的设计方案逐 一进行论证分析。2.1 主控模块STC89C52 单片机最初是由 Intel 公司开发设计的，但后来 Intel 公司把 51 核的设计方 案卖给了几家大的电子设计生产商，譬如 SST、Philip、Atm
7、el 等大公司。如是市面上出现 了各式各样的但均以 51 为内核的单片机，倒是 Intel 公司自己的单片机却显得逊色了。这 些各大电子生产商推出的单片机都兼容 51 指令、并在 51 的基础上扩展一些功能而内部结 构是与 51 一致的。 STC89C52 有 40 个引脚，4 个 8 位并行 I/O 口，1 个全双工异步串行口，同 时内含 5 个中断源，2 个优先级，2 个 16 位定时/计数器。STC89C52 的存储器系 统由 4K 的程序存储器(掩膜 ROM)，和 128B 的数据存储器(RAM)组成。 STC89C52 单片机的基本组成框图见图 2-2。时钟电路ROM/EPROM/Flash 4KBRAM128B SFR 21个定时个/计数器2CPU总线控制中断系统 5个中断源 2个优先级串行口 全双工1个4个并行口XTAL2XTAL1RST EAALEPSENP0P1P2P3VssVcc图 2-2 STC89C52 单片机结2.1.1 STC89C52 单片机主要特性1. 一个 8 位的微处理器(CPU)。 2. 片内数据存储器 RAM(128B)，用以存放可以读写的
