毕业设计(论文)-基于单片机的微型电子琴设计.doc

本科生毕业论文（设计）
系（院）物理与电子信息科学系 专业 电子信息工程
论文题目基于单片机的微型电子琴设计
学生姓名
指导教师
班 级 07级电信2班
学 号
完成日期：2010 年 11 月
基于单片机的微型电子琴设计 XXX
物理与电子信息工程学院 电子信息工程
［摘要］电子琴的设计以AT89C52单片机为核心控制元件，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，通过制作硬件电路和软件的设计编写,然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、点歌、存储及显示功能。设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。特点是设计思路简单、清晰，成本低。
［关键字］ AT89C52单片机 电子琴 演奏
1 引言
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[1］。电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，,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。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。
基于当前市场上的玩具市场需求量大,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实现电子琴的功能，从而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.
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、,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微型电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴统硬件
［2]组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
2 设计要求
本设计的主要内容是用AT89C52单片机［3］为核心控制元件，设计一个微型电子琴。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，实现以下功能：
（1) 设计一个（4×4）的键盘[4],并将16个键设计成两个八度的音阶对应的16个琴键，可以进行弹奏表演；
（2） 演奏的同时数码管会以数字显示当前按键对应的音符;
(3） 有音乐存储功能，,自己存入的乐曲或随机存储的乐曲。按播放键能播放5首歌曲，第一首歌曲播放结束，再按播放键播放下一首歌曲。
（4） 发光二极管会指示当前按键是否按下。
3 方案论证
控制模块选择方案
方案一:用可控硅制作电子琴。将220V交流电经变压器降压,再经过整流、滤波,获得+13。、电容组成驰张振荡器电路。但该设计方案制作成本高且复杂。
方案二： 采用AT89C51单片机进行控制,由于AT89C51不具备ISP功能，因此Atmel公司已经停产在市面上已经不常见，况且其ROM只有4K在系统将来升级方面没有潜力。
方案三:采用AT89C52单片机进行控制,由于其性价比高，完全满足了本作品智能化的要求，它的内部程序存储空间达到8K，使软件设计有足够的内部使用空间并且方便日后系统升级，使用方便，抗干扰性能提高［5]。
鉴于上述对比与分析，本设计采用方案三
按键选择方案
传统电子琴可以用键盘上的“1"到“A”,设计成16个音,可以实现音阶在中音和高音之间的变换。比传统音阶范围大,，它们各有自己的特点，其中独立键盘硬件电路简单，而且在程序设计上也不复杂，一般用在对硬件电路要求不高的简单电路中;矩阵键盘与独立键盘有很大区别，首先在硬件电路上它要比独立键盘复杂得多，而且在程序算法上比它要烦琐，但它在节省端口资源上有优势得多，因此它更适合于多按键电路。本设计选择4*4矩阵键盘。
4 设计原理
一首音乐是许