酒泉职业技术学院课程设计
2014 级电气自动化专业
题目：基于51单片机简易电子琴设计设计时间：2015.12.14——2015.12.18
学生姓名：xxx
指导教师：xxx
班级：14电气（1）班
2015年12月18日
目录
一、设计要求 (1)
（一）系统基本设计思路 (1)
（二）各部分说明 (1)
（三）系统工作过程 (2)
二、硬件设计 (2)
（一）主体方案 (2)
（二）最小系统设计 (2)
（三）时钟电路 (3)
（四）复位电路 (4)
（五）按键控制模块 (4)
（六）播放模块 (5)
（七）LED显示模块 (5)
（八）原理图 (6)
（九）实物图 (7)
三、软件设计 (8)
（一）程序框图 (7)
（二）音乐相关知识 (9)
（三）程序 (12)
（四）使用说明 (20)
四、调试 (20)
（一）硬件调试 (20)
（二）软件调试 (20)
五、总结 (22)
参考文献 (23)
基于51单片机简易电子琴设计
摘要：本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。我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ST89S51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：ST89S51单片机；电路；程序；电子琴
一、设计要求
（一）系统基本设计思路
此设计是在LED小灯上显示灯光的变换，扬声器播放弹奏的曲子。电路包括：键盘、单片机及LED显示电路，声音电路。本电子琴就是从单片机STC89C51切入，通过使用STC89C51的内部的可编程定时器/计数器，结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期，从而确定出内部的机器周期。该简易电子琴通过控制单片机内部的定时器T0来产生不同频率的方波,驱动喇叭发出不同音节的声音.再利用延迟来控制发音时间的长短,即可控制音调中的节拍.把乐谱中的音符对应的频率转换为定时常数,把相应的节拍变换为定时常数,然后作成表格存放在储存器中,由程序查表得到定时常数和延时常数,分别用以控制定时器产生方波的频率和该频率方波的持续时间.当延迟常数到时,再查下一个音符的定时常数和延迟常数.依次进行下去,就可演奏悦耳动听的音乐。
（二）各部分说明
1.键盘用于弹奏音乐，八个按键8种音符。
2.单片机通过输出各种电脉冲信号驱动控制各部分正常工作。
3.单片机发送的信号分别经过LED显示电路通过译码最终在LED小灯和声音电路通过扬声器显示出来。
（三）系统工作过程
单片机要产生音频脉冲，主要处理过程是在CPU中完成的，CPU会随时对音符输入信号进行读取数据的操作。在读取了相应的寄存器的值后，CPU将读取的值进行处理，再通过I/O口把音乐通过扬声器播放出来。
二、硬件设计
（一）主体方案
该设计方案是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，在扬声器中发出有效的声音。通过这样可以不断的弹奏我们想要的音符或者是音调，电路由复位电路，指示灯电路，和功能按键电路组成，通过功能键可以选择播放音乐或者弹奏音节，硬件主要有下面几个部分组成。
图1 设计框图
（二）最小系统设计
最小系统包括单片机及其所需的必要的电源、时钟、复位等部件，能使单片机始终处于正常的运行状态。电源、时钟等电路是使单片机能运行的必备条件，可以将最小系统作为应用系统的核心部分，通过对其进行存储器扩展、A/D扩展等，使单片机完成较复杂的功能。
单片机引脚图如图2所示
STC89C52
图2 STC89C51单片机引脚图
（三）时钟电路
STC89C51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD 分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部时钟在此不做详细介绍。外部方式的时钟电路如图所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率在12MHz左右的方波信号。
图3 时钟电路
（四）复位电路
当在89C51单片机的RST引脚引入高电平并保持2个机器周期时，单片机内部就执行复位操作（若该引脚持续保持高电平，单片机就处于循环复位状态）。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
最简单的上电自动复位电路中上电自动复位是通过外部复位电路的电容充放电来实现的。只要Vcc的上升时间不超过1ms,就可以实现自动上电复位。
除了上电复位外，有时还需要按键手动复位。本设计就是用的按键手动复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中电平复位是通过RST（9）端与电源Vcc接通而实现的。按键手动复位电路见图。时钟频率用11.0592MHZ时C取10uF,R取10kΩ。
图4 复位电路
（五）按键控制模块
电子琴设有11个按键，其中8个作为音符输入。8个按键分别代表8个音符，包括中音段的全部音符，通过软硬件设计。另外3个分别是控制复位、流水灯的转换、自动播放音乐。
如下图：
图5 按键控制模块
（六）播放模块
播放模块是由2个三极管构成，三级管将信号放大，然后传输到喇叭，喇叭它几乎不存在噪声，音响效果较好。
下图是该模块电路：
图6 播放模块
（七）LED显示模块
LED显示模块是由16个发光二极管和16个上拉电阻组成，由单片机程序控
制。
（九）实物图
图9 实物图
三、软件设计（一）程序框图1.程序框图如图所示：
2.系统程序流程如图所示：
(二)音乐相关知识
乐音听起来有的高，有的低，这就叫音高，音高是由发音物体振动频率的高
低决定的，频率高声音就高，频率低声音就低，不同音商的乐音是用C、D、E、F、G、A、B表示的，这7个字母就是乐音的音名，它们一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，这是唱曲时乐音的发音，所以叫唱名。
音持续时间的长短即时值，一般用拍数表示，休止符表示暂停发音。
一首音乐是由许多不同的音符组成的，而每个音符对应着不同的频率，这样就可以利用不同频率的组合，加以与拍数对应的延时，构成音乐。
1.如何用单片机实现音乐的节拍
除了音符以外，节拍也是音乐的关键组成部分。
节拍实际上就是音持续时间的长短，在单片机系统中可以用延时来实现，如果1/4拍的延时是0.4秒，则1拍的延时是1.6秒，只要知道1/4拍的延时时间，其余的节拍延时时间就是它的陪数。如果单片机要自己播放音乐，那么必须在程序设计中考虑到节拍的设置，由于本例实现的音乐发生器是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握，不由程序控制。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。音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）具体如下表：
表1 音乐节拍表
曲调值DELAY 曲调值DELAY
调4/4 125ms 调4/4 62ms
调3/4 187ms 调3/4 94ms
调2/4 250ms 调2/4 125ms
2.如何用单片机产生音频脉冲
了解音乐的一些基本知识后可知，产生不同频率的音频脉冲即能产生音乐，对于单片机而言，产生不同频率有脉冲非常方便，可以利用它的定时/计数器来产生这样的方波频率信号，因此，需要弄清楚音乐中的音符和对应的频率，以及单片机定时计数的关系。
在本设计中，单片机工作于12MHZ时钟频率，使用其定时/计数器T0，工作
模式为1，改变计数值TH0和TL0可以产生不同频率的脉冲信号，在此情况下，C 调的各音符频率与计数值T的对照如下表:
表2 音符频率与计数值T的对照表
T的值决定了TH0和TL0的值，其关系为：TH0=T/256，TL0=T%256
（三）程序
sfr P4=0xe8;//定义P4组I0口
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit speaker=P1^4;//喇叭接30脚
sbit key1=P1^0;//流水灯按键(暂时)
sbit key2=P1^1;//播放音乐按键（暂定）
uchar a,b,num1,s1num,n1,n2;
char num;//定义num为可以负数
uchar code yinfu[]={0xfb,0xe9, //Do
0xfc,0x5c, //Re
0xfc,0xc1, //Mi
0xfc,0xef, //Fa
0xfd,0x45, //So
0xfd,0x92, //La
0xfd,0xd0, //Si
0xfd,0xee, //Do#
0x00,0x00, //间隔
};
uchar code shengri_tone[]={ 1,0,1,2,1,4,3,0, //生日快乐音调
1,0,1,2,1,5,4,0,
1,0,1,8,6,4,3,2,0,
7,0,7,6,4,5,4,0 //0代表不发声，即停顿；数字即为音调
};
uchar code shengri_beat[]={ 24,1,24,48,48,48,72,5,//节拍
24,1,24,48,48,48,72,5,
24,1,24,48,48,48,48,72,5,
24,1,24,48,48,48,72,5 //节拍，即tone表各音调的延时
};
uchar code ledtable[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef, //取反
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//P0组口的发光二极管代码（焊接过程可能会相反，具体更改）
uchar code ledtable2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef, //取反
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//P2组口发光二极管代码,相反！
void check_key();//改为P3组为按键
void keyscan();
void turn();//顺时针流动
void back();
void qianhou();
void dangshuang();
void delay(uint z);//延时函数声明
void delay1(void);//声明第二个延时函数
void play1(void);//播放生日快乐
void main()
{
s1num=0;//流水灯种类标志
key1=1;
key2=1;
TMOD=0x01;
TH0=a;
TL0=b;
ET0=1;//打开定时器，但是未允许中断
TR0=1;
while(1)
{
check_key();
keyscan();
}
}
void time0() interrupt 1
{
TH0=a;
TL0=b;
speaker=~speaker;
}
void check_key()
{
P3=0xff;//先赋给P2组口高电平
switch(P3)//按下一个键相应4个灯亮
{
case 0xfe:P0=0xee;P2=0x77;a=0xfb;b=0xe9;EA=1;break;//P0,P2组为发光二极管组
case 0xfd:P0=0xdd;P2=0xbb;a=0xfc;b=0x5c;EA=1;break;//注意：EA不能改为TR0
case 0xfb:P0=0xbb;P2=0xdd;a=0xfc;b=0xc1;EA=1;break;
case 0xf7:P0=0x77;P2=0xee;a=0xfc;b=0xef;EA=1;break;
case 0xef:P0=0xee;P2=0x77;a=0xfd;b=0x45;EA=1;break;
case 0xdf:P0=0xdd;P2=0xbb;a=0xfd;b=0x92;EA=1;break;
case 0xbf:P0=0xbb;P2=0xdd;a=0xfd;b=0xd0;EA=1;break;
case 0x7f:P0=0x77;P2=0xee;a=0xfd;b=0xee;EA=1;break;
default:EA=0;speaker=0;//P0=0xff;P2=0xff ;
}
}
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--); }
void keyscan()
{
if(key1==0)
{
delay(5);
if(key1==0)
{
s1num++;
while(!key1);
if(s1num==1)
{
turn();
}
}
if(s1num==2)
{
back();
}
if(s1num==3)
{
qianhou();
}
if(s1num==4)
{
dangshuang();
}
if(s1num==5)
s1num=1;
}
if(key2==0)
{
delay(5);
while(~key2);
play1();
}
}
void delay1(void)//第二个延时函数{
uchar n=15;
while(n--)
{
uchar i;
for(i=0;i<125;i++); }
}
void play1(void)//播放生日快乐{
uchar m=0;
uchar s;
uchar c=1;
P0=0xaa;
P2=0x55;
while(1)
{
EA=0;
c=shengri_tone[m]; //取音符 s=shengri_beat[m]; //取节拍
a=yinfu[2*c-2];
b=yinfu[2*c-1];
EA=1;
while(s--)
{
delay1();
P0=~P0;
P2=~P2;
}
m++;
if(m>=33) return; //数值是shengri 相关表中的元素数量
}
}
/*以下为N种流水灯流动花式*/
void turn()//流水灯顺时针走动（5次）
{
for(num1=0;num1<8;num1++)
{
for(num=0;num<8;num++)
{
P0=ledtable[num];
delay(30);//时间暂定 }
P0=0xff;//之后关闭P1组
for(num=7;num>-1;num--)
{
P2=ledtable2[num];
delay(30);
}
P2=0xff;//之后关闭P2组
}
}
void back()//逆时针流动
{
for(num1=0;num1<8;num1++)
{
for(num=0;num<8;num++)
{
P2=ledtable[num];
delay(30);
}
P2=0xff;
for(num=7;num>-1;num--)
{
P0=ledtable2[num];
delay(30);
}
P0=0xff;
}
}
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)
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
基于multisim的51单片机控制电子琴电路 程序：#include
if(P0==0xef) key=5; if(P0==0xdf) key=6; if(P0==0xbf) key=7; if(P0==0x7f) key=8; } void delay(unsigned char i) {unsigned int j; for(i;i>0;i--) for(j=250;j>0;j--); } void main() { scan_key(); if(key==1) { while(1) { pf=1; delay(100); pf=0; delay(100);
} } if(key==2) { while(1) { pf=1; delay(200); pf=0; delay(200); } } if(key==3) { while(1) { pf=1; delay(300); pf=0; delay(300); } } if(key==4) { while(1) { pf=1; delay(400); pf=0; delay(400); }
} if(key==5) { while(1) { pf=1; delay(500); pf=0; delay(500); } } if(key==6) { while(1) { pf=1; delay(600); pf=0; delay(600) } } if(key==7) { while(1) { pf=1; delay(700); pf=0;delay(700) } }
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
//简易电子琴 #include
摘要 本设计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。 电子琴音色优美，音域较宽，和声丰富，表现力极其丰富。它可模仿多种音色，还可随意配上类似打击乐音响的节拍伴奏，适合于演奏节奏性较强的现代音乐。它还能够作为独奏乐器出现，具有鲜明的时代特色，深受广大音乐爱好者的喜爱，又是我国广大中小学生学习音乐的重要工具，而且电子琴容易制作，价格便宜，有很好的市场前景。随着科技的不断发展，电子产品也在不断的进步。现在的电子产品越来越接近智能化，性能也精益求精。现阶段，单片机发展日益成熟，且发展迅猛，以单片机为核心部件的电子琴将会比以555定时器为核心部件电子琴的性能更加稳定，而且依靠单片机强大的编程功能更易实现电子琴各音节所对应频率的产生。所以此次设计具有很现实的意义。 本次设计的目的主要是复习并运用我们所学的单片机知识，同时通过本次设计能够对电子电路以及作图软件等方面的知识有进一步的认识并掌握；熟悉AT89S52 单片机的内部结构和功能，合理利用其功能实现简单设计，能够完成相关软件编程设计工作；掌握一般的简单电子电路的设计方法。本次设计的主要内容是利用单片机编程设计出具有发出标准高中低的Dou，Ruai，Mi，Fa、Sou，La，Si，Dou（高音）21个音的功能并能通过9个按键控制的电子琴。它包括数码显示电路、时钟电路、复位电路、发声电路以及键盘接口电路。
目录 1 概述 ............................................................................................................... 错误!未定义书签。 电子琴功能模式介绍 ..................................................................... 错误!未定义书签。 系统设计的任务与要求.................................................................. 错误!未定义书签。 2 系统总体方案及硬件设计 ........................................................................... 错误!未定义书签。 2. 1 系统总体方案........................................................................... 错误!未定义书签。 定时/计数器的设计和状态字定义 .............................................. 错误!未定义书签。 音调数据表.................................................................................... 错误!未定义书签。 总体硬件组成框图......................................................................... 错误!未定义书签。 主要芯片简介................................................................................ 错误!未定义书签。 子系统模块一................................................................................ 错误!未定义书签。 子系统模块二................................................................................ 错误!未定义书签。 子系统模块三................................................................................ 错误!未定义书签。 AT89S52复位模块 ........................................................................ 错误!未定义书签。 AT89S52晶振模块 ........................................................................ 错误!未定义书签。 3 软件设计 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。 系统软件设计 ................................................................................ 错误!未定义书签。 内置歌曲输出.................................................................................. 错误!未定义书签。 音阶键识别........................................................................................ 错误!未定义书签。 系统总流程图 ................................................................................ 错误!未定义书签。 4 Proteus软件仿真........................................................................................... 错误!未定义书签。 程序仿真 ....................................................................................... 错误!未定义书签。 proteus仿真 .................................................................................. 错误!未定义书签。5课程设计体会 ................................................................................................ 错误!未定义书签。参考文献............................................................................................................ 错误!未定义书签。附1 源程序代码 ............................................................................................ 错误!未定义书签。附2 系统原理图 ............................................................................................ 错误!未定义书签。
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
《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。
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单片机简易电子琴程序 2009-04-16 19:59 感谢网上的诸多前辈，小弟我将这个程序写了出来。这个简易电子琴应用了4*4矩阵键盘，每一个按键赋予了不同的音调，共计有两个八度。并预存了一首乐曲《世上只有妈妈好》。（附有protues仿真图） #include
郑州科技学院 单片机课程设计 题目：基于51单片的声光电子琴设计 学生姓名：苏梦强 专业班级：电子科学与技术 学号：201131074 院系：电气工程学院 指导教师：饶美丽 完成时间：2015年1月9日 目录 一、设计任务与要求............ 错误！未定义书签。 1.1 设计任务 0 1.2 设计要求 0 1.3 设计意义 0 二、方案总体设计 (1) 2.1 方案对比 (1) 2.2总体设计 (3) 2.3 总体方案工作原理 (3)
三、软件设计 (4) 3.1 系统流程 (4) 3.2延时源代码 (5) 3.3 发音源代码 (5) 3.3单个按键源代码 (5) 3.4所有程序代码 (6) 四、系统仿真与调试........... 错误！未定义书签。 4.1 仿真软件简介 (8) 4.2软件调试 (9)
4.3 使用说明 (10) 五、设计总结 (10) 附录1：总体电路原理图 (12) 附录2：元器件清单 (14)
一、设计任务与要求 1.1 设计任务 实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能： 利用蜂鸣器作为发声部件，两个数码管作为显示部件，设置10个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音。并在存储一首歌曲的内容，可以实现自动播放。 说明：单片机的工作时钟频率为11.0592MHz。 1.2 设计要求 设计一个带有复位电路，晶振时钟，能显示音调字符的8键电子琴。 1.3 设计意义 该设计具有以下优点： 1)可以方便得知播放的音符和音调； 2)比传统电子琴功能更完善； 3)制作简单，成本低
二、方案总体设计 本次课程设计的课题是基于51单片机的电子琴的设计，所要达到的要求如下: 1)利用蜂鸣器作为发声部件。 2)一个数码管作为显示部件。 3)设置8个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7、8的发音。 本次设计主要是要通过软硬件的配合实现电子琴的上述功能，操作人员可以通过按下键盘上任意一个键来发出相应的音符。 2.1 方案对比 AT89C51具有高速度、低电压、低功耗、且可靠性和成本都比较低的特点。因此本次课程设计采用AT89C51单片机作为整个电路核心控制器件。对于本控制系统使用一片AT89C51系列的单片机，不需要外扩展存储器，就能实现显示、预制状态、动态调节的功能，因而整体结构简单。 设计电路时运用89C51系列单片机的接口来实现各种输入、输出功能。P2.7待定部分口用作输出口，向发声电路输出信号；P1口和P0口共同实现一个键盘的功能。 方案一：采用单个的逻辑器件组合 我们知道计数器8253可以产生任意频率的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率与计数器的频率对应起来就可通过计数器产生音乐了。根据本实验要求，采用8279将键扫描得到的键值通过查表得到相应的8253的频率值，将从
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 电子琴设有8个按键，其中7个作为音符输入，另外一个作为模式转换按键，实现用户存放的自动播放歌曲。7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序入口，实
单片机设计报告——基于51单片机的多功能电子琴 班级：通信1111 姓名： 指导老师：刘含
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。我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AT89S51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单片机音色节拍器自动放音 引言 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、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AT89S51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。 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。 一．电子琴整体结构图
简易电子琴设计与实现 一、概述 1.1 课题设计目的及其意义 单片机（单片微型计算机）是大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠等特点。单片机的应用相当广泛，从平常的家用电器到航空航天系统和国防军事、尖端武器都能找到它的身影。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。 随着社会的发展进步，人们的生活水平也逐步提高，音乐已经成为了我们生活中很重要的一部分，在工作和学习之余，欣赏音乐不仅使身心得到放松，同时也提高人们的精神品质和个人素养。当代，爱好音乐的年轻人越来越多，也有不少人自己练习弹奏乐器，作为业余爱好和一种放松的手段，鉴于一些乐器学习难度大需花费太多精力，且其价格太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法，而电子琴又是一种新型的键盘乐器，它是现代电子科技与音乐结合的产物，价格相对便宜，能够满足一般爱好者的需求，因此，在现代音乐中扮演着重要的角色。故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。 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。 具体实现的功能：按下音符键可以发出相应的音符。
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。我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：AT89C51；电子琴；音频功率放大器；发光二极管
Abstract With the development and progress of society,music has become an important part of life,it was said that people do not like the music to the evil.We will find time to enjoy the world music,as the baptism of the spirit.This thesis developed a simple microncontroller-based electronic key board. Electronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments.It played and important role in modern music.SCM has powerful control functions and flexible proguamming characteristics.It has converged with modern people’s lives, become an irreplaceable part.The main content is AT89C51 control of the core components,design of a electronic organ.SCM as a host to the core,with the keyboard,speaker and other core modules.In the main control module has 16 keys and a speaker.The system is steady,its simple hardware circuits,software functions,reliability of control system and high cost performance is its advantages.It also has certain practical and reference value. Key words：AT89C51 single-chip；electric piano；LM386；LED 第1章绪论 (1) 1.1 题目的来源与开发意义 (1) 1.2 系统功能概述 (2) 第2章总体方案提出与论证硬件 (4) 第3章硬件的设计 (5) 3.1 硬件的构成 (5) 3.1.1 AT89C51单片机 (5) 3.1.2 芯片的擦除 (8) 3.1.3 功放LM386 (10) 3.1.4 LCD硬件接口 (12)