单片机课程设计-简易电子琴设计资料.doc

郑州科技学院 《单片机》课程设计 题 目 简易电子琴设计 学生姓名 专业班级 电气工程及其自动化班 学 号 201 院 （系） 电气工程学院 指导教师 完成时间 2015年 月 日 1 课程设计的目的 1 2 设计目的及任务要求 1 2.1设计任务 2 2.2 设计要求 2 3 设计的方案与论证 3 4 元器件的介绍 6 5 硬件电路设计 8 5.1 控制电路 8 5.2 时钟电路 9 5.3 复位电路 10 6 软件电路设计 12 7 硬件的制作与调试 12 7.1 电烙铁的使用 13 7.2 电子产品的调试与仿真 14 8 总结 15 参考文献 17 附录1：总体电路原理图 18 附录2：实物图 19 附录3：元器件清单 20 附录4：源程序 22 1 课程设计的目的 1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，巩固和掌握单片机设计的综合理论知识、基本方法，掌握元件的特点应用、电路的仿真、典型电路的应用及线路焊接实现设计的要求，锻炼实际动手操作能力，同时培养交流、表达与合作能力； 2)培养实践技能，掌握电子电路安装和调试的方法及和故障排除方法，提高分析和解决实际问题的能力，培养创新能力和创新思维。 3)学会简易电子琴的设计和性能指标测试方法提高电子电路实验技能及仪器使用能力，了解由89C52芯片构成简易电子琴的电路及原理，一定要掌握对电子测量，焊接，电路的深层次认识； 4)通过老师、同学间的帮助及通过查阅手册和文献资料，感受实际操作中设计和制作的一般操作流程，培养对实践操作的兴趣、以及与搭档合作交流意识，逐步形成良好的工程意识。 2 课程设计的任务与要求 2.1 设计的任务 单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 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。本文的主要内容是用单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键和器。 本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。 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。 2.2 设计的要求? 1)使用STC89C5芯片为核心控制元件、时钟电路、复位电路、电容、按键、器等器件设计完成简易电子琴的设计与制作； 2)用单刀双掷开关实现正常、高音阶和低音阶的切换，能够较便捷地完成音阶的升降； 3)当单刀双掷开关接不同的引脚从而驱动有节奏地发出已设定的音频信号或音乐，能够弹奏出至少8个音符，其音长由弹奏着自由控制。 4)选择电路方案，完成对所确定方案电路的设计。计算出电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。用Proteus仿真软件完成仿真，然后在对仿真图进行相应的调试使仿真图使每个音符的中心频率偏移不能超过5HZ;然后按照仿真图制作出相应实物，然后进行调试，并按规定格式写出课程设计报告书。 3 设计的方案与论证 3.1 设计的选择与论证 简易电子琴的课程设计方案有很多种，最终要选择那个方案却需要考虑很多因素，考虑它是否容易调试，元器件是否容易买到，经济是否允许，设计方案是否简单易懂，时间上是否允许，在仿真时是否能达到理想效果等因素。不管选那一种方案，简易电子琴整个电路芯片程序驱动电路、时钟电路、复位电路、器和琴键按钮等部分组成。通过Proteus软件进行仿真，我们可以对这三种简易电子琴课程设计方案进行对比，最终得到最佳设计的方案。 方案一： 图3-1 主板电路图 图3-2 键盘电路图 NE555计时器用作振荡器，以生成音符。振荡器的反馈路径是从U1的输出3脚返回到输入感应插脚2和6。 振荡器的频率由反馈电阻和插脚2和6所连接的1