单片机原理及应用电子琴设计.doc

《单片机原理及应用》课程设计 说 明 书 专业名称： 电气工程及其自动化 班 级： XXX班 学 号： XX 姓 名： XXX 指导教师： XX 日期： 2011年1月7日  微型计算机系统 课程设计评阅书 题目 基于MCS-51单片机的电子琴设计与制作 学生姓名 XXX 学号 200802XXX 指导教师评语及成绩 指导教师签名： 年 月 日 答辩评语及成绩 答辩教师签名： 年 月 日 教研室意见 总成绩： 室主任签名： 年 月 日  摘 要 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。我们设计的这个简易电子琴以单片机作为主控核心，与键盘、蜂鸣器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有4*4的矩阵键盘设计成16个音，然后再用一个音频放大模块来使音乐播出声音变大。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。 　　根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。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 关键词：单片机；按键；蜂鸣器；音阶；电子琴 目 录 1 课题描述……………………………………………………………………3 2 设计过程……………………………………………………………………7 3 总结 ………………………………………………………………………9 4 实物图……………………………………………………………………10 5 程序………………………………………………………………………11 6 参考文献…………………………………………………………………15 课程描述 电子琴的工作原理 大家都知道当物体振动时，能够发出声音。振动的频率不同，声音的音调就不同。在电子琴里，虽然没有振动的弦、簧、管等物体，却有许多特殊的电装置，每个电装置一工作，就会使喇叭发出一定频率的声音。当按动某个琴键时，就会使与它对应的电装置工作，从而使喇叭发出某种音调的声音。简单的说就是按键触发信号发给处理器，再由处理器调用音色库音色通过功放电路输出或者通过数码接口进行数字输出。控制面板上的按钮来选择处理器对音色、音量、输出方式、伴奏的控制当发声时，除了发出某一频率的声音──基音以外，还会发出响度较、频率的辅助音──谐音。我们听到的乐器的声音是它发出的基音和谐音混合而成的。不同的乐器发出同一基音时，不仅谐音的数目不同，而且各谐音的响度也不同。因而使不同的乐器具有不同的音品。在电子琴里，除了有与基音对应的电装置外，还有与许多谐音对应的电装置，适当地选择不同的谐音电装置，就可以模仿出不同乐器的声音来。 图1-1电子琴的电路原理图 电子琴是用STC89C52电路设计一个简易电子琴电路，当按压不同的按键时，会对应产生1，2，3，4，5，6，7的不同音调。 本设计中用到的元器件（如电阻，晶体三极管，晶振，电容器，蜂鸣器），集成片（如STC89C52时基电路）。 电子琴的构成 电子琴主要有三部分组成，有电源控制部分，按键控制部分，多谐振荡部分。下面作具体介绍。 电源部分 我们没有采用直流电池作为该课程的电源，而是直接用线路连接到USB口上，直接将USB口插入到电源变压器，来达到供电的目的。 按键控制部分 在电子琴电路中，按键控制部分由晶振，电容器，晶体三极管，电阻，按键这几部分组成。下面各小节做了详细介绍。 晶振 晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性，如果给他通电，他就会产生机械振荡，反之，如果给他机械力，他又会产生电，这种特性叫机电效应。他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状