单片机电子琴设计报告硬件设计部分.doc

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1、课程设计报告课程名称： 微机原理课程设计 题 目： 简易电子琴设计 学 院： 系：专 业： 班 级： 学 号： 学生姓名： 起讫日期： 指导教师： 摘要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。本系统是以51系列单片机AT89C51为主控制器，附有独立键盘、点阵、扬声器组成。系统完成显

2、示输入信息、播放相应音符等基本功能。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：AT89C51，点阵，独立键盘，蜂鸣器。目录第1章 概述 -3第2章 课程设计任务及要求 -3 2.1 设计任务 -3 2.2 设计要求 -3第3章 硬件设计-3 3.1设计方案 -4 3.2 硬件电路设计及描述-4 3.2.1 电路连线及概述-5 3.2.2 系统设计电路图 - -8第4章 原件清单-9第5章 心得体会-10第6章 参考文献-11第1章 概述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、

3、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，与独立键盘、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

4、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。本系统是简易电子琴的设计，按下键盘中的按键会使点阵显示当前按键表示的音符，扬声器播放器对应的音符。通过设计本系统可了解单片机的基本功能。对单片机的了解有一个小的飞跃。第2章 课程设计任务及要求2.1 设计任务 1、任务设计一个简易电子琴，具有演奏功能。2.2 设计要求1,、用独立按键代表琴键，至少能弹出8个音符，分别是i；2、健按下的时间长短表征节拍的长短；3、用蜂鸣器发出声音；4、点阵实时动态显示音符高低；第3章 硬件设计3.1设计方案该电路由点阵模块，键盘扫描模块

5、组成。点阵模块：将键盘模块按键对应的音符高低动态显示出来；键盘扫描模块：对8个按键进行逐次扫描，扫描到前八个按键时，蜂鸣器依次发出1，2，3，4，5，6，7，8的音调声。健按下的时间长短表征节拍的长短。3.2 硬件设计 3.2.1 电路连线及概述 在本次电子琴设计中，我们组成员单片机芯片在仿真的时候我们用的AT89C51，在最后焊的时候用的是STC89C52芯片，而89C52系列的兼容性也比较好。52的内存是51的两倍，其引脚功能都是一样的，STC89C52实物图如图1.其引脚图如图2. 图1 . STC89C52 XTAL1,XTAL2串口外接时钟电路。如图3. 图3. 时钟电路图RST串口

6、接复位电路。如图4. 图4. 复位电路图P1.7口外接蜂鸣器驱动电路。如图4. 图5. 蜂鸣器驱动电路图 P0.0-P0.7串口通过排阻外接点阵的上行，控制着点阵的列。如图6. 图6. 点阵上行与单片机连接图P2.0-P2.2串口外接38译码器的A0-A2口，译码器的E1口接地，E2A、E2B口接地，Y0-Y7口外接点阵的下行。由单片机P2.0-P2.2通过译码器控制着点阵的行。外接矩阵键盘的列。如图7. 图7. 点阵下行遇单片机连接电路图P3.0-P3.7串口外接8个独立按键。如图8， 图8. 独立键盘连接电路图3.2.2 硬件设计电路图 图9.电子琴电路原理图 第4章 原件清单主要仪器设备

7、：个人计算机和相关的软件主要元器件： 独立按键17个（1.7元）单片机芯片AT89C52一片（4.5元）8*8单色共阴点阵 （5元）12MHz晶振一个（0.35元）40pic座（0.4元）3.6伏无源蜂鸣器一个（0.25元）三个33p（0.3元）16pic座（0.2元） 第5章 心得体会这次实验总共经历了一周的时间，从电路图的分析到硬件电路的焊接，从程序的设计到程序的调试，下载，最后协同队友勉强完成了这次具有实际使用价值的实验。在设计中，队友和我运用自己平时学到的一些知识，及课外所查找的资料进行设计，终于在队友强大的设计能力下，把程序及系统原理图给做了出来，并且仿真成功。然后由我进行硬件设计，

8、由于曾经的对动手能力的不重视，导致最初连最基本的排阻，译码器型号，电阻等等都不能很好的辨别出来，这让我很好的意识到自己是多么的不足。硬件的设计，最困难的莫过于在万能板上的排整线路，由于买的是89C52芯片，这导致时钟电路、复位电路以及蜂鸣器驱动电路都在芯片的一侧，这大大的增加了排整线路的难度，终于在队友的通力协作下，本着为了线路的美观，尽量少用明线的原则下，将电路线路排好并焊接。不过和队友之前用了protues仿真该设计，结果完全可行，但是由于元器件的不理想以及焊接不熟练的原因，做出来的实物却差强人意，不论如何调试如何检验，最后只能让蜂鸣器通电一直响，点阵也乱闪，这让我和队友不得不感到抱憾。通

9、过该课程设计，不但使我对单片机有了较为全面的认识，而且对相关的知识，譬如焊接及零件的认识，也有了足够的掌握，一周的课程设计太过于短暂。不过从此次单片机的设计，我深刻的了解的我欠缺的不仅仅是设计思维的欠缺，还有就是动手能力的极度不足。而此次的课程设计最大的收获莫过于理解团队合作的重要性，只有团队合作，才能取长补短，才能将一件事做好，做全。 第6章 参考文献1 李朝青 单片机原理及接口技术（第五版）北京航空航天大学出版社 2 周良权 傅恩锡 李世馨 模拟电子技术基础 （第二版） 高等教育出版社3 阎石 数字电子技术基础 （第五版） 高等教育出版社令附：实物图图10. 电子琴实物图（正面）图11. 电子琴实物图（反面）