課程設(shè)計(jì)----簡(jiǎn)易單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì)

1、<p>　　簡(jiǎn)易單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì)</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分，有人曾說喜歡音樂的人不會(huì)向惡。我們都會(huì)抽空欣賞世界名曲，作為對(duì)精神的洗禮。本論文設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴。我們對(duì)于電子琴如何實(shí)現(xiàn)其功能，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、節(jié)拍器、自動(dòng)放音功能等等也很好奇。

2、電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)要求</b></p><p>　　本文的主要內(nèi)容是用AT89C51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊

3、組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。</p><p><b>　　硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　硬件電路的設(shè)計(jì)，決定了整個(gè)流程的發(fā)展，其中包含了單片機(jī)以內(nèi)的全部器件的連接以及其他硬件電路的設(shè)計(jì)。首先，必須了解選用的的元器件的各項(xiàng)性能

4、指標(biāo)與工作原理。本設(shè)計(jì)硬件電路包括最小系統(tǒng)、音頻功放電路、控制電路和顯示電路四大部分。最小系統(tǒng)只要是為了使單片機(jī)正常工作。音頻功放電路用于產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂?？刂齐娐分灰砷_關(guān)和按鍵組成由操作者根據(jù)相應(yīng)的工作需要進(jìn)行操作。顯示電路主要是為了顯示音調(diào)。</p><p>　　1.80C51屬于MCS-51系列單片機(jī)，由Intel公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是8048的延伸，改進(jìn)了8048的缺點(diǎn)，增加了如乘（MUL）、除（DIV

5、）、減（SUBB）、比較（CMP）、16位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運(yùn)算等指令，以及串行通信能力和5個(gè)中斷源。采用40引腳雙列直插式DIP（Dual In Line Package），內(nèi)有128個(gè)RAM單元及4K的ROM。80C51有兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)外中斷，兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷，及一個(gè)串行中斷，并有4個(gè)8位并行輸入口。80C51內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用12MHz的晶振頻率。由于80C51的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)

6、數(shù)據(jù)采集及時(shí)間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來源廣，應(yīng)用也很成熟，故采用來作為控制核心。</p><p>　　89C51的主要功能特性：</p><p>　　微處理器（8位CPU）</p><p>　　程序存儲(chǔ)器（ROM,EPROM或Flash等）</p><p>　　程序存儲(chǔ)器（RAM,E^2PROM）</p><p>

7、;　　4個(gè)8位并行可編程I\O端口（P0,P1,P2,P3）</p><p>　　1個(gè)串行口（UART）</p><p>　　2個(gè)16位定時(shí)器\計(jì)數(shù)器</p><p>　　中斷系統(tǒng)（包含5-8個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)）</p><p>　　特殊功能寄存器（SFR）</p><p>　　9.其他輔助功能部件還有時(shí)鐘振蕩器，總

8、線控制器和供電電源等。</p><p><b>　　其引腳圖見下圖：</b></p><p><b>　　2. 硬件接線</b></p><p>　　（1）利用P1口為按鍵接入口，形成4×4組成16個(gè)按鍵矩陣，設(shè)計(jì)成16個(gè)音，下圖所示：</p><p>　　（2）p3.0口音頻輸出，接一個(gè)

9、喇叭。</p><p>　?。?）復(fù)位電路我們本來在方案選擇的時(shí)候有兩種選擇的，上電復(fù)位和按扭復(fù)位，上電復(fù)位是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)的，而按扭復(fù)位是電源對(duì)外節(jié)電容的充電使RST為高電平，復(fù)位松開后，電容通過下拉電阻放電，使RST恢復(fù)低電平。為了制作軟件的方便我們還是選擇用按扭復(fù)位，因?yàn)樗容^直觀。</p><p>　?。?）電路設(shè)計(jì)圖如下：</p><p><b&

10、gt;　　3.資源分配</b></p><p>　　4.軟件設(shè)計(jì)及流程圖</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?。?）鍵盤掃描程序： 檢測(cè)是否有鍵按下，有鍵按下則記錄按下鍵的鍵值，并跳轉(zhuǎn)至功能轉(zhuǎn)移程序；無鍵按下，則返回鍵盤掃描程序繼續(xù)檢測(cè)。</p><p>　?。?）功能轉(zhuǎn)移程序

11、： 對(duì)檢測(cè)到得按鍵值進(jìn)行判斷，是琴鍵則跳轉(zhuǎn)至琴鍵處理程序，是功能鍵則跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的功能程序，我們?cè)O(shè)計(jì)的功能程序有兩種，即音色調(diào)節(jié)功能和自動(dòng)播放樂曲功能。</p><p>　?。?）琴鍵處理程序： 根據(jù)檢測(cè)到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音 。</p><p><b>　　流程圖：</b></p><p><b>

12、　　5.源程序</b></p><p>　　KEYBUF EQU 30H</p><p>　　STH0 EQU 31H</p><p>　　STL0 EQU 32H</p><p>　　TEMP EQU 33H</p><p><b>　　ORG 00H</b></p>

13、<p>　　LJMP START</p><p><b>　　ORG 0BH</b></p><p>　　LJMP INT_T0</p><p>　　START: MOV TMOD,#01H</p><p><b>　　SETB ET0</b></p><p

14、><b>　　SETB EA</b></p><p>　　WAIT:MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　CLR P1.4</b></p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p>

15、<p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　JZ NOKEY1</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p

16、><p>　　JZ NOKEY1</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　CJNE A,#0EH,NK1</p><p>　　MOV KEYBUF,#0</p><p><b>　

17、　LJMP DK1</b></p><p>　　NK1: CJNE A,#0DH,NK2</p><p>　　MOV KEYBUF,#1</p><p><b>　　LJMP DK1</b></p><p>　　NK2: CJNE A,#0BH,NK3</p><p>　　MO

18、V KEYBUF,#2</p><p><b>　　LJMP DK1</b></p><p>　　NK3: CJNE A,#07H,NK4</p><p>　　MOV KEYBUF,#3</p><p><b>　　LJMP DK1</b></p><p><

19、b>　　NK4: NOP</b></p><p>　　DK1:MOV A,KEYBUF</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　MOV

20、A,KEYBUF</p><p><b>　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　MOV TEMP,A</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE1</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR

21、</p><p>　　MOV STH0,A</p><p>　　MOV TH0,A</p><p><b>　　INC TEMP</b></p><p>　　MOV A,TEMP</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV ST

22、L0,A</p><p>　　MOV TL0,A</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　DK1A: MOV A,P1</p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p><b

23、>　　JNZ DK1A</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p><b>　　NOKEY1:</b></p><p>　　MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　CLR P1.5</b></p>

24、;<p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　JZ NOKEY2</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p><b>　　MOV A,

25、P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　JZ NOKEY2</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　

26、　CJNE A,#0EH,NK5</p><p>　　MOV KEYBUF,#4</p><p><b>　　LJMP DK2</b></p><p>　　NK5: CJNE A,#0DH,NK6</p><p>　　MOV KEYBUF,#5</p><p><b>　　LJM

27、P DK2</b></p><p>　　NK6: CJNE A,#0BH,NK7</p><p>　　MOV KEYBUF,#6</p><p><b>　　LJMP DK2</b></p><p>　　NK7: CJNE A,#07H,NK8</p><p>　　MOV

28、KEYBUF,#7</p><p><b>　　LJMP DK2</b></p><p><b>　　NK8: NOP</b></p><p>　　DK2:MOV A,KEYBUF</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,

29、@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　MOV A,KEYBUF</p><p><b>　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　MOV

30、 TEMP,A</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE1</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV STH0,A</p><p>　　MOV TH0,A</p><p><b>　　INC TEMP</b></p><

31、p>　　MOV A,TEMP</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV STL0,A</p><p>　　MOV TL0,A</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　DK2A: MOV A,P1</p&g

32、t;<p>　　ANL A ,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p><b>　　JNZ DK2A</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p><b>　　NOKEY2:</b></p>

33、;<p>　　MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　CLR P1.6</b></p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　

34、JZ NOKEY3</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　JZ NOKEY3</p><p>

35、;<b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　CJNE A,#0EH,NK9</p><p>　　MOV KEYBUF,#8</p><p><b>　　LJMP DK3</b></p><p>　　NK9:

36、CJNE A,#0DH,NK10</p><p>　　MOV KEYBUF,#9</p><p><b>　　LJMP DK3</b></p><p>　　NK10: CJNE A,#0BH,NK11</p><p>　　MOV KEYBUF,#10</p><p><b>　

37、　LJMP DK3</b></p><p>　　NK11: CJNE A,#07H,NK12</p><p>　　MOV KEYBUF,#11</p><p><b>　　LJMP DK3</b></p><p><b>　　NK12: NOP</b></p>&l

38、t;p>　　DK3:MOV A,KEYBUF</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　MOV A,KEYBUF</p><p><b>

39、　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　MOV TEMP,A</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE1</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV STH0,A<

40、/p><p>　　MOV TH0,A</p><p><b>　　INC TEMP</b></p><p>　　MOV A,TEMP</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV STL0,A</p><p>　　MOV TL0,A&

41、lt;/p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　DK3A: MOV A,P1</p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p><b>　　JNZ DK3A</b></p>&

42、lt;p><b>　　CLR TR0</b></p><p><b>　　NOKEY3:</b></p><p>　　MOV P1,#0FFH</p><p><b>　　CLR P1.7</b></p><p><b>　　MOV A,P1</b

43、></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　JZ NOKEY4</p><p>　　LCALL DELY10MS</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL

44、 A,#0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p>　　JZ NOKEY4</p><p><b>　　MOV A,P1</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>　　CJNE A,#0EH,NK13</p><p>

45、;　　MOV KEYBUF,#12</p><p><b>　　LJMP DK4</b></p><p>　　NK13: CJNE A,#0DH,NK14</p><p>　　MOV KEYBUF,#13</p><p><b>　　LJMP DK4</b></p><

46、;p>　　NK14: CJNE A,#0BH,NK15</p><p>　　MOV KEYBUF,#14</p><p><b>　　LJMP DK4</b></p><p>　　NK15: CJNE A,#07H,NK16</p><p>　　MOV KEYBUF,#15</p><

47、;p><b>　　LJMP DK4</b></p><p><b>　　NK16: NOP</b></p><p>　　DK4:MOV A,KEYBUF</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><

48、p><b>　　MOV P0,A</b></p><p>　　MOV A,KEYBUF</p><p><b>　　MOV B,#2</b></p><p><b>　　MUL AB</b></p><p>　　MOV TEMP,A</p><

49、;p>　　MOV DPTR,#TABLE1</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV STH0,A</p><p>　　MOV TH0,A</p><p><b>　　INC TEMP</b></p><p>　　MOV A,TEMP</

50、p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV STL0,A</p><p>　　MOV TL0,A</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p>　　DK4A: MOV A,P1</p><p>　　ANL A,#

51、0FH</p><p>　　XRL A,#0FH</p><p><b>　　JNZ DK4A</b></p><p><b>　　CLR TR0</b></p><p><b>　　NOKEY4:</b></p><p>　　LJMP WAIT

52、</p><p><b>　　DELY10MS:</b></p><p>　　MOV R6,#10</p><p>　　D1: MOV R7,#248</p><p>　　DJNZ R7,$</p><p>　　DJNZ R6,D1</p><p><b>

53、;　　RET</b></p><p><b>　　INT_T0:</b></p><p>　　MOV TH0,STH0</p><p>　　MOV TL0,STL0</p><p><b>　　CPL P1.0</b></p><p><b>　　

54、RETI</b></p><p>　　TABLE: DB 77H,44H,3EH,6EH,4DH,6BH,7BH,46H,7FH,6FH,5FH,79H,33H,7CH,3BH,1BH</p><p>　　TABLE1: DW 64021,64103,64260,64400</p><p>　　DW 64524,64580,64684,64777

55、</p><p>　　DW 64820,64898,64968,65030</p><p>　　DW 65058,65110,65157,65178</p><p><b>　　END</b></p><p>　　6.調(diào)試過程，存在問題及討論</p><p><b>　　7.設(shè)計(jì)心得

56、及體會(huì)</b></p><p>　　這次實(shí)驗(yàn)總共經(jīng)歷了一周的時(shí)間，從功能需求分析到功能分析，從程序的設(shè)計(jì)到程序的調(diào)試，最后終于完成了這次具有實(shí)際使用價(jià)值的實(shí)驗(yàn)。 在設(shè)計(jì)中我運(yùn)用自己平時(shí)學(xué)到的一些知識(shí)，以及自己在課下所查找的進(jìn)行設(shè)計(jì)，剛開始遇到很多困難，后來一起和同學(xué)研究，而一些課程設(shè)計(jì)中的故障，也請(qǐng)同學(xué)幫忙參考一下，最終找到了解決問題的答案。我感覺自己在設(shè)計(jì)方面提高很大，特別是在設(shè)計(jì)程序時(shí)，邏輯思維能

57、力有所加強(qiáng)，同時(shí)對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，并進(jìn)一步的得到了鞏固和提高，充分的做到了理論聯(lián)系實(shí)際，也使我認(rèn)識(shí)到理論與實(shí)際的差別，通過該課程設(shè)計(jì)，不但對(duì)單片機(jī)有了較為全面的認(rèn)識(shí)，而且相關(guān)的知識(shí)也有了足夠的掌握，我感覺最重要的還是設(shè)計(jì)思維的形成。更發(fā)現(xiàn)自己在平時(shí)學(xué)習(xí)中的缺陷。對(duì)以后的學(xué)習(xí)也有很大的幫助。 </p><p>　　一周的課程設(shè)計(jì)，我所收獲的不僅是學(xué)習(xí)知識(shí)方面，更多的是生活方面。我了解到，在我們生活中