Yee 电子琴.doc

Yee_电子琴2011
学号:0915232037 姓名:袁毅
单片机课程设计
多功能电子琴
课程设计
多功能led可调音电子琴
一、前言:
我们生活在一个信息时代,各种电子产品层出不穷,作为一个通信工程专业的学生,了解这些电子产品的基本组成和设计原理是十分必要的。我们学习的是51单片机原理与应用,而课程设计正是对我们学习的理论的实践与巩固。本设计主要介绍的是基于51单片机的简易电子琴,设计的一个具有若干功能的简易电子琴,本设计使用的语言是C语言。
二、设计目的:
(1)能够对电子电路、电子元器件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89S51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,并能够对功能故障进行分析,急时修改相关软硬件;
(4)对软件编程,排错调试,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、系统功能要求:
。并且不同的音伴随着不同的led灯亮,依次为一个、两个等。
2. 设计完整的原理图电路,包括时钟电路、复位电路以及键盘接口电路等。
四、实验原理:
音乐产生原理及硬件设计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。本次设计中单片机晶振为12MHZ,那么定时器的计数周期为1MHZ,假如选择工作方式1,那T值便为T=65536-1000000/2/f相应的频率,那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值:
音阶频率表高八位 0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8,
0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,
0xFC,0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,
0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF,
音阶频率表低八位 0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6,
0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,
0x8F,0xEE,0x44,0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,
0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16,
系统整体安排如下:
1、按下K1键发出1的声音。
2、按下K2键发出2的声音。
3、按下K3键发出3的声音。
4、按下K4键发出4的声音。
5、按下K5键发出5的声音。
6、按下K6键发出6的声音。
7、按下K7键发出7的声音。
8、按下K8键发出1的声音。
9、单片机可采用AT89C51、AT89C52、AT89S52、fosc=12MHz。
10、时钟电路,复位电路的设计。
89s51单片机根据不同的琴键产生不同的乐曲音符,并经过信号放大,由喇叭放出。系统整体方案如图所示:
琴键电路
放大
电路


|

复位电路
单片机
时钟电路

|

音调选择电路
五:实验步骤:
1、硬件系统原理图如图:
2、频率、声音的实现和产生
单片机的频率和声音输出的原理是,利用琴键控制定时器的开中断和闭中断,即实现发音和闭音。在此期间再通过对定时器的定时时间进行控制来产生不同频率的方波,驱动嗡宁器发出不同音阶的声音。把相应琴键对应的音符变换为定常数,作为数据表格存放在存储器中。由程序查表得到定时常数,用以控制定时器产生方波的频率。当下一个琴键按下时,再查下此琴键所对应音符的定时常数。依次进行下去,就可以演奏出自己所要的歌曲。
3、键盘的方案选择
此系统琴键输入是通过独立式键盘来完成的。由于89s51单片机的八位I/O口足以能实现控制各音阶的输出,并且独立式键盘的编程容易易懂,结构简单,实现起来方便,而且每个按键单独占有一根I/O接口线,每个I/O口的工作状态互不影响,所以采用独立式键盘。~ 口分别对应琴键1~7输入,如下图所示。

4、关于键盘的抖动问题的分析和解决
当用手按下一个键时,如图所示,往往按键在闭合位置和断开位置之间跳几下才稳定到闭合状态的情况;在释放一个键时,也回会出现类似的情况。这就是抖动。抖动的持续时间随键盘材料和操作员而异,不过通常总是不大于10ms。很容易想到,抖动问题不解决就会引起对闭合键的识别。
键按下
前沿抖动