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基于单片机的电子琴

基于51单片机的多功能电子琴的设计

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16个按键、一排LED灯和扬声器。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。

一、总体方案设计

1、系统设计要求

本系统分为三个部分，一个是音乐播放，一个是电子琴弹奏，和一个流水灯演示。具体指标如下：

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）固定音乐播放有按键控制：“播放”、“弹奏/停止”。

5）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。

6）弹奏电子琴时，流水灯会不停的亮灭。

2、系统设计组成

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：乐音实际上是有固定周期的信号。本文介绍用AT89C51的两个定时器（如T0，T1）控制，在P3.7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，同时，那排流水灯会不停的闪烁，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曲子供消遣。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。

3、系统框图

该系统通过电子琴按键随意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显示电路和两个功能键组成，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

二、单元电路设计

1、矩阵式键盘的识别

行扫描法：1、判断键盘中有无键按下将全部行线Y0-Y3置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。2、判断闭合键所在的位置在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。

2.数码管显示

利用共阴数码管显示，0，1，2，3……F，代表0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71。

3、流水灯

采用一组不同颜色的流水灯放于P1口，注意接限流电阻。

下图中的矩阵键盘，从上到下，从左到右，依次为键盘的0-15，在数码管上显示时顺序为0-9和A-F，在按功能键时，图上的两个指示灯会根据功能的不同实现亮/灭状态的切换。在播放内置音乐时，指示灯在一定程度上能指示出曲目的音符。

三、软件设计

１、整体程序处理流程图

在电子琴开始工作时，系统默认电子琴处于弹奏状态，歌曲选择功能键的目的是赋予矩阵键盘第二功能，即对系统内置的歌曲进行选择，在放歌时能且只能通过弹奏/停止键来结束放歌，选歌时必须先按下歌曲选择功能键，在通过矩阵键盘来选择和切换曲目。

２、音乐播放设计

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P3.7反相，然后重复计时再反相。就可在P3.7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，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，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的计数值。

T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr

低音DO的T＝65536－500000/262＝63628

中音DO的T＝65536－500000/523＝64580

高音DO的T＝65536－500000/1046＝65058

音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）

对于不同的曲调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。在这个程序中用到了两个定时/计数器来完成的。其中T0用来产生音符频率，T1用来产生音拍。

四、小结和体会

在这次单片机课程设计中，确实折腾了好久，从中也收获颇丰。在对单片机的P0，P1，P2，P3端口接不接电阻上研究了好久。P0口必须接上拉电阻，P1，P2，P3口接外部器件时，要考虑接限流电阻。在对音乐的编码时，要注意音调和节拍的编码。音调有低中高音21个，节拍有1/2,1/4,1/8,1/16拍。最后在调试时，检查了好久，发现一个地线在布线时忘了布。所以，以后做事时要细心啊，播放设备首先选的是蜂鸣器，但播放音乐时，效果不佳，最后用喇叭代替，声音效果得到了很好的改善。

本设计的电子琴可以集多种功能于一体，键盘，数码管，流水灯，喇叭。可以从触觉，视觉和听觉上感受此设计的完美。但此设计美中不足的是在播放音乐时，流水灯没有实现闪烁的功能。可以在原来基础上再加一个流水灯。实现对低、中、高总共２１个音调的闪烁，每读一个音调时就会有灯闪烁。可以采用而今编码实现。如：

低１为00001 中1为01000 高1为01111

低2为00010 中2为01001 高2为10000

低3为00011 中3为01010 高3为10001

低4为00100 中4为01011 高4为10010

低5为00101 中5为01100 高5为10011

低6为00110 中6为01101 高6为10100

低7为00111 中7为01110 高7为10101

利用五个闪烁灯对灯进行编码，就可在播放音乐时，每读到一个音调时，喇叭就会发声。

附录1:源程序：

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int uchar STH0; //定时器计数初值

uchar STL0;

bit FY=0; //放乐曲时FY=1, 电子琴弹奏时FY=0

uchar Song_Index=0,Tone_Index=0; //放音乐的参数

uchar k, key;

sbit SPK=P3^7;

sbit LED1=P1^0;

sbit LED2=P1^1;

sbit LED3=P1^2;

sbit LED4=P1^3;

sbit LED5=P1^4;

sbit LED6=P1^5;

uchar code DSY_CODE[]= {0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71};

uchar code Song[][50]= //任意选几首音乐的旋律

{{13,12,10,12,15,13,12,13,10,12,13,12,10,8,6,12,10,9,9,10,12,12,13,10,9,8,12,10,9,8,6,8,5,-1},

{8,9,10,8,8,9,10,8,10,11,12,10,11,12,-1},

{1,2,3,1,1,2,3,1,3,4,5,3,4,5,5,6,5,4,3,1,5,6,5,6,3,1,2,5,1,2,5,1,-1},

{10,10,10,9,10,9,10,9,9,6,6,7,8,9,8,7,6,5,6,-1},

{10,10,10,9,10,13,12,13,12,12,9,9,10,11,12,11,10,9,8,10,10,-1},

{13,14,13,12,12,10,12,10,12,9,13,12,10,9,10,10,-1},

{9,13,13,13,8,13,13,13,13,14,15,14,13,14,13,14,10,10,-1},

{13,14,13,12,12,10,12,10,12,13,14,13,14,13,14,10,-1},

{9,13,13,13,8,13,13,13,13,14,15,14,13,13,14,12,13,-1},

{12,10,12,15,13,15,12,12,8,9,10,9,8,9,0,0,12,10,12,15,14,13,15,12,12,9,10,11,7,8,0,0,-1},

{5,5,6,5,8,7,5,5,6,5,9,8,5,5,12,10,8,7,13,11,11,10,8,9,8,3,3,4,3,8,7,3,3,4,3,9,8,5,5,10,10,8,7,6,-1},

{8,0,8,9,13,5,0,10,9,9,9,0,9,9,8,9,0,0,0,9,0,9,10,11,12,0,11,11,11,11,0,10,11,12,10,0,0,12,8,0,10,11,12,8,12,13 ,14},

{6,10,10,10,10,9,8,8,7,6,13,13,13,13,13,12,10,12,12,11,10,10,13,13,12,10,9,8,9,8,7,6,3,-1},

{13,13,8,13,13,13,13,14,15,14,13,14,13,14,10,10,13,14,13,12,12,10,12,10,12,13,14,13,14,13,14,10,9,13,13,1 3,8,13,13,13,13,14,15,14,13,13,14,12,13,-1},

{12,8,0,10,11,12,8,12,13,14,13,0,0,0,15,15,15,14,13,13,12,12,10,11,11,10,9,8,0,0,0,-1},

{5,8,8,8,8,5,6,7,8,8,0,10,8,9,10,12,12,12,10,10,8,10,12,10,9,9,13,12,9,10,12,10,12,10,9,10,8,9,10,-1} };

uchar code Len[][50]= //上面几首音乐的旋律每个音符对应

{ {1,2,1,1,1,2,2,2,1,2,2,1,1,2,2,2,2,2,1,2,1,2,2,1,1,2,1,2,2,2,2,2,4,-1},

{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,2,-1},

{1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,2,0,1,0,1,1,1,0,1,0,1,1,1,1,1,2,1,1,2,-1},

{1,1,1,1,2,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,2,-1},

{1,1,1,1,0,1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,3,1,-1},

{0,1,1,0,1,1,2,1,1,0,1,1,0,1,1,2,-1},

{0,1,1,2,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,2,1,-1},

{0,1,1,0,1,1,2,1,1,0,1,1,0,1,1,4,-1},

{0,1,1,2,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,4,-1},

{1,1,1,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,2,1,1,-1},

{2,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,-1},

{1,1,1,1,2,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,0,1,0,1,0,1,0,2,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,2,-1},

{1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1},

{1,1,2,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,1,2,1,0,1,1,0,1,1,2,1,1,0,1,1,0,1,1,4,0,1,1,2,0,1,1,0,1,1,0,1,1,0,1,4,-1},

{2,1,1,1,1,1,1,1,1,2,1,1,1,1,1,1,1,0,1,0,2,1,1,1,1,1,1,1,1-1},

{2,1,1,0,0.25,1,0.25,0.25,2,1,1,1,1,0.25,0.25,1,1,1,1,0.25,1,0.25,1,0.25,1,2,1,1,1,1,1,1,1,1,0.25,0.25,1,1,2,-1} }; /* 音符与计数值对应表*/

uint code tab[]= {0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524, //0,低1，低2，低3，低4，低5，低6，64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030, //中1，中2，中3，中4，中5，中6，中7

65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 }; //高1，高2，高3，高4，高5，高6，高7

//播放歌曲时实现节拍的延时函数

void delay1(uint ms)

{ uchar t;

for (t=0;t<120;t++); }

/* 键消抖延时函数*/

void delay(void)

{ uchar i;

for (i=300;i>0;i--); }

/* 键扫描函数*/

uchar getkey(void)

{ uchar scancode,tmpcode;

if ((P0&0xf0)==0xf0)

return(0);

scancode = 0xfe;

while((scancode&0x10)!=0) // 逐行扫描

{ P0 = scancode; // 输出行扫描码

if ((P0&0xf0)!=0xf0) // 本行有键按下

{ tmpcode = (P0&0xf0)|0x0f; /* 返回特征字节码，为1的位即对应于行和列*/ return((~scancode)+(~tmpcode)); }

else scancode = (scancode<<1)|0x01; // 行扫描码左移一位

}

} /* 外部中断0 ,这里是弹唱按键*/

void EX0_INT() interrupt 0

{ FY=0; LED1=1; LED2=0; LED3=0;

LED4=0;

LED5=0;

LED6=0; } /* 外部中断1 ,这里是播放按键*/

void EX1_INT() interrupt 2

{ FY=1; LED1=0; LED2=1; LED3=0;

LED4=0;

LED5=0;

LED6=0; } /* 定时器0中断服务子程序*/

void time0_int(void) interrupt 1 using 0

{ /* 设置计数初值*/

TH0 = STH0;

TL0 = STL0;

SPK=!SPK; // 反相，产生输出脉冲

P2=DSY_CODE[k] ; }

void main(void) { LED1=1;

LED2=0;

P2=0x3f;

IE=0x87;

TMOD=0x01;

IT0=1;

IT1=1;

{

P0 = 0xf0; // 发全0列扫描码

if ((P0&0xf0)!=0xf0) // 若有键按下{

delay(); // 延时去抖动

if ((P0&0xf0)!=0xf0) // 延时后再判断一次，去除抖动影响

{ key = getkey(); // 调用键盘扫描函数

switch(key) // 根据获取的按键位置得到k值

{case 0x11: // 1行1列

k = 0; LED3=1; LED4=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x21: // 1行2列

k = 1; LED3=1; LED4=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x41: // 1行3列

k = 2; LED3=1; LED4=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x81: // 1行4列

k = 3; LED3=1; LED4=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x12: // 2行1列

k = 4; LED4=1; LED3=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x22: // 2行2列

k = 5; LED4=1; LED3=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x42: // 2行3列

k = 6; LED4=1; LED3=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x82: // 2行4列

k = 7; LED4=1; LED3=0;LED5=0;LED6=0; break;

case 0x14: // 3行1列

k = 8; LED5=1; LED3=0;LED4=0;LED6=0; break;

case 0x24: // 3行2列

k = 9; LED5=1; LED3=0;LED4=0;LED6=0; break;

case 0x44: // 3行3列

k = 10; LED5=1; LED3=0;LED4=0;LED6=0; break;

case 0x84: // 3行4列

k = 11; LED5=1; LED3=0;LED4=0;LED6=0; break;

case 0x18: // 4行1列

k = 12; LED6=1; LED3=0;LED4=0;LED5=0; break;

case 0x28: // 4行2列

k = 13; LED6=1; LED3=0;LED4=0;LED5=0; break;

case 0x48: // 4行3列

k = 14; LED6=1; LED3=0;LED4=0;LED5=0; break;

case 0x88: // 4行4列

k = 15; LED6=1; LED3=0;LED4=0;LED5=0; break;

default: break;

}

if(FY==0) { /* 根据所得的k值设定计数器1的计数初值*/ STH0 = tab[k]/256;

STL0 = tab[k]%256;

TR0 = 1; // 开始计数

while ((P0&0xf0)!=0xf0); // 若没有松开按键，则等待，等待期间弹奏该音符SPK=1;

TR0 = 0; // 若按键松开，则停止计数，不产生脉冲输出

}

else

{

while (FY==1)

{

if (Song[k][Tone_Index]==-1)

Tone_Index=0;

STH0=(tab[Song[k][Tone_Index]])/256;

STL0=(tab[Song[k][Tone_Index]])%256;

P2=DSY_CODE[Song[k][Tone_Index]] ;

TR0 = 1;

delay1(200*Len[k][Tone_Index]);

Tone_Index++;

TR0 = 0;

}

附录2:原理图

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)

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)

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

基于单片机的简单电子琴毕业设计

基于单片机的简单电子琴毕业设计目录 1引言 (1) 2 总体设计 (2) 2.1 设计目的与要求 (2) 2.2 电子琴系统的组成 (2) 2.3 系统设计框图 (3) 3 详细设计 (4) 3.1 硬件设计 (4) 3.2 硬件简介 (5) 3.2.1 AT89C51简介 (5) 3.2.2 LED数码管 (10) 3.3整体程序处理流程图设计 (11) 3.4矩阵式键盘的识别和显示与设计 (12) 3.4.1矩阵式键盘的结构与工作原理 (12) 3.4.2矩阵式键盘的按键识别方法 (13) 3.4.3键盘接口必须具有的4个基本功能 (15) 3.5音乐播放设计 (16) 3.5.1音乐发声原理 (16) 3.5.2音乐播放流程图 (18) 3.5.3放歌子程序流程图 (18) 4实现联调 (20) 4.1 Proteus 简介 (20) 4.2 keil 简介 (20) 4.3利用keil与Proteus进行的调试 (21) 5 总结与展望 (23)

参考文献 (25) Abstract： (26) 致谢 (27) 附录A：程序设计 (28) 附录B 印制电路板（PCB）设计 (34)

基于单片机的简单电子琴设计摘要：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。本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析与设计，并介绍了基于单片机电子琴的系统硬件组成。该文设计是一种基于AT89C51的简单音乐发生器，利用单片机技术、键盘和一组发光二极、SPEARK等实现原理图设计，并用C51语言进行键盘识别程序设计和音频脉冲输出程序的设计。经过软件和硬件的联调，并仿真出来。该音乐发生器不仅能通过键盘弹奏出来简单的乐曲，而且不弹奏时按播放键可以播放置音乐，音调和节拍都由单片机控制实现。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：单片机；键盘；扬声器；电子琴

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………………………………………………………………………

基于FPGA的简易电子琴设计

课程设计任务书

开题报告

皖西学院本科毕业论文（设计）中期检查表

简易电子琴的设计学生姓名：王春指导老师：郑大腾摘要本系统是采用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，分别是电子琴发声模块、存储器模块和选择控制模块。用超高速硬件描述语言VHDL编程可以实现各个模块的功能。不仅能实现弹琴和演奏的功能，它还能实现“复读”的功能，就是可以存储任意一段音乐，并且可以即时的播放出来。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；VHDL；音调发生；现场可编程逻辑器件FPGA；超高速硬件描述语言VHDL；电子琴系统； Abstract This system is designed using EDA technology a simple eight-note keyboard, the system clock divider based on the principle of the computer, using top-down design methodology to implement, it can be controlled through the key input audio. Multi-function keyboard is designed to be an ordinary keyboard in the original expansion on the basis of a design. The design of the keyboard in general consists of three modules, namely the keyboard sound

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

单片机电子琴制作16按键

《单片机原理》课程设计说明书专业名称：电气工程及其自动化班级：11-2 学号：姓名：指导教师：日期：2013.6.21

《单片机原理课程设计》评阅书

摘要本文设计了一种基于STC12C5A32S2单片机的电子琴电路。该方案利用单片机定时器产生固定频率的方波信号以驱动蜂鸣器发出一定的旋律，通过矩阵键盘中的相应的按键来输入使蜂鸣器发出相对音阶的单音。同时设计还有自动存储所输入的单音，之后再一起自动演奏出来的功能。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；默认为中音输出，当二个按键开关中某一个按下，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。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。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：STC12C5A32S2 单片机定时器电子琴

目录摘要 ....................................... 错误！未定义书签。第一章引言 . (2) 第二章电子琴电路硬件电路设计 .............. 错误！未定义书签。 2.1单片机的介绍与组成 (4) 2.2单片机主控电路 (4) 2.3 4×4矩阵键盘电路 (5) 2.4 蜂鸣器电路 (5) 第三章电子琴电路软件设计 .................. 错误！未定义书签。 3.1 程序设计流程图...................... 错误！未定义书签。 3.2音乐播放部分 (5) 3.3电子琴弹奏部分 (5) 3.4发音原理 (5) 第四章程序 ................................ 错误！未定义书签。心得体会 ................................... 错误！未定义书签。参考文献 (11) 附件错误！未定义书签。

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。

基于51单片机的显示电子琴设计毕业论文开题报告

XXX学院毕业设计（论文）开题报告题目名称基于51单片机的显示电子琴设计学生姓名专业班级学号一、选题目的和意义：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，他具有高性能、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。电子琴是箱子电子科技与音乐结合的产物。之所以受到群众们喜爱,是因为它能模拟各种乐器的音色,如笛、号、琴、颤音、和旋音等以及打击乐板音、鼓乐、沙锤等。本设计介绍一种除有普通电子琴功能外,还有不需要按琴键就能模拟电子琴自动演奏乐曲的电子琴音乐的产生和演奏电路。若与音响放大器相结合,则乐曲的音响效果会更好。 STC89C51单片机为核心控制元件，可提高开发效率，缩短研发周期，降低研发成本，且易于进行功能扩展。电子琴系统就是以单片机为核心部件设计的一个简易的电子琴，这只是单片机应用的一个点，由点及面，希望能更好的了解和应用单片机技术。我选单片机电子琴这个选题的目的在于通过从日常生活中的细微之处着手，将所学的理论知识与实践更好的结合起来，在设计制作电子琴的过程中，更加熟练的掌握单片机的应用，在更深刻的理解理论知识的同时锻炼提高自己的动手实践能力，使理论和实际能够相得益彰。二、研究概况及发展趋势综述计算机技术和通信技术紧密结合，涉及到通信与计算机两个领域。计算机网络的诞生使计算机体系结构发生了巨大变化，在当今社会经济中起着非常重要的作用，它对人类社会的进步做出了巨大贡献。从某种意义上讲，计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术水平，而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一。近年来，正是由于计算机技术的发展加之计算机多媒体技术及多媒体制作软件的广泛应用，使模拟电子琴技术也紧随时代的潮流加速发展，比如现在从互联网上就可以随意免费下载许多计算机软件开发出来的模拟电子琴软件，比如大名鼎鼎的悠悠电子琴，nbPiano模拟电子琴，顺风雷电子琴等，不仅以其完美的界面争得了广大电子琴爱好者地喜爱，而且其功能已经基本接近于真正的电子琴。相信计算机模拟电子琴的发展会越来越好。最近20年内，软件模拟电子琴技术发展迅速，不论是在制作过程上、操作程序上还是在演奏技法上都有了突飞猛进的发展，这在音乐发展史上是其他任何实体乐器所不能比拟的。自从八十年代电子琴进入我国以来，电子琴以它适合中国国情、经济适用、表现力强、功能强大而受到广大的初学者、音乐爱好者、专业音乐工作者，音乐家的喜爱，可以说现在电子琴在中国的普及率是很高的。这无论是对提高人们整体的音乐素质，还是对音乐的发展都是功德无量的事。本课题就是基于电子琴的上述诸多优点而提出来的。虽然现在电子琴的价格也比较低廉，但是低端的电子琴功能还是比较单一的，它不能满足人们对多种乐器乐感的要求。而计算机模拟电子琴，功能丰

51单片机简易电子琴

基于51单片机简易电子琴设计院系；电气信息工程学院班级；10通信工程三班姓名：张瑞指导老师：设计周数：一周

一设计题目：设计一简易电子琴，要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。使用元件：AT89C51、LM324，喇叭，按键等二设计目的（1）能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。（2）熟悉8051单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。（3）为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。（4）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。三设计思路在本次课程设计中，根据复杂程序设计思想——模块化程序设计，分析和确定程序总体设计目标：电子琴基本功能及部分扩展功能后，将总体目标划分为若干模块（子程序，具体可见下）。程序设计的思路按以下顺序进行： 1．分析与确定程序总体设计目标 2．将总体目标划分为若干模块 3．定义每个模块的具体任务，明确它与其他模块间的通信方式 4．编写源程序，进行调试四、设计原理、思路及流程图设计原理（1）对于一个特定的Ｄ/Ａ转换接口电路，CPU执行一条输出指令将数据送入Ｄ/Ａ，即可在其输出端得到一定的电压输出。给Ｄ/Ａ转换器输入按正弦规律变化的数据，在其输出端即可产生正弦波。对于音乐，每个音阶都有确定的频率。各音阶标称频率值：

（2）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。原理: 系统硬件图

(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

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。

基于单片机电子琴设计

基于单片机的简易电子琴设计

一、设计目的本方案设计数码管显示音符的实验，使用基于AT89C51单片机，在数码管上显示按键所代表音符的数字，通过键盘可以调节低音，中音，高音的音符，按下数据蜂鸣器会发出相应音符发出的声音。二、摘要：通过数码管显示音符的数字，按下键盘，蜂鸣器会发出声音进行提示关键词：单片机，键盘，蜂鸣器，数码管硬件电路设计 1、单片机模块设计 2、本次设计采用的是单片机AT89C51。芯片共有40个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口，如图3.1所示。左边那列逆时针数起，依次为1，2，3.....40，其中芯片的1脚顶上有一个凹点。在单片机的40个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。

3、 4、图AT89C51管脚图 5、AT89C51单片机共有4组8位可编程I/O口，分别为P0、P1、P2、P3口，每个口有8位，共32根。每一根引脚都可以编程，比如用来控制电机、交通灯等，开发产品时就是利用这些可编程引脚来实现我们想要的功能。 6、P0口：8位双向I/O口线，名称为P0.0-P0.7； 7、P1口：8位准双向I/O口线，名称为P1.0-P1.7； 8、P2口：8位准双向I/O口线，名称为P2.0-P2.7； 9、P3口：8位准双向I/O口线，名称为P3.0-P3.7。 10、本文单片机模块如图所示，主要是由单片机芯片与晶振和复位电路组成的。是由单片机来控制整个系统，让我们的系统可以正常的运行。

2、数码管显示模块设计 LED（Light Emitting Diode）发光二极管缩写。LED数码管是由发光二极管构成的。常见的LED数码管为“8”字型的，共计8段。它由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，每一段对应一个发光二极管。一般来说分共阳极和共阴极两种接法，如图4所示为八段LED数码管结构及外形。共阳极LED数码管的发光二极管的阳极连接在一起，公共阳极接正电压，当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。反之，共阴极发光二极管的阴极连在一起，通常公共阴极接地。当阳极为高电平时，发光二极管点亮。 LED数码管的a至g七个发光二极管因接得电压不同而导致不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，如表3所示为八段LED数码管的字形码表。

单片机电子琴实验报告修订版

单片机电子琴实验报告修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】

单片机及DSP课程设计报告专业：通信工程班级：姓名：学号：指导教师：李贺时间：2015-06-22~2015-07-03 通信与电子工程学院基于单片机的电子琴设计一、课设的目的及内容本设计主要是用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、蜂鸣器、数码管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。本系统主要是完成的功能：电子琴弹奏并显示所按的按键对应音的唱名。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。总之，本设计的电子琴有以下要求：（1）用键盘作出电子琴的按键，共7个，每键代表1个音符。各音符按照符合电子琴的按键顺序排列；（2）达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲；（3）在按下按键发出音符的同时显示出音符所对应的唱名

即1（dao）、2（ruai）、3（mi）、4（fa）、5（sao）、6（la）、7 （xi）。二、问题分析、解决思路及原理图本系统采用STC89C52RC为主控芯片，因其精度较高，操作比较灵活，输入电路和输出电路由芯片来进行处理，电路的系统的稳定性高，功耗小。其中，输入电路有7个独立按键，通过按键随意按下所要表达的音符，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，在蜂鸣器中发出有效的声音。由于需要显示的信息不多，显示电路未采用液晶屏显示，而是使用数码管显示电路负责显示按下的琴键所对应音符的唱名，这样既节省了成本，又降低了编程难度。图1 如图1所示基于单片机STC89C52RC的电子琴电路，它主要由琴键控制电路、数码管显示电路、音频功放电路和时钟-复位电路四部分所构成。三、硬件设计（一）琴键控制电路琴键控制电路作为人机联系的输入部分，也是间接控制数码显示和音频功放的重要组成部分。本设计采用独立式键盘的思路。独立式键盘的特点是一键一线，各键相互独立，每个键各接一条I/O口线，通过检测I/O输入线的电平状态，可判断出被按下的按键。? 显而易见，这样电路简单，各条检测线独立，识别按下按键的软件编写简单。适用于键盘按键数目较少的场合，不适用于键盘按键数目较多的场合，因为将占用较多的I/O口线。? 独立式键盘的7个独立按键分别对应一个I/O口线，当某一按键按下时，对应的检测线就变成了低电平，与其它按键相连的检测线仍为高电平，只需读入I/O输入线的状态，判别哪一条I/O输入线为低电平，很容易识别哪个键被按下。

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学学指级名号师导课程设计时间

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1 6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。

基于51单片机的电子琴的设计开题报告

南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告设计题目基于51单片机的电子琴设计设计题目来源自选题目设计题目类型工程设计起止时间 2010.12-2011.04 一、设计依据及研究意义：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。单片微型计算机也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。二、设计主要研究的内容、预期目标：设计内容主要包括：输入设备、信息处理部分、发声系统显示系统以及校正端。整个电路由键盘控制，经过单片机系统对键盘信息进行处理，对EEPROM 进行读写，并推动扬声器发声和发光管发光。 ? 8155 ? → 放大 → 1.51单片机P0口通过8155扩展，连接4*8的矩形键盘，作为琴键键盘和相应的功能控制键； 2.并P2口一起，和EEPROM 连接，用来存储弹奏时的音长和键号，当按播放键时重新把存储的音长和键号读出对应的频率值赋给定时器，在口线上输出相应频率的方波，而且EEPROM 是电可擦除存储器，不仅具有ROM 的非易失性，同时又具有RAM 的随机读写性，操作简便； 3.P0口接通不同音色的滤波电路，通过程序控制P0口，选择不同的琴声音色滤波电路，使电子琴发出不同音色的声音； 4.在51单片机的一口线上产生一与所发音频率对应的方波，通过功率放大线路驱动扬声器发声，主要是依靠定时器来实现这一方波，在定时器中设计一个与键盘 A T 8 9 C 5 1 EEPROM 扬声器发光管