电子琴课程设计.doc

单片机课程设计 报 告 书 学 院： 电气工程与自动化 专业班级： 指导老师： 团队成员： 王勇 孙显宇 本案作者： 王勇 学 号： 完成日期： 2013年4月5日 摘要 本设计是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个模拟电子琴发声控制系统。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器、LED显示器等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有11个按键，其中7个按键控制7个音符，1个作为功能转换键使用，具有手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能,另外3个按键用来实现高、中、低音的音符发音。下面具体介绍一下单片机各端口的分配功能：单片机的P2.0-P2.6为输入端口，用来控制7个音符的选择弹奏；P2.7为功能转换键，它能切换手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能；P2.0-P2.2为单片机控制电子琴实现弹奏高、中、低的功能切换键；P0端口通过上拉电阻接到+5V上，然后接LED共阴数码管；P1.0为单片机的输出端口，它通过限流电阻R与三极管级基极相接，三极管的集电极接有接蜂鸣器。 本设计通过控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲，经三极管放大信号后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音。要实现7个音符的各自的高、中、低音，需要建立三个表，分别存储高音、中音和低音的频率值；当三个拨码开关中某一个按下，通过软件选择相应的音频。按下弹奏键就可弹奏出不同的声音。 另外用软件延时来控制发音时间的长短，来控制节拍。通过把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中。由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间，这样就可以实现乐曲的演奏。 为了实现按键的准确判断和完善电子琴发声的效果，本设计采用了软件防抖的方法，有效的解决了按键抖动的问题。另外当按下功能切换键，切换至音乐自动播放功能时，本系统能实现七首歌曲的有选择播放，另附带数码管显示提醒。这样使得电子琴的功能变的更加强大。 本设计为实物电路板设计开发，报告中详细的阐述了电子琴设计的方法和过程。并经过软硬件的调试，该音乐发生器不但能通过键盘弹奏出很好的音调，而且还可以通过键盘选择播放不同的音乐。除此之外，本电子琴还带有显示功能，能显示哪个按键按下，而且相当准确。 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。 目录 第一章 概述 3 1. 设计的目的意义 3 2. 设计任务 3 3. 设计要求 3 第二章 系统总体方案及硬件设计 4 1. 任务分析设计 4 2. 方案比较及原理框图与功能模块介绍 4 2.1方案比较 4 2.2原理框图 4 2.3 5 2. 单片机电路设计 7 第三章 软件设计 9 1.系统分析 9 2. 参数计算 10 3. 程序设计 11 第四章 实验测试 13 1. 仿真图 14 2. 实验结果分析 14 第五章 课程设计体会 14 参考文献 15 第一章 概述 1. 设计的目的意义 1、进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统设计的基本方法和步骤； 2、掌握单片机仿真软件Proteus的使用方法； 3、掌握键盘和显示器在的单片机控制系统中的应用； 4、掌握撰写课程设计报告的方法。 2. 设计任务 基于单片机的电子琴设计 3. 设计要求 综合利用所学单片机知识完成一个单片机应用系统设计并仿真实现，从而加深对单片机软硬知识的理解，获得初步的应用经验，为走出校门从事单片机应用的相关工作打下基础。 采用两人一组进行设计，共同协作完成设计。 1、首先按设计题目要求制订方案。 2、设计出硬件原理图。 3、焊接电路。 4、对设计的硬件、软件调试，直至正确地实现系统功能。 5、要求学生最终提供：设计说明书一份，焊好且调试好与核心板配套电路板一块。 6、统一进行答辩考试。 第二章 系统总体方案及硬件设计 1. 任务分析设计 硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具有确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。 该设计要实现一种有单片机控制的电子琴，单片机工作于12MHZ时钟频率，使