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1、2018/9/14,简易电子琴的制作,1,学 生 ：甘晓聪班 级 ：01电子（1） 指导老师：唐建东,简易电子琴的制作,2018/9/14,简易电子琴的制作,2,本毕业设计的主要内容,本毕业设计是51单片机中一个较典型且有趣的应用之一。介绍了一种由AT89S51单片机、1602液晶显示模块和键盘控制组成的简易电子琴的实施方案。本系统以单片机AT89S51为控制核心,通过对键盘的控制实现对从低音1DO到高音7SI等的21个音符的控制。开关显示为液晶显示，用户按不同的键即可随意弹奏想要表达的音乐。电路简单可靠，价格低廉。,2018/9/14,简易电子琴的制作,3,课题的提出,51单片机的发展51单
2、片机的主要特点51单片机的广泛应用,2018/9/14,简易电子琴的制作,4,51单片机的发展,随着大规模集成电路的出现及其发展，将计算机的CPU 、RAM 、 ROM 、定时/数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单微型计算机，直译为单片机。8031/8051/8751是Intel公司早期的产品8051单片机的名字，对于初学单片机的人来说真是如雷贯耳。8031单片机的身影在很多产品中更是屡见不鲜。 。8031片内不带程序存储器ROM，使用时用户需外接程序存储器和一片逻辑电路373，外接的程序存储器为EPROM的2764系列。 8051片内有4k R
3、OM，无须外接外存储器和373，更能体现“单片”的简练。 8751与8051基本一样，但8751片内有4k的EPROM，用户可以将自己编写的程序写入单片机的EPROM中进行现场实验与应用。AT89S51、52是2003年ATMEL推出的新型品种，除了完全兼容8051外，还多了ISP编程和看门狗功能。,2018/9/14,简易电子琴的制作,5,51单片机的主要特点,、具有优异的性能价格比；2 、集成度高、体积小、可靠性高 ；3 、控制功能强 ；4 、低电压、低功耗。,2018/9/14,简易电子琴的制作,6,51单片机的广泛应用,应用在智能仪器仪表中；应用在机电一体化中；应用在人类生活中，如各类
4、家电；应用在其它方面，如办公自动化领域，汽车与通信等。,2018/9/14,简易电子琴的制作,7,原理方案,51系列单片机在各行各领域得到了广泛的应用，本毕业设计就是其在音乐方面的应用之一。首先我们应了解产生各种音调的原理。每个音符对应着不同的频率，当然对于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/计数器来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把音阶对应频率关系（或周期）弄正确即可。要产生音频脉冲只需要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，得到半周期的时间。利用定时器计算这半个周期的时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。 利用80
5、51的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法。,2018/9/14,简易电子琴的制作,8,产生音调的原理,例如：例如频率523HZ，其周期T=1/523=1912us，因此只要令计数器在每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523HZ）。各音符频率与其周期对照表如右图所示,2018/9/14,简易电子琴的制作,9,硬件原理图键盘的选择方案1602点阵字符型液晶显示模块,2018/9/14,简易电子琴的制作,10,硬件原理图,2018/9/14,简易电子琴的制作,11,键盘的选择方案,独立式按键 优点：键盘原理与操作简 单明了 缺点：占
6、用I/O口多 4*4按键 优点：占用I/O口少 缺点：只有16个按键选择 不能满足21个音符 的控制。,2018/9/14,简易电子琴的制作,12,LINKKEY,LINKKEY键盘控制该设计能满足对21个音符的控制，且占用的I/O口较少。 工作原理：将其中一个I/O口置0，这样通过判断其他口的电平是否也为低电平，若是，则相应两个口所连接的按键就是所按下的键，这是识别按键是否按下的关键。例如，将P0.0（对应LINK0）置0，然后判断其他按键的电平，如果P0.1（对应LINK1）也为低电平，则可确定为第一个按键按下，以此类推。根据排列组合的算法，此种连接方法（利用8个I/O口）可实现对28个按
7、键的控制，计算公式：N*（N-1）/2。,2018/9/14,简易电子琴的制作,13,1602液晶显示模块,液晶模块管脚定义及功能如左上图所示51单片机与LCD接口电路主要有直接访问方式和间接访问方式两种，本设计采用的是后者，其电路连接图参照左下图。,2018/9/14,简易电子琴的制作,14,软件的实现,系统流程图液晶显示程序模块键盘扫描程序模块中断子程序,2018/9/14,简易电子琴的制作,15,系统流程图,2018/9/14,简易电子琴的制作,16,液晶显示流程图,初始化液晶显示子程序,设置初始显示位置,设置循环变量,从显示缓存取数据,调用写数据子程序,显示结束？,结束,N,Y,201
8、8/9/14,简易电子琴的制作,17,液晶显示及驱动程序（间接方式）,液晶初始化程序： INT: MOV P2,#30H ; 工作方式设置指令代码CLR RS ; RS=0CLR RW ; RW=0MOV R2,#03H ; 循环量=3 INT2: SETB ECLR E ; E=0LCALL DELAY1 ; 调延时子程序DJNZ R2,INT2MOV P2,#28H ; 设置工作方式SETB E ; E=1CLR E ; E=0MOV COM,#01H ; 清屏LCALL PR1MOV COM,#06H ; 设置输入方式LCALL PR1MOV COM,#0CH; 设置显示方式LCALL
9、PR1RET,写指令代码子程序： PR1: PUSH ACCCLR RS ; RS=0SETB RW ; RW=1 PR11: MOV P2,#0FFH ; P2置位, 准备读SETB E ; E=1MOV A,P2 ; 读BF和AC6-4值CLR E ; E=0MOV C,ACC.7 ; BF?进位位CSETB E ; E=1CLR E ; E=0 (读AC3-0值)JC PR11 ; 判别BF=1? 是转CLR RW ; RW=0MOV P2,COM ; 写入指令代码高4位SETB E ; E=1CLR E ; E=0MOV A,COM ; 写入指令代码低4位SWAP A MOV P2,A
10、SETB E ; E=1CLR E ; E=0POP ACCRET,2018/9/14,简易电子琴的制作,18,液晶显示及驱动程序（间接方式）,写显示数据子程序 ： PR2: PUSH ACCCLR RS ; RS=0SETB RW ; RW=1 PR21: MOV P2,#0FFH ; P2置位, 准备读SETB E ; E=1MOV A,P2 ; 读BF和AC6-4值CLR E ; E=0MOV C,ACC.7 ; BF?进位位CSETB E ; E=CLR E ; E=0 (读AC3-0值JC PR21 ; 判别BF=1? 是转SETB RS ; RS=1CLR RW ; RW=0MOV
11、 P2,DAT ; 写入数据高4位SETB E ; E=1CLR E ; E=0MOV A,DAT ; 写入数据低4位SWAP AMOV P2,ASETB E ; E=1CLR E ; E=0POP ACCRET,液晶显示程序： LcdDisp:MOV SP,#60H ;设置堆栈地址LCALL INT ;跳往液晶初始化程序MOV COM,#06H ;逐字输入方式演示程序 段，输入方式设置LCALL PR1 ;跳往写指令代码子程序MOV COM,#80H ;显示开关控制LCALL PR1 MOV DPTR,#TABMOV R2,#15 ;设置循环次数MOV R3,#00H WRIN:MOV A,
12、R3MOVC A,A+DPTR;指向表头MOV DAT,A ;将表值给数据寄存单DATLCALL PR2 ;跳往写显示数据子程序LCALL DELAY1 ;延时INC R3 ;R3加一DJNZ R2,WRIN ;循环未完跳WRINLJMP MAIN ;显示完跳回主程序 TAB: DB 45H,6CH.69H,63H;DB 4DH,75H,73H,69H,63H,2018/9/14,简易电子琴的制作,19,键盘扫描流程图,2018/9/14,简易电子琴的制作,20,键盘扫描程序模块,键盘扫描程序： KEYSCAN:MOV P3,#7FH ;将P3.7置0,控制7个按键JNB P3.5,MU_1
13、;判断是哪个键按下,JNB P3.3,MU_2 按下则跳转相应程序JNB P3.1,MU_3. . MOV P3,#0DFH ;将P3.5置0,控制6个按键. MOV P3,#0FDH ；将P3.1置0,控制3个按键JNB P1.6,MU_19 ;判断是哪个键按下JNB P1.4,MU_20JNB P1.2,MU_21LJMP KEYSCAN ;无键按下跳回KEYSCAN 扫描,每个键相对应的操作： MU_1: MOV R1,#76 ;R1信号周期LJMP NEXT ;如果第一个按键 按下，R1=76， 同时程序转NEXT MU_2: MOV R1,#68 LJMP NEXT MU_3: MO
14、V R1,#60LJMP NEXT. . . MU_19: MOV R1,#13LJMP NEXT MU_20: MOV R1,#11LJMP NEXT MU_21: MOV R1,#10LJMP NEXT,2018/9/14,简易电子琴的制作,21,中断子程序,NEXT: MOV A,R1 MOV R0,A ;将R1的值给RSETB TR0 ;启动定时器0 INT_0: DJNZ R0,RE ;R0不等于0时，返回CPL P0.7 ;将喇叭反相MOV A,R1MOV R0,A RE: RETI,2018/9/14,简易电子琴的制作,22,谢辞,通过这次毕业设计给了我如下的收获：第一、兴趣培养，专业知识以及专业技能的提高 ；第二、提高了我的自主学习能力 ；第三、了解到更先进的技术、掌握了一些实用的技 能，为今后的科研工作打下了一定的基础最后，要感谢唐建东老师，谢谢他给了我这个机会，给了我许多提示和帮助；还要感谢所有帮助我的老师以及同学。,2018/9/14,简易电子琴的制作,23,作品演示,
