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1、目 录摘要.1ABSTRACT.2 引言.31 方案论证 .41.1 原理图 .41.2 系统板硬件连线 .41.3 主要芯片简介 .51.3.1AT89S51 简介 51.3.2 LM3866 1.3.3LED 数码管 72 实现过程 .82.1 4X4 行列式键盘识别及显示 .82.1.1 硬件板上的系统连线设计 .92.1.2 程序设计内容102.1.3 I/O 并行口直接驱动 LED 显示 112.2 音乐产生的方法122.2.1 原理122.2.2 程序框图133.总结与展望143.1 全文总结 143.2 研究展望.14结束语15参考文献16致谢17个人简历18附录19内蒙古民族大
2、学本科生毕业论文1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。我们对于电子琴如何实现其功能，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。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 AT89S51 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
3、模块，在主控模块上设有 16 个按键和扬声器。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：AT89S51 单片机 音色 节拍器 自动放音 内蒙古民族大学本科生毕业论文2ABSTRACTWith the development and progress of society, music has become an important part of life, it was said that people do not like the music to the evil. We will find time to enj
4、oy the world music, as the baptism of the spirit. This thesis developed a simple microcontroller-based electronic key board.Electronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It modern music played an important role in single chip is a pow
5、erful control functions and flexible programming characteristics, It has converged with modern peoples lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89C51 control of the core components, Design of an electronic organ, single chip as a host to the core, with the keyboard, speakers and ot
6、her core modules main control module, in the main control module has 16 keys and speakers. Stability of the system, its advantages are simple hardware circuits, software functions, control system reliability, high cost performance and have certain practical and reference value.Key words : single chi
7、p MCU keyboard speaker electronic organ内蒙古民族大学本科生毕业论文3引 言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 AT89S51 单片机为核心控制元件，设
8、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。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
9、音阶对应频率关系弄正确即可。内蒙古民族大学本科生毕业论文41 方案论证1.1 原理图123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:1-Jun-2010 Sheet of File:D:Protel99SE器器器+069050241023.Ddb Drawn By:Vcc40EA31RST9GND20X119X218P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD
10、17P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732ALE30PSEN29P2.7/A1528P2.6/A1427P2.5/A1326P2.4/A1225P2.3/A1124P2.2/A1023P2.1/A922P2.0/A821U1AT89S51R110KR210KR3 10KY1 12MHzC730pF C630pF12345678P1HEADER 8S1SW-PBS2SW-PBS3SW-PBS4SW-PBS5SW-PBS6SW-PBS7SW-PBS8SW-PBS9SW-PBS1
11、0SW-PBS11SW-PBS12SW-PBS13SW-PBS14SW-PBS15SW-PBS16SW-PBC1 10uFVCCVcc6IN+3IN-2BYPASS7V OUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210uF C30.1uFVCCC410uFR4 10KC5 0.1uFLS1 器器器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1R4 220agdef bcdpa7b6c4d2e1f9GND3GND8g10dp5DS1 DPY7_SEG_DP图 1-1 电子琴电路图Figure1-1 Keyboard circuit di
12、agram内蒙古民族大学本科生毕业论文51.2 系统板硬件连线 系统板硬件连线如图 1-1 所示，发生模块，键盘模块，及 LED 显示模块连接如下1.把“单片机系统”区域中的 P1.0 端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的 SPK IN 端口上；2.把“单片机系统”区域中的 P3.0P3.7 端口用 8 芯排线连接到“4X4 行列式键盘”区域中的 C1C4 R1R4 端口上；3.把“单片机系统”区域中的 P0.0/AD0P0.7/AD7 端口用 8 芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个 ah 端口上；要求：P0.0/AD0 对应着a，P0.1/AD1 对应着 b，P0.7/A
13、D7 对应着 h。1.3 主要芯片简介1.3.1 AT89S51 简介AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大的微型计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51 具有如下特点：40 个引脚（引脚图如图
14、1-2 所示），4k Bytes Flash 片内程序存储器，128 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S51 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封
15、装形式，以适应不同产品的需求。内蒙古民族大学本科生毕业论文6图 1-2 管脚图Figure1-2 pin map1.3.1.1 主要功能特性 兼容 MCS-51 指令系统 32 个双向 I/O 口 2 个 16 位可编程定时/计数器 全双工 UART 串行中断口线 2 个外部中断源 中断唤醒省电模式 看门狗（WDT）电路 内蒙古民族大学本科生毕业论文7 灵活的 ISP 字节和分页编程 4k 可反复擦写 ISP Flash ROM 4.5-5.5V 工作电压 时钟频率 0-33MHz 128*8bit 内部 RAM 低功耗空闲和省电模式 3 级加密位 软件设置空闲和省电功能 双数据寄存器指针1.
16、3.2 LM3861.3.2.1 LM386 内部电路LM386 是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。LM386 特性：静态功耗低，约为 4mA，可用于电池供电；工作电压范围宽，4V-12V 或 5V-18V；外围元件少；电压增益可调，20-200；低失真度。LM386 是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。内蒙古民族大学本科生毕业论文8图 1-3 LM386 内部电路原理图Fig1-3 LM386 internal circuit diagram LM386 内部电路原理图如图 1-3 所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路.第一级为差分放大电路，T1 和 T3、T2 和 T4 分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5 和 T6 组成镜像电流源作为 T1 和 T2 的有源负载；T3 和 T4信号从管的基极
