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基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计

基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计
基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计

重庆三峡学院

单片机课程设计报告书

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学生姓名:

指导教师:

教师职称:

成绩:

制作日期2012年11月29日

基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计

重庆三峡学院

摘要

单片机是电子、计算机及机电专业的一门重要的必修课程。要求我们掌握单片机的基本组成和工作原理、会变程序的一般编写方法、常用接口电路的软硬件设计方法,具备基本的单片机系统应用与开发能力。

随着科技的快速发展,单片机的应用日益普遍。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。本单片机系统设计应用单片机控制技术,用AT89C51单片机为核心控制元件根据本学期所学的单片机知识结合设计了一套单片机控制的电子琴系统。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。

本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析,接着制作硬件电路和编写软件的程序,最后进行软硬件的调试运行。并且从原理图,主要芯片,各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示,并且能自动播放程序中编排的音乐。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,性价比高等,具有一定的使用和参考价值。

关键词:单片机、电子琴、AT89C51、独立键盘、

目录

第 1 章引言......................................................................................................................... 1.

1. 1 设计背景 (1)

1.2 设计任务 (1)

1.3 设计目的 (1)

1.4 设计思路 (1)

第 2 章方案论证 (1)

2.1 方案论证 (1)

第 3 章硬件系统设计 (2)

3.1时钟电路 (2)

3.2 复位电路 (3)

3.3 原理框图 (3)

3. 4 显示部分设计 (3)

3.5 按键部分设计 (4)

3.6 发音部分设计 (5)

第 4 章软件系统设计 (5)

4.1 系统分析 (5)

4.2 参数计算 (7)

4.3 程序设计 (8)

第 5 章实验结果 (10)

5.1硬件调试 (10)

5.2 软件调试 (10)

5.3 仿真结果 (10)

5.4 结果分析 (11)

第 6 章总结 (11)

附录一:系统整体电路图 (12)

附录二:元器件清单 (12)

附录三:源程序代码 (13)

参考文献 (19)

第一章引言

1.1 设计背景

随着电子科学技术的飞速发展,电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,因此开发本系统希望能够给人们带来更多的生活乐趣。

基于当前市场上的玩具需求量增大,其中电子琴就是一个很好的应用方面。单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴的功能,从而可以实现电子琴的微型化,可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。并且可以进行一定的功能扩展。

鉴于传统电子琴可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低So到高DO等11个音,从而也可以通过单片机实现对十个按键的扩展,实现七个音符键的高、中、低21个音调的显示播放和任意音乐的自动播放。

本次设计将十个音键制作成独立键盘,其中七个为音符键,三个为控制键,并用数码管进行显示,使电子琴的功能更加完美。不但可以实现对按键的显示,而且可以实现对音乐的自动存储和播放,使该设计功能更加完善。

1.2 设计任务

1、根据要求,设计以单片机为核心的多音阶电子琴系统,可随意弹奏想要表达的音乐;

2、针对要求控制的对象完成程序的编制;

3、硬件软件联调,完成题目所要求的功能;

4、有高中低三个音阶,并有显示电路。

1.3 设计目的

1、通过课程设计,使我们能够深入理解单片机系统的工作原理,接口电路的设计及调

试方法,培养综合运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力;

2、使用A T89C51芯片的串口功能,利用独立式键盘和A T89C51单片机以及扬声器实

现乐曲的演奏;

3、用keil软件进行编程与调试,利用Proteus 7 Professional软件进行绘制硬件电路图且

进行仿真。

1.4 设计思路

用独立式键盘的7个按键分别对应相应的音符,当按下某一个按键时,产生一个相应音符,操作者按一定的节奏、规律进行输入时,信号经过单片机处理,然后经音频放大后经扬声器输出音频信号,产生乐曲。本次设计有一个创新,就是预先存放一段音乐程序在芯片内,整个设计既可以作电子琴用又可以作音乐盒用,且带显示功能。

第二章方案论证

2.1 方案论证

2.1.1总体设计

采用A T89S52单片机作为主控芯片,设置键盘、蜂鸣器等外围器件,另外还用到一些简单器件如:四位数码管,和NPN型三极管及电阻等。利用按键实现音符和音调的输入;两位的数码管进行被操作的按键显示;用NPN型三极管8550实现低音频功率放大;

最后用蜂鸣器发音。

主控芯片采用AT89S52单片机,它是大规模集成电路技术发展的产物,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。避免了由于元器件种类、个数繁多,而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。同时具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,由于本设计主要用于人们娱乐方面,因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。具有经济可行性、技术可行性、实物应用性。

2.1.2单片机选型

硬件电路要以单片机作为主控芯片,实现按键输入音符和音调,四位数码管的显示以及低音频功率放大和蜂鸣器发音。针对本设计的功能和用途,采用AT89C51单片机更好,实现功能完全,性价比较高,更适合本设计。

第三章硬件系统设计

3.1 时钟电路

单片机内部具有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器,结构图2 中X1、C1、C2。可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体,补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。

图3-1、时钟电路

3.2 复位电路

单片机小系统常采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。

上电复位要求接通电源后,自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下,在单片机运行期间,用按钮开关操作使单片机复位。其结构如下图。上电自动复位通过电容C3充电来实现。手动按键复位是通过按键将电阻R1与VCC接通来实现。

图3-2、复位电路

3.3 原理框图

本系统有主控芯片89S52、发音单元、显示模块、按键模块组成。

图3-3、原理框图

3.4 显示部分设计

3.4.1数码显示方式

数码显示有静态显示方式与动态显示方式两种。工作在静态显示方式时,数码管的位线与电源一直相连,数码管中的二极管均处于通电状态,即在静态工作方式下,显示电路中数码管的位选线是同时选通,而数码管的段选线是独立输入。

工作在动态显示方式时,数码管的位线在扫描控制电路的控制下按设定顺序导通,即电路中的数码管是逐个接通电源,数码管的段选线以并联方式与译码电路联接,即在动态工作方式下,数码管不是同时导通显示而是按照设定顺序分时导通显示。

3.4.2八位数码管的结构

本次课程设计的显示电路采用两位数码管进行显示,由于此设计采用的是共阴极的,使用时不加限流电阻。为了显示字符,要为 LED 显示器段码,除了组成8字形的字符的7段,另加上1个小数点位,共计8段,因此提供给 LED 显示器的显示段码为1个字节。

图3-4、数码管电路

3.5 按键部分设计

3.5.1键盘设计

键盘在单片机应用系统中是一个关键的部件,它能实现向计算机输入数据,传送命令等功能,是人工干预计算机的主要手段。

键盘可以分为2类:独立连接式键盘和矩阵式键盘。本设计采用独立式键盘。

独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路,其特点是每个按键单独占用一根I/O口线,每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键电路配置灵活,软件结构简单,但每个按键必须占用一根I/O口线,然而,在按键较多时,I/O口线浪费较大,不宜采用。

独立式按键软件常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态,如某一根I/O口线输入为低电平,则可确认该I/O口线所对应的按键已按下,然后,再转向该键的功能处理程序。由于本程序较为简单,为了使用方便及节省资源,选择独立式键盘。

下图为独立式键盘电路图:

图3-5、独立式键盘电路图

3.6 发音部分设计

图3-6、扬声器电路图

第四章软件系统设计

4.1 系统分析

4.1.1系统软件的组成

(1)键盘扫描程序:检测是否有按键按下,有按键按下则记录按下键的键值,并跳

转至功能转移程序;无按键按下,则返回键盘扫描程序继续检测。

(2)功能转移程序:对检测到的按键值进行判断,是琴键则跳转至琴键处理程序,是功能键则跳转至相应的功能程序,我们设计的功能程序有两种,即音色调节功能

和自动播放乐曲的功能。

(3)琴键处理程序:根据检测到的按键值,查询音调表,给计时器赋值,使发出相

应频率的声音。

(4)自动播放歌曲程序:检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序,电子琴会自动播放事先已经存放的歌曲,歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序,继续等待是否有按键按下。

4.1.2 系统总体功能流程图

图4-1、系统总体功能流程图

4.2 参数计算

4.2.1发音原理

若要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),再将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间,每当计时终止后就将P1.0反相,然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式(MODE1)下,改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶。

4.2.2 计算举例

例如,频率为523Hz,其周期T=1/523=1912μs,因此只要令计数器计时956μs/1μs=956,每计数956次时将I/O反相,就可得到中音DO(523Hz)。计数脉冲值与频率的关系式是:N=fi÷2÷fr,式中,N是计数值;fi是机器频率(晶体振荡器为12MHz时,其频率为1MHz);fr是想要产生的频率。其计数初值T的求法如下:T=65536-N=65536-fi÷2÷fr

例如:设K=65536,fi=1MHz,求中音DO(261Hz)。T=65536-N=65536-fi÷2÷fr =65536-1000000÷2÷fr=65536-500000/fr,中音DO的T=65536-500000/523=64580。

4.2.3 计算结果

(1)单片机12MHZ晶振,中音符与计数T0相关的计数值如下表所示:

采用查表程序进行查表时,可以为这个音符建立一个表格,有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据:低音0-19之间,中音在20-39之间,高音在40-59之间。

4.3程序设计

4.3.1 判断音阶(高中低音)子程序

在软件设计中采用yinjie代表音阶,如下表所示:

初始化状态为中音(yinjie=1),电路中设计高、低两个音阶键。上电后,若无按键按下,则为中音模式。若音阶键被按下,则如下流程图所示,初始化后进行按键扫描,在高音键按下,若初始yinjie不为2,则另yinjie=2,进入高音工作模式,若初始yinjie 为2,则对yinjie进行初始化,即另yinjie=1,重新进入进入中音工作模式,这样即实现了高音键切换高、中音方式的转换。同理,用低音键实现中、低音的切换。

图4-2、判断音阶(高中低音)子程序

4.3.2 播放子程序(包括自动播放存储音乐和按键发音)

本设计共两种播放模式,包括自动播放存储音乐和按键发音。上电后,首先开中断并设定定时器0为工作方式1,当自动播放键按下时,进入中断,根据乐谱在定义的音频数组中查找相应音律,然后给定时器赋初值,即开始播放音乐。当DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI七种音符键按下时,根据音阶值(如3.3.1中高中低对应)和音符值在定义的音频数组中查找相应音律,然后给定时器赋初值,即按键发音。

图4-3、播放子程序

第五章实验结果

5.1硬件调试

硬件调试主要是针对单片机部分进行的调试。

在上电之前,先确保电路中不存在断路或短路情况,这一工作是整个调试工作的第一步,也是非常重要的一个步骤。在这部分调试中主要使用的工具是万用表,用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况的任务。注意焊点之间,确保焊点没有短接在一起,同时注意焊点的美观,确保没有开路以及短路的现象出现。在确保硬件电路正常且无异常情况(断路或短路)的情况下方可上电调试,上电调试的目的是检验电路是否接错,同时还要检验原理是否正确,在本次设计中,上电调试主要是检测单片机控制部分、数码管点亮部分、和音频转换电路硬件调试。

1、数码管LED电路调试:接通电源,随机按下按钮可以看到数码管显示数字。

2、键盘单片机控制部分调试:上电后,随机按动键盘可以发现各个按键对应的音正确。

5.2 软件调试

调试主要方法和技巧:通常一个调试程序应该具备至少四种性能:跟踪、断点、查看变量、更改数值。整个程序是一个主程序调用各个子程序实现功能的过程,要使主程序和整个程序都能平稳运行,各个模块的子程序的正确与平稳运行必不可少,所以在软件调试的最初阶段就是把各个子程序模块进行分别调试。

5.3 仿真结果

图5-1、低音音符LA仿真图

5.4 结果分析

根据仿真结果可知,本次课程设计能够准确并彻底的完成设计要求。右侧数码管可以显示a、b、c三种结果,分别代表低音、中音和高音。右侧数码管可以显示1、2、3、

4、5、6、7七个数字,分别代表DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI七种音符。当系统上电

后,若按下低音键,则选定工作方式为低音模式。P0口连接数码管段选端,右侧数码管显示的6即代表LA。四位数码管即代表低音LA。

第六章总结

本次实训,我们的目的是使用AT89C51芯片的串口功能,利用4*4键盘矩阵和一片音频集成功率放大器LM386,实现乐曲的演奏,首先我们使用keil软件进行编程与调试,然后利用Proteus 7 Professional软件进行绘制硬件电路图且进行仿真。最终成功的设计出电子琴,完成了实训,在本次实训中,我们遇到了一些设计上的问题,在老师的细心指导下,我们成功的解决了这些问题。通过本次课程设计,我们深入的理解了单片机系统的工作原理,并且学会了接口电路的设计以及调试的方法,培养了我们运用所学理论知识分析和解决实际问题的能力。

附录一:系统整体电路图

附录二:元器件清单

附录三:源程序代码

#include

#define uchar unsigned char

void Run(void);

void KeyScan(void);

void PlayKey(void);

void delay_1ms(uchar i);

void PlayMusic(void);

void DisPlay(void);

sbit Beep=P3^7;

uchar Th0,Tl0; //TH0,TL0

uchar flag=0xff; //模式,0表示音乐,ff表示按键

uchar key=0; //按键代号

uchar a; uchar gaodi=0; //音乐音符

uchar code MusicCode[]={0XFc,0X44,0XFc,0Xac,0XFd,0X09,0XFd,0X34,

0XFD,0X82,0XFD,0Xc8,0XFD,0X06,0XFb,0X04,

0Xfb,0X90,0Xfc,0X0c,0Xfe,0X22,0Xf9,0X5b,0Xfa,0x15 }; //月亮代表我的心

uchar code Music[]={

0X02,0X82,

0X16,0X32,0X54,0X02,0X52,

0XA6,0X32,0X54,0X02,0X52,

0X64,0X74,0XB6,0X64,

0X52,0X5C,0X32,0X22,

0X16,0X12,0X14,0X32,0X22,

0X16,0X12,0X14,0X22,0X32,

0X26,0X12,0X94,0X22,0X32,

0X2C,

0X32,0X52,

0X36,0X22,0X14,0X54,

0XAC,0X92,0XA2,

0X96,0X0A2,0X96,0X82,

0X3C,0X54,

0X36,0X22,0X14,0X54,

0XAC,0X92,0XA2,

0X16,0X12,0X14,0X22,0X32,

0X2C,0X02,0X82,

0X16,0X32,0X56,0X12,

0XA6,0X32,0X56,0X52,

0X66,0X72,0XB6,0X62,

0X62,0X52,0X58,0X32,0X22,

0X16,0X12,0X14,0X32,0X22,

0X16,0X12,0X14,0X22,0X32,

0X1C,

0XFF};

//按键音符

uchar code KeyCode[]={0XFF,0XFF,

0xF8,0x8B,0xF9,0x5B,0xFA,0x14,0xFA,0x66,0xFB,0x03,0xFB,0x8F,0xFC,0x0B,//低音 0xFC,0x43,0xFC,0xAB,0xFD,0x08,0xFD,0x33,0xFD,0x81,0xFD,0xC7,0xFE,0x05,//中音 0xFE,0x21,0xFE,0x55,0xFE,0x84,0xFE,0X99,0XFE,0xC0,0xFE,0xE3,0xFF,0x02,//高音 };

void main(void)

{

P1=0XFF; //初始化

P0=0XFF;

P2=0;

TMOD=0X01;

IT0=1;

TR0=0;

EX0=1;

ET0=1;

EA=1;

while(1)

{

KeyScan(); //按键扫描

Run(); //运行

DisPlay(); //显示

}

}

void Run(void) //运行

{

if(flag==0)

PlayMusic();

else PlayKey();

}

void KeyScan(void) //按键扫描{ if(P1==0XFE) //第一按键按下 { delay_1ms(12); //延时12MS if(P1==0XFE) //确定按下

{key=1; a=key;

}

}

else if(P1==0XFD)

{

delay_1ms(12);

if(P1==0XFD)

{key=2; a=key;}

}

else if(P1==0XFB)

{

delay_1ms(12);

if(P1==0XFB)

{key=3;

a=key;}

}

else if(P1==0XF7)

{

delay_1ms(12);

if(P1==0XF7)

{key=4;

a=key;}

}

else if(P1==0XEF)

{

delay_1ms(12);

if(P1==0XEF)

{key=5;

a=key;}

}

else if(P1==0XDF)

{

delay_1ms(12);

if(P1==0XDF)

{key=6;

a=key;}

}

else if(P1==0XBF)

{

delay_1ms(12);

if(P1==0XBF)

{key=7;

a=key;}

}

else if(P0==0XFE) //低音模式键按下 { delay_1ms(12);

if(P0==0XFE)

{gaodi=0;

a=gaodi;}

}

else if(P0==0XFD) //中音模式键按下 {

delay_1ms(12);

if(P0==0XFD)

{gaodi=1;

a=gaodi;}

}

else if(P0==0XFB) //高音模式键按下

{

delay_1ms(12);

if(P0==0XFB)

{gaodi=2;

a=gaodi;}

}

else return;

}

void PlayKey(void) //响应按键

{

if(key==0)

return;

else

{

Th0=KeyCode[gaodi*14+key*2];

Tl0=KeyCode[gaodi*14+key*2+1];

TR0=1; delay_1ms(187);

TR0=0; key=0;

}

}

time0() interrupt 1 //定时器0中断 {

TH0=Th0;

TL0=Tl0;

Beep=~Beep;

}

void interrupt0() interrupt 0 //外部中断0 {

flag=~flag;

if(flag==0)

{

a=8;

P2=0;

7个音阶的电子琴

单片机原理与应用 综合实验报告 电子琴的设计 专业班级:电子08-2 姓名:何达清 学号: 12 时间:2010年12月25号 指导教师: 2010年12 月25 日

电子琴的设计 电子08-2 何达清 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。本文的主要内容是用AT89C51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、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个弹奏按键、1个播放键和扬声器。 关键词:单片机89C51、电子琴、重要性、应用性 1、引言 电子琴是高科技在音乐领域的一个代表,它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作,而且由于它又具备现代音乐,特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构、特征,因而使我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音乐的教学时,更直接、更简便。 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。 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。若要产生音频脉冲,只要算出某一音频的周期(1/频率),再将此周期除以2,即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间,每当计时终止后就将P1.0反相,然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。 2、总体设计方案 2.1设计思路 这次的电子琴是由7个低音键设计成7个音。然后再用一个音频放大模块来使音乐播出的声音变大。通过这7个键的随意组合可随意弹奏想要表达的音乐,用功能键转换成歌曲演奏,可播放预存的音乐,使用很简单。 详细过程:当系统扫描到键盘上有键子被按下,则快速检测出是那一个键子,对检测到得按键值进行判断,是琴键则跳转至琴键处理程序,是功能键则跳转至相应的功能程序,我们设计的功能程序有两种,即音色调节功能和自动播放乐曲功能,根据检测到得按键值,查询音律表,给计时器赋值,使发出相应频率的声音。然后单片机的定时器被启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。假如在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下,则启用中断系统,前面键的发音停止,转到后按的键的发音程序,发出后按的键的音。检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序,

数电课程设计--简易电子琴

目录 1 设计任务 (1) 1.1 基本任务 (1) 1.2 扩展任务 (1) 2 设计方案原理 (1) 3 单元电路的设计 (2) 3.1 多谐振荡器 (2) 3.2 琴键开关 (3) 3.3 扩音器(喇叭) (4) 3.4 器件选择 (4) 4 电路图的绘制 (5) 5 电路的仿真及调试 (6) 6 体会 (6) 参考文献 (8)

1设计任务 电子琴是一种很简单的电子产品,目前市场上所售的电子琴多为基于单片机所设计的。本次课设要求利用数电知识,设计一个能奏出八个音阶的电子琴。虽然没有基于单片机的电子琴那么多的功能,但是电子琴的基本功能是可以满足的。 本次设计的主要内容为:根据数电课程所学内容,结合其他相关课程知识,设计一个简易电子琴,以加深对单片机知识的理解,锻炼实践动手能力。 本次设计的任务为: 1.1基本任务 ①具备8个按键,能够分别较准确地弹奏出1?1八个音符。 ②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参 数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。用 Proteus或MULTISIM软件完成仿真,并按规定格式写出课程设计 报告书。 1.2扩展任务 ①能够弹奏出至少21个音符(三个音阶)。 ②能够较便捷地完成音阶的升降。(按一个开关实现升8度,按另一个开关实现降 8度) 2设计方案原理 本方案为利用555多谐振荡器能输出脉冲信号的特性,通过改变振荡器外接电阻的阻值来改变振荡器输出脉冲的频率,驱动喇叭发出各种音阶。电子琴所用琴键即为改变电阻阻值的开关,通过改变阻值使输出与琴键音阶相对应。

原理框图如下: 图1原理框图 3单元电路的设计 3.1多谐振荡器 利用多谐振荡器产生周期脉冲电路图如下图所示 图2 多谐振荡器电路实现 图中引脚功能: 1脚:GND或Vss)外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。 2脚:TR低触发端。 3脚:OUT(或Vo)输出端。 4脚:Rd是直接清零端。当R端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH 处于何电平,时基电路输出为“ o”,该端不用时应接高电平。 5脚:CO或VC)为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的

单片机电子琴的设计

单片机电子琴的设计前言 1 第一章设计要求及工作原理1 1.1 差不多设计要求 1 1.2 方案比较与确定 2 1.3 系统组成与工作原理2 第二章硬件电路设计6 2.1 单片机最小系统 6 2.2 键盘模块 9 2.3 方波发生模块11 2.4 功率放大发声模块11 第三章软件设计12 3.1 软件结构功能设计12 3.2 主程序设计12 3.3 子程序设计13 第四章实验调试及测试结果分析15 4.1 软件调试 15 4.2系统联调16 结论17 参考文献18 附录1:系统原理图 19 附录2 源程序19 附录3 电子琴成品图26 附录4元件清单27

前言 电子琴是一种功能强大,易于制作,成本低廉的现代新型乐器。它可按照使用者的不同要求方便的进行设计,成为现代社会一种颇具市场号召力的乐器。单片机具有强大的操纵功能和灵活的编程实现特性,在现代工业生活中随处可见,此次课程设计要紧确实是利用STC89C52单片机为核心操纵元件,设计简易的一个电子琴,并以此对电子琴原理及硬件组成进行分析并设计,最终由此做出实物。由此更进一步把握微机原理及应用课程的有关知识,提升应用微机解决咨询题的能力,加深对微机应用的懂得。通过查阅资料,结合所学知识进行软、硬件的设计,初步把握应用微机解决咨询题的步骤及方法。为以后结合专业从事微机应用设计奠定基础。 第一章设计要求及工作原理 1.1 差不多设计要求 基于单片机STC89C52为核心。 利用定时/计数器8253设计并制作一个简易电子琴。

设计至少8个按键,每个按键对应一种音调,即1、2、3、4、5、6、7、8八个不同的音节。 按下按键发声,松开按键后声音延迟一段时刻后停止,可弹奏简单的乐曲。 1.2 方案比较与确定 方案一:使用单片机内部定时器,通过编程实现发出不同频率方波,产生音阶。 方案二:使用8253作为外部定时器,通过编程实现产生所需频率的方波。 通过对方案一和方案二的比较能够明白,方案一是通过使用单片机内部定时器,以编程实现方波输出,优点在于外部电路简单,程序结构简单,缺点在于消耗单片机资源过多,不利于优化升级;方案二是利用82 53来产生方波,相对来讲这种方案外部电路较为复杂,程序结构也更为复杂,优点在于占用单片机资源少,输出稳固,利于扩展;故而选择方案二较好 1.3 系统组成与工作原理 声音的频谱范畴约在几十到几千赫兹, 若能利用程序来操纵单片机某 个口线持续输出“高”“低”电平, 则在该口线上就能产生一定频率的方波, 将该方波接上喇叭就能发出一定频率的声音, 若再利用程序操纵“高”“低”电平的连续时刻, 就能改变输出波形的频率从而改变音调。乐曲中, 每一音符对应着确定的频率, 下表给出各音符频率。如果单片机某个口线输出“高”“低”电平的频率和某个音符的频率一样, 那么将此口线接上喇叭就能够发出此音符的声音。本系统确实是按照此原理设计, 关于单片机来讲要产生一定频率的方波大致是先将某口线输出高电平然后延时一段时刻再输出低电平, 如此循环的输出就会产生一定频率的方波, 通过 改变延时的时刻就能够改变输出方波的频率。单片机内部有两个位的定时计数器T1和T0, 单片机的定时计数器实际上是个计数装置它既能够对单片机的内部晶振驱动时钟计数也能够对外部输入的脉冲计数, 对内部晶振计

基于单片机的简易电子琴设计课程设计

基于单片机的简易电子琴设计课程设计

湖南文理学院 课程设计报告 课程名称:单片机课程设计 专业班级:自动化10102班17号学生姓名:肖葵 指导教师:王南兰 完成时间:2013年 6 月13 日报告成绩: 湖南文理学院制

摘要 随着社会的发展进步,音乐逐渐成为人们生活中很重要的一部分,有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲,作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。人们对于电子琴如何实现其功能,如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。 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AT89S52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、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有16个按键和扬声器。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。 关键词:AT89S51;音色节拍器;电子琴

ABSTRACT With the development of our society, music has become an important part of life. There’s a saying goes that people who likes music cannot be an evil. During our life, we often enjoy all kinds of music in the world to baptize our spirits. This thesis has designed a simple microcontroller-based electronic key board. We are curious about the foundation of electronic keyboard, such as the choice of timber, the control of volume, the metrononme and automatic playback. The keyboard is a product of modern electronic technology combined with music, it is a new type of keyboard instruments. And it plays an important role in modern music. Single chip has a powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89S51 control of the core components, Design of an electronic organ, single chip as a host to the core, with the keyboard, speakers and other core modules main control module, in the main control module has 16 keys and speakers. Stability of the system, its advantages are simple hardware circuits, software functions, control system reliability, high cost performance and have certain practical and reference value. Key words : single chip MCU keyboard speaker electronic organ

基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计

重庆三峡学院 单片机课程设计报告书 学院: 年级专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 教师职称: 成绩: 制作日期2012年11月29日

基于AT89C51单片机的多音阶电子琴的设计 重庆三峡学院 摘要 单片机是电子、计算机及机电专业的一门重要的必修课程。要求我们掌握单片机的基本组成和工作原理、会变程序的一般编写方法、常用接口电路的软硬件设计方法,具备基本的单片机系统应用与开发能力。 随着科技的快速发展,单片机的应用日益普遍。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。本单片机系统设计应用单片机控制技术,用AT89C51单片机为核心控制元件根据本学期所学的单片机知识结合设计了一套单片机控制的电子琴系统。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。 本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析,接着制作硬件电路和编写软件的程序,最后进行软硬件的调试运行。并且从原理图,主要芯片,各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示,并且能自动播放程序中编排的音乐。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,性价比高等,具有一定的使用和参考价值。 关键词:单片机、电子琴、AT89C51、独立键盘、

目录 第 1 章引言......................................................................................................................... 1. 1. 1 设计背景 (1) 1.2 设计任务 (1) 1.3 设计目的 (1) 1.4 设计思路 (1) 第 2 章方案论证 (1) 2.1 方案论证 (1) 第 3 章硬件系统设计 (2) 3.1时钟电路 (2) 3.2 复位电路 (3) 3.3 原理框图 (3) 3. 4 显示部分设计 (3) 3.5 按键部分设计 (4) 3.6 发音部分设计 (5) 第 4 章软件系统设计 (5) 4.1 系统分析 (5) 4.2 参数计算 (7) 4.3 程序设计 (8) 第 5 章实验结果 (10) 5.1硬件调试 (10) 5.2 软件调试 (10) 5.3 仿真结果 (10) 5.4 结果分析 (11) 第 6 章总结 (11) 附录一:系统整体电路图 (12) 附录二:元器件清单 (12) 附录三:源程序代码 (13) 参考文献 (19)

简易电子琴课程设计

课程设计任务书学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位:信息工程学院 题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现 初始条件: 可选元件:集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干,直流电源,或自备元器件。 可用仪器:示波器,万用表,直流稳压源,函数发生器 要求完成的主要任务: (1)设计任务 根据要求,完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试,鼓励自制稳压电源。 (2)设计要求 ①设计一简易电子琴电路,按下不同琴键即改变RC值,能发出C调的八个基本音阶,采用运算放大 ②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。 ③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系 统功能。 ④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排: 1、前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。 2、后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 1.模电课设概述 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的及意义 (1) 1.3开发环境proteus简介 (1) 2.电路原理 (3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择 (3) 2.2振荡条件 (4) 3.总体方案设计 (5) 3.1实验电路设计思路 (5) 3.2设计电路图 (6) 3.3实验参数选择 (6) 4.仿真曲线及结果分析 (7) 4.1仿真操作过程及曲线 (7) 4.2仿真结果分析 (14) 5.实物制作及仿真、实物的差异 (15) 5.1实物制作过程和调试过程 (15) 5.2 仿真、实物的差异 (16) 6.心得体会 (17) 7.元件清单 (18) 8.参考文献 (19)

基于51单片机的电子琴设计

随着社会的发展进步,音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分,有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲,作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。 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,它已经融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AT89C51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、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键和扬声器。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,具有一定的实用和参考价值。 关键词:AT89C51单片机;数码管;电子琴

1 系统方案设计 (1) 1.1 设计指标 (1) 1.2 系统方案综述 (1) 1.3 系统设计思路 (1) 2 硬件设计 (2) 2.1 电路图 (2) 2.2 单片机AT89C51简介 (2) 2.3 单片机的工作过程 (4) 2.4 键盘电路 (5) 2.5 显示电路 (5) 2.6 声音电路 (7) 3 系统软件设计 (7) 3.1延时程序设计 (9) 3.2定时器初始化及其中断函数 (9) 3.3示例音乐播放程序 (10) 3.4单独按键中断处理函数 (10) 4 实验结果与分析 (10) 4.1 Proteus软件简介 (10) 4.2仿真调试 (12) 5 设计心得 (13) 6 参考文献 (14) 附录 (15) 附录A 元件清单、器件识别与检测 (15) 附录B 程序源代码 (16)

单片机电子琴音乐盒课程设计

课程设计报告 设计题目:单片机多功能音乐盒设计 【摘要】本设计是一个基于AT89C51系列单片机的音乐盒,依据单片机技术原理,通过硬件电路制作以及软件编译,设计制作出一个多功能多功能音乐盒。该音乐盒主要由按键电路、复位电路、时钟电路以及蜂鸣器组成。使用两个按键控制音乐盒,一个用来暂停歌曲,另一个用来切换歌曲本音乐盒共有四首歌曲,还有4*4矩阵键盘电子琴弹奏功能,播放歌曲时,蜂鸣器发出音调,矩阵键盘无扫描信号,不动作。当按下暂停歌曲键时,可继续弹奏电子琴。本设计利用KEIL编程软件对音乐盒源程序进行编程并调试,配合PROTEUS仿真软件对硬件进行仿真调试,节约了设计时间。 设计作者:吴文豪 专业班级/学号:10应电三班 1006020144 合作者1:专业班级/学号: 合作者2:专业班级/学号: 指导教师:王明文 设计时间:2012年5月12日———2012年6月3日

目录 引言 (1) 1.设计任务及要求 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求 (2) 1. 3研究内容 (2) 2.系统总体设计 (3) 2.1系统结构框图设计及说明 (3) 3.软、硬件设计…………………………………………………………….. 3.1 系统硬件设计………………………………………………………… 3.1.1系统硬件原理图及工作原理说明………………………… 3.1.2单元电路设计原理与元件参数选择……………………… 3. 2系统软件设计…………………………………………………….. 3. 2. 1软件系统总流程图及设计思路说明…………………... 3. 2. 2软件各功能模块的流程图设计及思路说明…………... 4.安装与调试………………………………………………………………. 4.1安装调试过程……………………………………………………… 4.2调试中遇到的问题…………………………………………………5.结论………………………………………………………………………. 6.使用仪器设备清单………………………………………………………. 7.收获、体会和建议………………………………………………………. 8.参考文献…………………………………………………………………. 9.附录………………………………………………………………………

简易电子琴的设计与仿真.

proteus 7的使用及调试 定时器、中断、键盘接口数字电路、模拟电路的相关知识2、实现及编程 2.1程序框图 ) 2.2电路原理图

2.3程序内容 7个音调的产生方法 按k2让音调逆向输出 如何按k8+k2放出音乐和如何 让音乐停止 2.4汇编源程序 BUZZ EQU P2 BUZZ1 EQU P1.7 ORG OOOOH LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INT_T0 ORG 001BH LJMP TIME1 ORG 8000H MAIN: MOV SP,#90H MOV BUZZ,#0FFH MOV TMOD,#11H SETB ET0 SETB ET1 SETB EA CLR TR0 START: MOV R0, BUZZ CJNE R0,#0FFH,KEY1 CLR TR0 SJMP START KEY1: CJNE R0,#0FEH,KEY2 MOV 30H,#0FBH MOV 31H,#0E9H LJMP SET_TIMER KEY2: CJNE R0,#0FDH,KEY3 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#5CH LJMP SET_TIMER KEY3: CJNE R0,#0FBH,KEY4 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#0C1H LJMP SET_TIMER KEY4: CJNE R0,#0F7H,KEY5 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#0EFH LJMP SET_TIMER KEY5: CJNE R0,#0EFH,KEY6 MOV 30H,#0FDH MOV 31H,#045H LJMP SET_TIMER KEY6: 囉* 祖 1IU ■□■1l ? ■CkUJUfiia ▼"■VZ AfiJkAAl ■E * F Wi -54 ■U A JM "bn iunTb —- P XF

基于51单片机简易电子琴的课程设计

基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于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。他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AT89S52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,与键盘扬声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,和一个复位按键。 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硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎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,构成我们想演奏的那首曲目。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来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率较小,且价格低廉,所以,被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块

电子琴的设计八音阶

目录 摘要 (2) 关键字 (2) 第一章系统设计 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.1.1 基本部分 (2) 1.1.2 发挥部分 (2) 1.2总体设计方案 (2) 1.2.1 设计思路 (3) 1.2.2 方案比较 (3) 1.2.3 系统组成和工作原理 (3) 第二章单元电路设计 (4) 2.1顶层模块(top)的设计 (4) 2.2自动演奏模块(automusic)的设计 (4) 2.3音调发生模块(tone)的设计 (4) 2.4数控分频模块(speaker)的设计 (4) 第三章软件设计 (5) 3.1VHDL语言简介 (5) 3.2软件设计 (5) 第四章系统测试 (6) 4.1测试使用的仪器 (6) 4.2测试方法 (6) 4.3指标测试和测试结果 (6) 第五章结束语 (6) 第六章参考文献 (6) 第七章附录 (7) 电子琴的设计 摘要:用可编程逻辑器件(PLD)来完成该设计。核心是一数控分频器,对输入的脉冲进行分频,得到每个音阶对应的频率,由此实现简易电子琴的发音功能。电子琴可演奏由键盘输入的音阶或切换到自动演奏存储在电子琴内的乐曲。本设计基于超高速硬件描述语言VHDL在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的XC2S2005PQ-208芯片上编程实现;经仿真,硬件测试和调试基本能够达到技术指标,实验结果和仿真结果基本一致。 关键词:PLD,VHDL,数控分频,电子琴 The Design of Electrical Organ Cao Xueke Tan Xianfeng Tian Dandan (Nanhua University HengYang Hunan 421001) Teacher:Wang Yan Abstract:The design is accomplished with Programmable-Logic-Device (PLD). The core of it is

(完整版)基于51单片机简易电子琴的设计

电子琴的设计 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物,属于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。他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AT89S52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,与键盘扬声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,和一个复位按键。 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硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图,主要芯片,个模块原理及各莫奎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,构成我们想演奏的那首曲目。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来产生这样的方波频率信号,因此,我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。一. 任务要求与总体设计方案 1.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1,2,3,4,5,6,7,8八个键,能够发出7个不同的音调,而且有一个按键可以自动播放歌曲,要求按键按下时发声,松开延时一小段时间,中间再按别的键则发另外一音调的声音,当系统扫描到键盘按下,则快速检测出是哪一个按键被按下,然后单片机的定时器启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下,则启动中断系统。前面的发音停止,转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 1.2 设计方案 1.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成,它几乎不存在噪声,音响效果较好,而且由于所需驱动功率

基于51单片机的电子琴设计课程设计

目录 前言 (2) 第1章基于51单片机的电子琴设计 (3) 1.1 电子琴的设计要求 (3) 1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3) 1.3 总体设计方案 (3) 第2章系统硬件设计 (5) 2.1 琴键控制电路 (5) 2.2 音频功放电路 (6) 2.3 时钟-复位电路 (6) 2.4 LED显示电路 (6) 2.5 整体电路 (6) 第3章电子琴系统软件设计 (7) 3.1 系统硬件接口定义 (7) 3.2 主函数 (8) 3.2.1 主函数程序 (8) 3.3 按键扫描及LED显示函数 (9) 3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10) 3.4 中断函数 (11) 3.4.1 中断程序 (12) 第4章电子琴和调试 (12) 4.1 调试工具 (12) 4.2 调试结果 (13) 4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14) 第5章电子琴设计总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)

前言 音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容,它在陶冶情操、提高素养、开发智力,特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。近年来,我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩,探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。如今,电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。而在课堂教学方面,它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间:瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法;瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施,这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室,让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。现代乐器中,电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表,体现了人类电子技术和艺术的完美结合。电子琴自动伴奏的稳定性、准确性,以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求,都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格,对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。电子琴所包含的巨量的音乐信息和强大的音乐表现力可以帮助音乐教学更好地贯彻和落实素质教育,更有效地提高人们的音乐素质和能力。目前,市场上的电子琴可谓琳琅满目,功能也是越来越完备。以单片机作为主控核心,设计并制作的电子琴系统运行稳定,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,具有一定的实用与参考价值。这就为电子琴的普及提供了方便。 二、电子琴设计要求本设计主要是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一台电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有7个按键和1个复位按键。本系统主要是完成2大功能:音乐自动播放、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,而每个音符的符号只是存在自定义的表中。

勇简易电子琴设计

勇简易电子琴设计 明达职业技术学院 实训(实践)报告2018-2018学年度第一学期 信息工程系电子信息工程技术专业班级09电信(1)学号43093126 课题名称简易电子琴设计与制作 学生姓名魏善勇 指导教师王青 2011 年6月 23

摘要 在刚刚进入2018年的气息下!到处都在处于经济危机的阴影下!然而那个电子行业觉感受到了有一点复苏的气息!电子那个行业在各种高端技术方面差不多站稳了它的脚跟,但依旧有待提高。而在那个经济繁荣的社会上,高端技术差不多林林树立!而作为钢琴来说电子琴差不多比一般钢琴更受消费者喜爱和同意!专门是青青年,因此以后市场占有率确信是空前的繁荣!就那个简易电子琴它要紧是由NE555定时器以及一些电阻、电容、开关、和LM386芯片串并联组成!差不多设计要求是由NE555产生频率振荡,要紧采取不同的电阻来操纵频率、再由不同的频率来操纵不同的音质啊!制作过程中发觉了一些问题,通过共同的分析研究得到解决,此次的课程设计巩固了前时期所学的理论知识,增强了动手实践能力。 关键字:NE555 LM386 频率简易电子琴

名目 前言 (1) 第一章简易电子琴概要设计 (2) 第二章简易电子琴的详细设计 2.1 设计方案一 (3) 2.2 设计方案二 (3) 2.3 设计方案选择 (4) 第三章简易电子琴设计电路、参数运算与引脚图 3.1简易电子琴操纵电路 (5) 第四章简易电子琴的系统组成及器件工作原理 4.1 脉冲形成:有电阻及555形成的多谐振荡器组成及工作原理 (6) 第五章实验调试及测试结果分析 (8) 设计与体会结论 (9) 参考文献 (10) 附录一 (10) 电子专业课程设计任务书 (11)

基于FPGA的简易电子琴实现

基于FPGA的简易电子琴实现 李全 摘要 本系统是采用EDA技术设计的一个简易的八音符电子琴,该系统基于计算机中时钟分频器的原理,采用自顶向下的设计方法来实现,它可以通过按键输入来控制音响。多功能电子琴的设计是在原有普通电子琴的基础上进行扩充的一个设计。该电子琴的设计大体可以由三个模块构成,分别是电子琴音调发生器模块、数控分频模块和自动演奏模块。用超高速硬件描述语言VHDL编程可以实现各个模块的功能。能够实现弹琴和自动演奏的功能。系统实现是用硬件描述语言VHDL按照模块化方式进行设计,然后进行编程、时序仿真、总体整合。本系统的功能比较齐全,有一定的现实使用的价值。本文中介绍了电子琴系统的整体的设计,并基于超高速硬件描述语言VHDL在相关的芯片上编程实现的。 关键字 电子琴;EDA;现场可编程逻辑器件FPGA;超高速硬件描述语言VHDL;音调发生;数控分频; 1引言

我们生活在一个信息高速发达的时代,各种各样电子产品层出不穷。对于广大老百姓来说,电子琴可以说已经不再是什么“新鲜玩意”了,它现在作为一种休闲和娱乐的产品早就推出市面,面向百姓,进入了我们的生活。作为一个电子信息科学与技术专业的学生,了解这些电子产品的基本的组成和设计原理是十分必要的,我们学习过了计算机组成的理论知识,而我所做的课程设计正是对我学习的理论进行实践和巩固。本设计主要介绍的是一个用超高速硬件描述语言VHDL设计的一个具有若干功能的简易电子琴;集科学性,先进性,创新性,实用性于一体,其理论基础源自于计算机组成原理的时钟分频器。 1.1 设计的目的 本次设计的目的就是在掌握计算机组成原理理论相关的基础上,了解EDA技术,掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想,通过学习的VHDL 语言结合电子电路的设计知识理论联系实际,掌握所学的课程知识,例如本课程设计就是基于所学的计算机原理中的时钟分频器和定时器的基础之上的,通过本课程设计,达到巩固和综合运用计算机原理中的知识,理论联系实际,巩固所学理论知识,并且提高自己通过所学理论分析、解决计算机相关的实际问题的能力。 1.2设计的基本内容

单片机课程设计---简易电子琴设计

单片机 课程设计 课程设计名称: 专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 课程设计时间:

一、需求分析 1.1课题背景 随着社会的发展进步,音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分,有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲,作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。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。电子科技也在不断的前进,电子技术正在以不同的方式改变着我们的生活,电子琴设计也是希望给人们带来一些生活的乐趣。电子琴可以应用在很多方面,比如一些简易的玩具上或手机上。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能,从而实现电子琴的微型化。 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。 1.2 课题设计的任务与主要内容 本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件,设计一个简单的电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有16个按键和扬声器。定时器按设置的定时参数产生中断,由于定时参数不同,就会发出不同频率的脉冲,不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出不同音调。 先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序,然后进行仿真调试,最后细心焊接硬件电路图,将程序烤入芯片中,最终达到设计目的。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。

简易电子琴设计数电课程设计

长沙学院 数电课程设计说明书 题目简易电子琴设计 系(部) 专业(班级) 姓名 学号 指导教师 起止日期

数字电子技术课程设计任务书(16)系(部):专业指导教师:

长沙学院课程设计鉴定表 概要 (5)

目录 一、简易电子琴的简介 (6) 1、电子琴设计的背景 (6) 3、电子琴设计的目标 (6) 二、简易电子琴的工作原理电路以及方案选择分析 (7) 1、简易电子琴的工作原理及其电路 (7) 2、方案选择分析 (8) 三、用multisim仿真图及仿真数据分析 (9) 1、仿真图 (9) 2、仿真数据结合电路分析: (13) 四、设计心得体会 (14) 五、参考文献 (14)

概要 随着电子信息社会的进步发展,音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分,电子琴则是一种很常见的键盘乐器,是现代电子科技和音乐结合的产物。在各个领域扮演很重要的角色,早已融入现代人们的日常生活中,成为不可替代的一部分。我们人类的乐器创作非常广泛,几乎在更大软件均有乐器制造,制作乐器也是和我们电子信息工程的专业知识相结合,所以本文就设计了一个简易电子琴。此次试验实现了8个音阶的振荡频率控制的音调,成功实现简易电子琴的基本功能。 本实验着重讲述了如何使用555制作简易电子琴产生8个不同音阶控制电路的设计,当操作者按下8个按键即可产生8种不同的音调,然后通过LM386功率放大器进行音调放大。在multisim软件仿真中,由于没有LM386芯片,本实验通过用TDA2030替代LM386完成了简易电子琴的仿真,其基本的设计思路是采用了模块设计:实现基本要求时只要用555构成多谐振荡电路,通过不同的电阻(用变阻器调节成8个所需电阻)来获得不同的频率,再经过LM386放大所以发出不同的音调。如果要实现提高要求则需要在基本要求上添加一部分电路即可。通过开关控制不同的电阻所对应的振荡电路的通断调节相应频率大小,从而产生不同的音调。 此次试验我们在图书馆以及网上查找了大部分资料实验才得以完成,最简易的电子琴工作原理有利于对高端音乐软件产品的研究。由小及大,由浅入深,相信将来音乐软件将更加便利我们的生活。 关键词:简易电子琴,NE555,LM386,调频电阻

简易电子琴设计

1 设计任务描述 1.1设计题目: 简易电子琴设计 1.2设计内容 利用微机原理试验箱,设计简易电子琴,要求至少可以弹出7个音阶。 1.2.1设计目的 通过本学期对微机原理的学习,掌握的知识还停留在理论的上。但是这是一门实践性较强的课程,让学生在学完该课程之后,进行一次课程设计,使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来,初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法,提高分析和解决实际问题的能力。 通过设计实践,培养学生查阅专业资料,工具书或参考书,了解有关工业标准,掌握现代设计手段和软件工具,并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。 通过设计,不但要培养和提高学生解决工程具体问题,动脑动手的技术工作能力,而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想,培养良好的设计习惯,牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。 1.2.2基本要求 1.可以弹出7个音阶。 2.弹奏简短音乐。 3.通过改变键盘输入来改变8254输出频率,实现扬声器发音

2 设计思路 通过8255和8254来实现电子琴模拟, 主要由两部分组成:第一部分为键盘扫描,用来确定按键位置,并给计数器赋初值。第二部分为发声部分,由计数器1#的输出端产生一定频率的方波驱动扬声器发声。 其中8254和课本中学的8253在原理上是一样的,它为可编程定时器/计数器。利用计数器0,并使它工作在方式3---输出对称方波,通过改变频率来实现不同的发声高低,再调用延时子程序来实现发音的长短,把输出方波送到扬声器,至此实现不同的音符发声。 过程中主要用到了8255芯片的PB 0—PB 4 ,PA —PA 4 它们分别与键盘单元的 X 1—X 4 ,Y 1 —Y 4 相连,其中B口低4位为输出端,B口低4位1为输入端。由它们对 键盘单元进行扫描,并确定键值工作过程为:先给所有列线输入低电平,然后读取行线,检测行线是否为低电平,如果有某条行线输出低电平,则说明该键盘有按键被按下,否则,说明无按键被按下.采用这种方法可以快速判断键盘是否有键按下。在检查到有键按下后,再通过行扫描法判断按下的位置,从而确定按下的是什么键,经过计算得出计数器1#的初值。

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