基于AT89S51单片机的电子琴设计.doc

基于AT89S51单片机的电子琴设计 摘 要：随着电子产业的发展和人民生活水平的提高，电子琴在人们生活中将扮演着越来越重要的角色，它改善人们的生活，给人们带来快乐和陶冶人的情操。本文设计在充分了解音乐音阶基础上，以Atmel公司的AT89S51单片机作为核心控制器件通过程序控制与键盘，运放电路，扬声器等电路电子琴。 ：AT89S51，电子琴，proteus仿真 Abstract: Along with the development of the electronics industry and the improvement of peoples living standard, the keyboard will play a more and more important role in peoples life, improve peoples life, it brought people joy and edify ones sentiment. This article is designed on the basis of fully understand the music scales, taking Atmel AT89S51 as the core control device, through process control and keyboard, op-amp circuit, speakers circuit design, including the keyboard. Key words: AT89S51, electronic organ, proteus simulation 1 绪论 随着人们生活水平的提高和电子产业的高速发展，越来越多的电子产品融入到人们的生活当中，电子琴也不例外，它作为一种陶冶人们情操，给人们生活增添乐趣的一种乐器，在生活中扮演比较重要的角色。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域， 通过对 图1 总体设计框图 2.1 控制模块选择方案 采用AT89C51单片机进行控制，由于AT89C51与MCS-51 兼容，具有4K字节可编程FLASH存储器；两个16位定时器/计数器 ；低功耗的闲置和掉电模式； 片内振荡器和时钟电路，使用方便，声音是有震动产生的，每个音符都对应了频率，利用定时计数器T0工作方式定时方式，通过改变TH0和TL0的值， 就可以产生不同频率的脉冲，例如像产生523Hz的脉冲，其周期1/523=1912us.因此只要让定时T0定时956us后，使P1.0取反，就可以在P1.0引脚输出一个频率为52Hz的脉冲，若晶振的频率飞为6MHz，则计数值为956/2=478，而计数器的初值为65536-478H=65058=OFF22H,即TH0=OFFH,TL0=22H。这样每个音符都对应了一个T值。6MHz 的晶振各音符T值如图2-1 音符 频率 T值 音符 频率 T值 1 262 64582 1 523 65058 2 294 64685 2 578 65110 3 330 64778 3 659 65165 4 349 64819 4 698 65178 5 392 64898 5 784 65217 6 440 64968 6 880 65252 7 494 65030 7 988 65283 图2-1 各音符T值图 另一方面是每个音符的发音长度，各节拍与时间的设定如图2-2 曲调值 1/4拍时间 1/8拍时间 调4/4 125ms 62ms 调3/4 187ms 94ms 调2/4 250ms 125ms 图2-2 节拍与时间设定图 2.2 按键选择方案 在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式，在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。这样，一个端口(如P1口)就可以构成4*4=16个按键。 3 硬件设计 本次设计是根据系统设计结构图来对每个部分的电路进行分析和说明，重点讲述微控制器AT89S51、七段数码管显示模块、扬声器。 3.1 AT89S51 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k Bytes