简易电子琴设计与制作11.doc

最新精品文档，知识共享！ 电路综合创新自主实验结题成果报告书 题目: 简易电子琴的设计和制作 姓 名 学 院 电子工程学院 专 业 电子信息科学与技术 班 级 学 号 指导教师 2015年5月  摘 要 随着科学技术的不断发展，单片机的应用日益成熟。单片机集成度高、处理功能强大、价格低廉使其在各个领域得到广泛应用。同时电子琴作科学技术与音乐共同发展的产物，在这个电子信息化的时代，为音乐的大众化做出了不可代替的贡献。 本文主要介绍一种基于单片机的简易电子琴设计方案。它采用了STC公司出品的一款低功耗、高性能单片机STC89C52芯片作为主控单元，与4*4矩阵键盘、复位电路、LED数码显示器、功放电路、扬声器等组成主控核心模块。文章详细论述了电子琴硬件设计和软件结构设计流程，采用了protel画出原理图，通过Keil编程软件对电子琴进行软件编程，然后进行软硬件的调试运行并将程序烧录到STC89C52芯片中。此系统运行比较稳定，具有硬件设计电路简单、清晰，成本低，软件功能完善，控制系统牢靠，性价比高等优点，具有一定的实用和参考价值。 关键词 STC89C52单片机；电子琴；矩阵键盘  正文 第一章 总体方案 1、系统设计要求 本系统分为两个部分，一个是音乐播放，另一个就是电子琴弹奏。 关于声音的处理，使用单片机C语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号存储在程序定义的表中。具体要求如下： 1.要求达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲。  2.用键盘作出电子琴的按键，每键代表一个音符。 3.各音符按一定的顺序排列，必须符合电子琴的按键排列顺序。 4.弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放内置音乐。 2、系统框图 该系统通过电子琴按键键入所要表达的音符，作为电平送给主体电路，中央处理器通过识别，解码输出音符，在扬声器中发出有效的声音。通过这样可以不断的弹奏音乐。嵌入式电路，按键电路，LED显示电路和功能键组成，通过功能键可以选择播放音乐。其主要模块由五个部分组成,具体关系如图1所示: STC89C52单片机复位电路4*4矩阵键盘时钟电路发声模块显示模块电源电路 STC89C52 单片机 复位电路 4*4矩阵键盘 时钟电路 发声模块 显示模块 电源电路 图1 系统结构组成 上图即为此次设计中的电子琴的硬件结构图，我们运用单片机的最小系统，用P0和P3口的低3位作3*7矩阵式按键的接口，用P2口作数码管的接口，用P2.7作信号输出口。 3、电子琴系统的组成 单片机因体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。STC89C52单片机设计微型电子琴的方法，仅需STC89C52最小系统，扩展一组矩阵键盘，再接一组发光二极管用来指示电子琴的工作状态。 本系统分为两个部分，一个是音乐另一个就是电子琴。 音乐播放部分：音乐实际上是有固定周期的信号。本文介绍用STC89C52的定时器控制，在P1.3脚上输出方波周期信号，产生乐音，通过矩阵键盘按键产生不同的音符，由此操作人员可以随心所欲的弹奏自己所喜爱的乐曲，当不想弹奏时通过按放歌键可以演奏事先存放在单片机中的几首动听的歌曲。当歌曲演奏完时，通过按复位键便可回到初始状态，这样就做出了一台微型电子琴。 由于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音阶对应频率关系弄正确即可。乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。 电子琴弹奏部分：实际上就是把每个按键所对应的值经过处理后发给单片机，再在单片机内把数字当作指针指向所对应的音符。 第二章 硬件介绍 1、STC89C52 STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。 图2 stc89c52rc引脚图