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基于51单片机的16键电子琴课程设计报告.docx
本课程设计旨在设计一款基于51单片机的16键电子琴，利用该电子琴进行乐器演奏
练习。
课程设计的目标是通过51单片机的控制，使乐器的按键实现发声功能，即在按下按
键后，将发出相应的音调，且声音质量较为清晰、拒绝杂音；同时，设计外设及程序使乐
器美观并能在一定程度上体现主人的个性操作习惯，体现出一定程度上的可定制性和稳定性。
课程设计使用MCS-51单片机作为核心芯片，搭建计算机与电子琴模块之间的桥梁，
通过控制要求，配备8位延时定时器、8位计数器/比较器和定时/计数器模块的硬件模块，通过定时/计数器去控制音色的发声数量，再加以PCB板设计，完成各模块的焊接、网络
接线，通过连接各功能模块，实现51单片机控制芯片，实现程序控制电子琴的具体功能。
最后，课程设计尝试完成女声、爵士电子琴等曲目，通过实验，充分验证设计的可行性，并发现一些在设计过程中的不足，如欠缺外设模块，无法实现一些特殊功能等，给出
相应的改善思路，以供设计实现。
在设计过程中，综合运用硬件电路设计、程序设计思维，构建整个系统的总体构架，
实现相应的电子琴演奏功能，使得本次课程设计取得了一定的成果。
本科毕业设计(论文)开题报告一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）本次设计的主要内容是设计一种多功能电子琴，是集电子琴和音乐播放器于一体的新型电子琴。
它是以AT89S52 单片机为核心，并辅有一些外围器件，采用汇编语言编写程序，实现多功能音乐播放，歌曲自动循环播放和使用琴键自编曲目功能。
此外，彩灯显示歌曲节奏，按键跳转到喜爱曲目，液晶显示当前播英文曲目。
目前流行的MP3,MP4播放器的音质相当好。
但略感遗憾的是除了选择歌曲和显示歌名外，绝大部分播放器没有诸如随意弹奏乐曲、乐曲节奏跳动显示等功能。
正是基于音乐播放器的多功能出发，提出这种电子琴和音乐播放器的设计方案。
之所以以单片机电子琴和音乐播放器为选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践相得益彰。
单片机技术发展非常快，所以目前的产品都致力于在功能全面、技术先进、操作简便、安全可靠、价格合理等方面进行仔细研究，精心设计；及时掌握最新的单片机技术，在条件允许的情况下，尽可能地利用最新的单片机技术来研制其应用系统，再利用单片机体积小、价格低、功能强等特点，以保证所设计的产品在未来的一段时间内仍具生命力。
单片机电子琴只和音乐播放器是单片机应用的一个点，由点及面，希望可以更好的了解和应用单片机技术。
通过单片机电子琴和音乐播放器这个选题，更深层次的了解了单片机技术，以前只是有理论，实践的机会不是很多，在作单片机电子琴这个选题的过程中，更加熟练的掌握了一些单片机芯片的应用，也解决了很多以前理论和实践脱节的问题，可谓对单片机的认识有了一个小的飞跃。
二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。
目前单片机已用于工业控制、机电一体化设备、仪器仪表、信号处理、现代兵器、交通能源、商用设备、医疗设备及家用电器等各个领域，随着单片机性能的不断提高，它的应用将会更加广泛。
课程设计报告课程名称单片机原理及应用设计题目电子琴的设计专业班级自动化1041姓名赵伟学号1004421112指导教师蔡长青起止时间2013.6.24-2011.7.12成绩评定电气与信息学院12/13学年第二学期《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书指导教师：蔡长青班级：自动化1041、2班地点：机房、单片机实验室（实训中心415）课程设计题目：基于51单片机原理的电子琴的设计一、课程设计目的1.灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计，到PCB制版，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。
2.能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。
3.独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。
二、课程设计内容（包括技术指标）本设计主要任务是设计一简易电子琴，利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7七个键，能够发出1，2，3，4，5，6，7等7个音符，具有一般演奏功能，同时利用第八个键具有自动播放已存曲目功能。
1. 电子琴及串口原理图的设计、PCB板的制作、焊接。
特别在焊接过程中认真、仔细，避免缺焊、漏焊。
2. 频率初值的计算。
会计算脉冲值与频率的关系。
正确计算出各音阶所对应的频率的初值。
3. 电子琴的工作过程分析。
（1）初始化过程启动时，首先是对定时器T0 进行初始化，设定它的工作状态，对于本系统将T0 设定为工作方式1；（2）按键检测过程初始化完成后，是判断是否有键按下，如果没有按键按下，则继续判断，如果有按键按下，延时一段时间在判断是否有键按下，若无按键按下返回继续判断，若确实有键按下则判断是哪个键按下；（3）声音播放过程根据按键的功能将计数初值装入定时器T0 、T1中中并启动T0 、T1，当T0定时完毕后，重新装入计数初值继续定时并将P3．3取反，再次定时完毕后再一次的装入计数初值继续定时并将P3．3取反，一直循环此操作直到按键释放为止，按键释放后停止T0工作并再次判断是否又有按键按下，并继续执行以前的过程。
毕业设计（论文）开题报告题目：基于单片机的电子琴的设计与实现学院：计算机学院专业名称：计算机科学与技术学号：201040410222****：*******：**2014年 2 月25 日1、课题来源2、研究目的和意义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。
比较高等，具有一定的实用和参考价值。
20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，现代电子产品渗透了社会生活各个领域，有力的推动了社会生产力的发展和生活水平的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新更快。
人们的生活节奏也越来越快，时间观念也越来越强，时间等于金钱的观念也被大家接受，特别是对于那些时间把握非常严格和准确的人或事来说电子时钟具有非常重要的作用。
和准确的人或事来说电子时钟具有非常重要的作用。
2121世纪节能低碳是生活的主旋律，而作为一种低功耗，高效率，功能强大，成本低廉的单片机作为电子时钟的主要部件则应运而生。
也正是单片机改变了人们对时钟的认识，结构小巧，时尚美观，功能实用而强大等等优点使得电子时钟成为人们日常生活和工作不可缺少的工具。
少的工具。
本设计就是要利用这种低功耗，高效率，成本低廉设计一款功能强大，实用新颖的电子时钟，从而使自己学习的知识运用于实际生活工作中。
颖的电子时钟，从而使自己学习的知识运用于实际生活工作中。
通过此次实物制作，增强了我们的动手能力，把理论与实践融合在一起。
同时，也进一步加深了对单片机的硬件结构的理解和巩固，编程能力也得到了提高。
设计报告课程：微机接口技术与数字控制设计名称：基于单片机的电子琴设计小组成员：学号：专业：机械电子工程日期：指导老师：成绩：1 设计任务以生活中的电子琴为设计对象，实现音乐的按键控制功用。
尽量能弹奏出和谐而优美的旋律。
2 设计目的通过单片机电子琴的设计，更深层次的了解单片机技术。
熟悉单片机的控制功用和系统原理应用。
对系统设计与实用编程有进一步强化。
体验音乐的原理与魅力。
3 设计要求设计采用C语言编程控制，巧妙的运用单片机的定时器与中断功能，实现音乐的音频、节拍的实时控制。
具体要求如下：1)构造出微单片机的最小控制系统，能实现基本框架运作；2)学习音乐音符的发音原理与节拍原理，了解音乐的神奇效果，熟悉常用歌曲的歌谱，并为下面的相关实践打好理论基础；3)采用键盘设计理念，建立键符——音符的对应关系，巧妙运用音乐的频率特性，实现按键既得特定音符的功用；4)并增加按钮控制系统运作，数码管实现实时音符（按键）符显示的功能，使按键弹奏的效果更加人性化与和谐完美。
4 设计方案与技术分析4.1 某微机控制系统简介控制系统的整体设计框架，如图1所示。
图1 电子琴设计框架图设计中涉及被控对象模块和人机交互模块的电路设计，以及软件编程部分。
这将在后面的论述中逐一介绍。
本控制系统的整体设计图，如图2所示。
图2 控制系统整体设计硬件图上图为整体的电路设计，并利用PROTEUS进行了模拟仿真。
实现了预期效果。
设计中，选用两种工作模式：试音与弹奏。
通过两个按钮控制选取，并有相应的指示灯指示工作状态。
试音用于测试系统的可行性，选取童年歌曲“两只老虎”中的几句作为检测乐谱；弹奏模式下，通过4×4矩阵式键盘，完成美妙音乐的弹奏。
操作者可以按相应的键，弹奏出特定的音乐，实现作曲与奏乐的完美体验。
并且本设计中还添加了数码显示功能，用于显示实时的显示按下的键码，同时也与音符有内在的对应关系。
下面主要介绍，为何单片机可以实现美妙音乐的实时再现。
一、实训目的1. 熟悉单片机的基本原理和编程方法。
2. 学习电子琴的原理和结构。
3. 掌握基于单片机的电子琴设计方法。
4. 培养动手实践能力和创新意识。
二、实训内容1. 单片机原理与编程2. 电子琴原理与结构3. 单片机电子琴设计4. 单片机电子琴制作与调试三、实训过程1. 单片机原理与编程在实训初期，我们学习了单片机的基本原理和编程方法。
单片机是一种集成了CPU、存储器、输入/输出接口等功能的微型计算机，具有体积小、功耗低、成本低等特点。
我们学习了51系列单片机的结构、指令系统、程序设计方法等。
2. 电子琴原理与结构电子琴是一种通过电子电路发出不同音阶声音的乐器。
我们学习了电子琴的原理和结构，包括音源模块、键盘模块、音量控制模块等。
3. 单片机电子琴设计在设计阶段，我们根据所学知识，设计了基于单片机的电子琴。
具体如下：（1）硬件设计电子琴的硬件主要由单片机、键盘、蜂鸣器、音量控制模块等组成。
我们选择了STC89C51单片机作为核心控制单元，键盘采用矩阵键盘，蜂鸣器用于发出声音，音量控制模块用于调节音量。
（2）软件设计软件设计主要包括以下几个部分：1）初始化：设置单片机的工作模式、初始化定时器、初始化键盘扫描等。
2）键盘扫描：检测键盘是否被按下，并读取按键值。
3）音阶生成：根据按键值计算对应的频率，通过定时器产生PWM信号，驱动蜂鸣器发出声音。
4）音量控制：根据音量控制模块的输入，调节PWM信号的占空比，实现音量控制。
5）音乐播放：存储一首或多首歌曲，通过键盘控制播放、暂停、停止等操作。
4. 单片机电子琴制作与调试在制作阶段，我们根据设计方案，搭建了电子琴的硬件电路，并编写了相应的程序。
在调试过程中，我们遇到了以下问题：（1）键盘扫描不稳定：经过分析，发现是由于按键抖动引起的。
我们通过软件去抖动的方法解决了这个问题。
（2）音阶不准确：经过分析，发现是由于定时器设置不当引起的。
我们调整了定时器的计数值，使音阶更加准确。
随着科技的飞速发展，单片机技术已成为现代电子技术的重要分支。
为了更好地学习和掌握单片机编程及应用，我们设计并实现了一款基于单片机的简易电子琴。
本实验旨在通过设计一个简易电子琴，让学生深入了解单片机的原理和应用，提高动手实践能力。
二、实验目的1. 掌握单片机的基本原理和编程方法。
2. 学会使用定时器、中断、键盘扫描等技术。
3. 了解电子琴的工作原理和制作方法。
4. 培养学生的创新意识和团队协作能力。
三、实验原理本实验采用STC12C5A32S2单片机作为核心控制单元，通过定时器产生方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音，实现电子琴的演奏功能。
具体原理如下：1. 单片机原理：STC12C5A32S2单片机是一款高性能、低功耗的单片机，具有丰富的片上资源，如定时器、中断、串口等。
2. 定时器：定时器用于产生固定频率的方波信号，驱动蜂鸣器发出不同频率的声音。
通过调整定时器的计数值，可以改变方波信号的频率，从而改变音调。
3. 中断：中断技术用于实现按键扫描功能。
当按键被按下时，单片机响应中断，读取按键状态，并产生相应的音调。
4. 键盘扫描：键盘扫描技术用于检测按键状态。
通过扫描键盘矩阵，可以判断哪个按键被按下，并产生相应的音调。
四、实验内容1. 硬件设计：主要包括单片机、蜂鸣器、键盘、电阻、电容等元器件。
将元器件按照电路图连接，形成电子琴的硬件电路。
2. 软件设计：主要包括主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
通过Keil C编程，实现电子琴的演奏功能。
3. 调试与测试：对电子琴进行调试和测试，确保其能够正常工作。
1. 搭建电路：按照电路图连接元器件，形成电子琴的硬件电路。
2. 编写程序：使用Keil C编写主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。
3. 编译程序：将编写好的程序编译成HEX文件。
4. 烧录程序：将编译好的HEX文件烧录到单片机中。
5. 调试与测试：使用万用表测试电路是否正常工作，并对程序进行调试，确保电子琴能够正常演奏。
单片机课程设计报告电子琴一、选题背景随着数字技术的飞速发展和信息科学的快速推进，单片机作为信息处理的核心器件，正在得到越来越广泛的应用。
随着芯片技术的不断更新和改进，单片机应用领域的拓宽和深化，各行各业对单片机专业人才的需求也愈发迫切。
因此，在单片机课程的教学中，设计一些实用的小项目、小应用，既能提高学生的实践操作能力，又能激发其学习兴趣和学科热情，是非常有必要的。
二、课程目标通过设计电子琴这一实用项目，达到以下三个目标：（1）掌握单片机的基本知识和操作技巧。
在设计项目中，需要使用到很多单片机相关的知识和技术，如单片机的编程语言、端口连接、程序设计、调试样板、原理图设计等。
通过这些操作，学生可以对单片机的工作原理和编程方法有一个更加深入的理解。
（2）培养学生应用知识的能力。
设计电子琴，需要使用到单片机的定时器、PWM输出、按键检测、LED灯控制等相关知识。
学生需要将这些知识应用到实际操作中，才能真正掌握这些知识点，更好地了解单片机的工作原理和性能特点。
（3）激发学生的创造性思维和创新意识。
在设计电子琴的过程中，学生需要从众多课程内容和技能中选择并运用所学知识，遇到问题时需要有创造性解决的思维和意识。
此过程能够帮助学生提高独立思考和创新能力，将所学知识真正运用到实践中。
三、教学方法针对单片机课程设计中的三个目标，教学方法如下：1. 理论和实践相结合学生需要了解单片机的基本知识和操作技巧，包括单片机的性能特点、端口连接、程序设计、原理图设计等。
同时，为了更好地掌握实际操作，需要将理论知识与实践操作相结合，在课程中给予足够的操作机会和实践练习，让学生深刻感受到不同参数的变化对最终设备造成的影响。
2. 开放性思考学习单片机课程时，教师需要引导学生进行开放性思考。
鼓励学生发现问题、提出问题、寻找问题的解决方案，从而提高学生的创造性思维和创新意识。
3. 相互合作学习在课程设计中，可以采用分组方式，让学生互相合作、共同学习、共同探讨解决问题的方法和途径。
本科课程设计课程名称：单片机原理与接口技术设计项目：简易电子琴设计实验地点：跨越机房专业班级：通信0901 学号： 2009001330 学生：田野同组人：刚瑛梁邦爽指导教师：武娟萍2012年 05月 26日一、设计目的本设计以AT89C51单片机为核心，采用常用电子器件设计。
要求最少8个按键，每个按键对应一种音调，按下按键发声，松开按键后声音延迟一段时间后停止，即带余音的电子琴，延时时间可以设置，要求最少8个不同音调，可以采用标准的音调设计。
本次课程设计主要研究基于AT89C51单片机的简易电子琴设计二、设计器材AT89C51,蜂鸣器，PNP型三极管，晶振，独立按键三、总体设计方案1．设计思路此次设计硬件电路分四大模块较为简单，主要由独立按键、单片机AT89C51、音频功放及扬声器构成。
以AT89C51为主控器件，对其进行编译，达到我们的设计要求。
对于软件部分下面有详细介绍。
2.电路总设计框图如图1：图1 电路总设计框图3．音频放大电路在一定频率围，具有固定频率的振动就能产生音乐，但是单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐，因为他没有足够的驱动能力，需要音频功率放大电路。
这里选用PNP型三极管来驱动蜂鸣器，是音响效果更为理想，音频功放电路接口如图2所示：图2 音频放大电路4．音乐播放电路对于播放一首固定音乐，不仅要知道音符也要知道节拍，对应节拍延时时间设定表，对单片机进行编程就可以实现功能。
放歌产生电路如图3，其中单片机的P3.0口控制音乐开始播放控制端口，P3.2口是控制音乐停止播放的控制端口，当小按键S10按下时P3.0口获得低电平，音乐开始重复播放，当小按键S9按下时，P3.2口获得低电平，经过单片机的处理，音乐停止播放，单片机回到最初工作状态。
而P2口的每个端口都连接一个按键，分别控制1，2，3，4，5，6，7，˙1八个不同的音符。
图3 音乐播放电图5．总体电路图如下图：图4 总体电路图，四、设计原理分析1．产生声音的方法：只要让扬声器通过产生大小变化的电流（脉动电流或交流），就能使扬声器发出声音，因此若以程序不断的输出1—0—1—0—1……就可以令扬声器发出声音，由于MCS—51系列的输出端口输出电流不够大，所以必须加上晶体管把电流放大后再驱动扬声器，如图2所示。
创新制作报告简易电子琴设计摘要本设计主要研究基于STC90C51单片机地简易电子琴设计.它是以单片机作为主控核心，键盘、电脑音响、led等外围器件构成；本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、led显示模块和发声模块组成.其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序.（1）最小系统：它是单片机应用系统地设计基础.它包括单片机地选择、时钟系统设计、复位电路设计等.（2）按键系统模块：本设计采用24个按键，其中21个按键用来显示21个音调，其它3个按键可以进行功能地切换.（3）LED显示模块：八个LED，七个红色LED来显示音符，1个绿色LED指示.（4）发声模块：此电子琴发音是用现成地电脑音响.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地程序，最后进行软硬件地调试运行.并且从原理图，主要芯片，各模块地原理和各个模块地程序调试来阐述.利用单片机产生不同频率来获得我们要求地音阶，实现高、中、低共21个音符地发音和显示和音乐播放时地控制显示，并且能自动播放程序中编排地音乐，同时还有保存兵播放已按下地音符.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.目录1.概述41.1设计背景41.2设计意义41.3 设计任务42.系统总体方案及硬件设计42.1总体设计42.2硬件设计62.3单片机地最小工作系统62.4电源设计:2.5按键设计:2.6LED灯设计：2.7发声模块：3.系统软件地地编写 73.1电子琴基本原理 73.2主程序 93.3播放音乐模块 163.4录音模块 204.1硬件调试 234.2软件调试 235课程设计体会附1 源程序代码241.概述1.1设计背景由于本课程要做一个创新制作，而老师给地参考题中觉得电子琴这课题不错，因为电子琴能陶冶人地情操，同时使人更快乐，他能真正影响人地心情，因此决定做.单片机技术使我们可以利用软硬件来实现电子琴地功能，从而可以实现电子琴地微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等.并且可以进行一定地功能扩展.鉴于传统电子琴可以用键盘上地“1”到“A”键演奏从低So到高DO等11个音，从而也可以通过单片机实现对十个按键地扩展，实现七个音符键地高、中、低21个音调地显示播放和音乐地自动播放.1.2设计意义①可以了解音乐地基本知识；②加深对单片机地使用；③学会自己做工程；1.3 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：利用现成电脑音响作为发声部件，21个音符键，实现高音、中音、低音地1、2、3、4、5、6、7地发音.并在存储几首歌曲地内容，可以实现自动播放.2.系统总体方案及硬件设计2.1总体设计音乐是有由不同地音阶组成地，而不同地音阶又是由不同地频率发出地，那么产生不同地频率，就可以发出不同地音乐了.而利用单片机就可以产生不同地频率地方波，因此选择单片机为为主来设计.通过程序编写实现单片机输出不同地频率，输出地方波信号再通过接口给电脑音响，让其发声.同时电子琴加入led用来显示.本设计地主要工作是程序编写，通过程序让电子琴实现音乐演奏，歌曲播放以及记录已按下地音符，并播放，最后实现led显示.而硬件主要有单片机最小系统，键盘模块，发声模块，还有一个电源模块.总体框图22.2硬件设计电路图1注：本系统有主控单片机、键盘、led 显示模块、发声模块以及电源组成.2.2.2单片机地最小工作系统:按键输入LED 显示电脑音响单片机这里用地单片机地型号是STC90C516RD+，配以12M地晶振，以及复位电路供电电路构成最小系统.2.2.3电源设计:这里电源直接用直流5v电源；2.2.4按键设计:按键采用4*6扫描；4根行线接P10-P13,六根列线接P14-P17以及P20，P21口共24个按键，0-20代表音符键，0-6代表低音1,2,3,4,5,6,7；7-13代表中音1,2,3,4,5,6,7；14-20代表高音1,2,3,4,5,6,7；21号按键表示播放歌曲键，当按下21号键，进入播放歌曲函数，当按下22号键时，播放下一首歌曲，当按下23键时，退出播放返回主程序.而在主程序中时，代表演奏状态，当按下23号键时，进入录音状态，此时有个绿色地指示灯会亮.而进入录音后，再按一次23键，指示灯灭，退出录音状态，返回主程序.2.2.5LED灯设计：七个红色地LED代表按键地音符DO，RE，MI...分别接到P0口地各个I端口音符DO时，一个LED亮，音符MI时，2个LED亮...同时为了区分高中低音，三个八度LED显示不同，当低音音符播放时，LED闪亮，当是中音时，LED也闪亮，但是闪亮地频率更快，当是高音时，LED全亮，这是通过调节LED亮灭时间来实现，也可以说是PWM吧.还有一个绿色LED指示当前状态，当电子琴处于录音时，LED亮，否则，灭；2.2.6发声模块：这里没有自己做功放，而是使用电脑地音响.3系统软件地地编写3.1电子琴基本原理首先地弄清楚电子琴地基本原理：声音地频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机地某个口线不断输出“高”“低”电平，则在该口线上就能产生一定频率地方波，讲该方波接上喇叭就能发出一定频率地声音，若再利用程序控制“高”“低”电平地持续时间，就能改变输出波形地频率从而改变音调.乐曲中，每个音符对应着确定地频率，下表给出各音符频率.如果单片机某个口线输出“高”“低”电平地频率和某个音符地频率一样，那么将此口线接上喇叭就可以发出此音符地声音.根据这个原理就能设计出，对于单片机来说要产生一定频率地方波大致是先将某口线输出高电平然后延迟一段时间再输出低电平，如此循环地输出就会产生一定频率地方波，通过改变延迟地时间就可以改变输出方波地频率.单片机内部有两个定时计数器T1和T0，单片机地定时计数器实际上是个计数装置，它既可以对单片机内部晶振驱动时钟计数，也可以对外部输入地脉冲计数，对内部晶振计数时称为定时器，对外部时钟计数时称为计数器.当对单片机内部晶振驱动时钟计数时，每个机器周期定时计数器地计数值就加，当计数值达到计数最大值时计数完毕并通知单片机.音乐中各个音符地频率表如下：音符频率表3弄懂后开始程序地实现3.2主程序模块主程序框图参数计算发音原理若要产生音频脉冲，只要算出某一音频地周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期地时间.利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相.就可在P1.0引脚上得到此频率地脉冲.利用AT89C51地内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率地方法产生不同音阶.计算举例例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）.计数脉冲值与频率地关系式是：N＝fi÷2÷fr，式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生地频率.其计数初值T地求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr 例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求中音DO（261Hz）.T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr ＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr，中音DO地T＝65536－500000/523＝64580. 3.2.3计算结果（1）单片机12MHZ晶振，中音符与计数T0相关地计数值如表所示：采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表地方式来获得相应地数据：低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间.用单片机播放音乐，或者弹奏电子琴，实际上是按照特定地频率，输出一连串地方波.为了输出合适地方波，首先应该知道音符与频率地关系.（2）音调数据表曲调值DELAY曲调值DELAY调4/4125ms调4/462ms调3/4187ms调3/494ms调2/4250ms调2/4125ms 上表中地频率数值，有些过多，去掉不常用地黑键频率，只是把白键对应地数据存放在单片机中，即可满足绝大部分地应用需求.定义音调数据表地程序如下：DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 。
单片机实验报告电子琴单片机实验报告电子琴引言：电子琴是一种流行的乐器，它通过电子元件产生声音，具有丰富的音色和音效。
在本次实验中，我们使用单片机来设计和制作一个简单的电子琴，通过按键触发不同的音调，实现基本的音乐演奏功能。
本文将介绍电子琴的原理、设计过程和实验结果。
一、原理电子琴的原理是基于音频合成技术，通过控制不同频率的声音波形来产生不同的音调。
而单片机作为电子琴的控制核心，负责接收按键信号，并通过输出引脚控制声音的发声。
具体来说，单片机通过读取按键的状态，判断按键是否按下，并根据按键的不同触发相应的音调发声。
二、设计过程1. 硬件设计在硬件设计方面，我们需要准备以下元件：单片机、按键、蜂鸣器、电阻、电容等。
首先，将按键连接到单片机的输入引脚上，以便检测按键的状态。
然后，将蜂鸣器连接到单片机的输出引脚上，以便通过控制引脚输出高低电平来实现声音的发声。
最后，根据需要添加电阻和电容等元件，以保证电路的稳定性和正确性。
2. 软件设计在软件设计方面，我们需要使用单片机的编程语言来实现电子琴的功能。
首先，我们需要设置单片机的输入引脚和输出引脚，并定义按键的状态和蜂鸣器的控制信号。
然后，我们需要编写程序来实现按键的检测和音调的控制。
具体来说，当按键按下时，单片机会读取按键的状态，并根据不同的按键触发不同的音调，同时控制蜂鸣器的输出信号，以实现声音的发声。
三、实验结果在实验过程中，我们成功地设计和制作了一个简单的电子琴。
通过按下不同的按键，我们可以听到不同的音调发声，从而演奏出简单的音乐。
实验结果表明，我们设计的电子琴具有良好的音效和音色，能够满足基本的音乐演奏需求。
结论：通过本次实验，我们深入了解了电子琴的原理和设计过程，并成功地制作了一个简单的电子琴。
通过单片机的控制，我们可以实现按键触发不同音调的发声，从而演奏出简单的音乐。
电子琴作为一种流行的乐器，具有广泛的应用和发展前景。
通过不断的学习和实践，我们相信可以设计出更加复杂和高级的电子琴，为音乐爱好者提供更多的乐器选择和音乐表达方式。
课程设计报告---基于单片机的电子琴设计河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告基于单片机的电子琴设计姓名：郭鹏超王芳学号：310808010609 310808010602专业班级：电气08-6班指导老师：王莉所在学院：电气工程与自动化学院2012年5月19 日摘要当代，爱好音乐的人越来越多，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要太多的学习时间，且其价格又太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法。
而一些简易的电子乐器价格相对便宜，学习上手快，一般人容易负担的起，能够满足一般爱好者的需求，故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。
本次课程设计主要研究基于AT89S52单片机的简易电子琴设计。
整个系统主要包括以下几个部分组成：（1）单片机的最小系统：最小应用系统设计是单片机应用系统的设计基础。
它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的I/O口扩展、掉电保护等。
（2）矩阵键盘：当按键数目较多时，为了节省I/O口线，通常采用矩阵式键盘接口电路。
本设计采用5*8矩阵键盘（共40个按键，其中36个按键用来显示高中低音的1、1#、2、2#、3、4、4#、5、5#、6、6#、7的36个音调，其它4个按键可以随意的播放已存歌曲）。
（3）产生外部中断的系统：它由两个四输入与非门74LS20和一个两输入或非门74LS02组成，把矩阵的五行与与非门74LS20和或非门74LS02相接后接在了单片机的P3.2口，下降沿触发产生中断INT0。
（4）发音电路：此电子琴发音电路是由或非门来驱动扬声器发音的，控制单片机的P2.7口产生不同频率使扬声器发出不同的音调。
本文主要对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的硬件组成。
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，最终可以随意弹奏想要表达的音乐，还设计了一按键用来自动播放一首曲子。
课程设计任务书课程设计题目：简易电子琴的设计系别班级学生姓名学号指导教师职称课程设计进行地点：任务下达时间：2014年6月26日起止日期：2014年6月30日起——至2014年7月11日止教研室主任2014年6月26日批准以下内容根据各专业特点自行确定（如条件、资料、内容、任务、进度安排及要求等）：1.设计主要内容及要求基于单片机的简易电子琴的设计。
1）简要说明用单片机设计出一个简易电子琴。
此电子琴完成产生中音Do到高音Do的8个音阶功能。
2）任务和要求设计一个简易电子琴，该电子琴基本功能：通过本系统的扬声器产生从中音Do到高音Do的8个音阶。
实现的具体要求：首先设置8个按键分别连到单片机的I/O口，通过按键按下改变单片机I/O口的电平，其次根据单片机检测到I/O口上的信号，在某个I/O引脚输出不同频率的方波，最后此方波最后输出到扬声器中。
对于此题目学生首先研究不同音阶所对应的输出频率，根据所研究的内容，完成延时模块的设计、按键检测模块和波形输出模块的设计。
3）训练目标熟练使用Keil开发环境，具备使用C语言编写单片机程序的初步能力，通过完成本课题的软硬件设计，使同学们了解单片机实例的整个开发流程。
2.对设计说明书、论文撰写内容、格式、字数的要求1）课程设计说明书（论文）是体现和总结课程设计成果的载体，一般不应少于3000字。
2）学生应撰写的内容为：中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书（论文）的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》执行。
应做到文理通顺，内容正确完整，书写工整，装订整齐。
3）说明书（论文）手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸，用黑或蓝黑墨水工整书写；打印时按《沈阳工程学院毕业设计（论文）撰写规范》的要求进行打印。
4）课程设计说明书（论文）装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要和关键词、目录、正文、参考文献。
3.时间进度安排；。
一、选题的依据及意义(一) 选题依据单片机体积小，功能强大，价格低廉，因这些优势而被广泛使用，同时随着中国经济的快速发展，单片机在越来越多的领域得到了广泛的应用，现在国内的单片机多用于本地通话，玩具和液晶显示屏等产品，预计在未来，利用单片机发明的产品会越来越多，作为一名电子系应届毕业生来说，理解和掌握单片机的工作原理和使用技巧是必备的技能，基于这种考虑，我这次毕业设计的选题为声光电子琴。
钢琴，从其发明之日起，就成为人类的朋友，有的人们不能负担起钢琴的高额价钱，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，电子琴的发明让人们找到了能与钢琴媲美的声音。
怎样让我们的电子琴随身携带呢？这就要求人们不断设计出新型电子琴。
从20世纪80年代单片机引入我国至今，单片机已广泛地应用于电子设计中，使电子设计智能化水平在广度和深度上产生了质的飞跃，数字化也成为了电子设计的必由之路。
运用51系列单片机设计电子琴，利用单片机的定时功能来实现改变输出方波的频率，从而发出不同的音符。
这样减少了老古琴弦与琴键的设置与调试的各种难题。
随着单片机技术的不断发展，单片机能实现更加灵活的逻辑控制功能，具有很强的数据处理能力。
电子琴是音乐学习、娱乐爱好中不可或缺的重要模块。
(二) 选题意义在目前，市场上有各种各样多功能、高精度、高频率的电子琴，但价格昂贵。
为了满足娱乐的实际需求，本次设计给出了一种较小规模和单片机(STC89C51)相结合的简易电子琴的设计方案，不但切实可行，而且体积小、保密性强、设计简单、成本低、精度高，大大降低了设计成本和实现的复杂度，减少了学习成本。
本设计是源于自身的兴趣和爱好所设计的，通过对传统电子琴的认识和了解，知道了传统的电子琴是利用单片机的汇编也语言的编程来实现的，而且功能单一，只能弹奏而不能随意的播放音乐，本设计是基于对STC89C51单片机的深入理解和对传统电子琴的小小的改革与创新，并且以简单的C语言程序替代了复杂的汇编语言程序而完成的，声和光是新电子琴的主题。
基于51单片机的电子琴的设计开题报告南华大学船山学院本科生毕业设计开题报告设计题目设计题目设计题目类型工程设计基于51单片机的电子琴设计自选题目起止时间一、设计依据及研究意义：电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。
它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作，而且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。
单片微型计算机也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。
二、设计主要研究的内容、预期目标：设计内容主要包括：输入设备、信息处理部分、发声系统显示系统以及校正端。
整个电路键盘控制，经过单片机系统对键盘信息进行处理，对EEPROM进行读写，并推动扬声器发声和发光管发光。
A EEPROM T 键 8 8155 9 发光管 C 盘 5 放大 1 扬声器单片机P0口通过8155扩展，连接4*8的矩形键盘，作为琴键键盘和相应的功能控制键； 2.并P2口一起，和EEPROM连接，用来存储弹奏时的音长和键号，当按播放键时重新把存储的音长和键号读出对应的频率值赋给定时器，在口线上输出相应频率的方波，而且EEPROM是电可擦除存储器，不仅具有ROM的非易失性，同时又具有RAM的随机读写性，操作简便；口接通不同音色的滤波电路，通过程序控制P0口，选择不同的琴声音色滤波电路，使电子琴发出不同音色的声音； 4.在51单片机的一口线上产生一与所发音频率对应的方波，通过功率放大线路驱动扬声器发声，主要是依靠定时器来实现这一方波，在定时器中设计一个与频率相对应的初值，定时器定时结束便产生中断，在中断服务程序中将口线取反，并重装初值，中断一次，口线取反一次，以此产生对应频率的方波。
