下载文档原格式
单片机技术及系统设计题目: 基于单片机的电子琴制作专业: 自动化班级:姓名:学号摘要: 随着电子技术的发展，尤其是大规模集成电路的出现，给人类生活带来了根本性的改变。
本文首先描述系统硬件工作原理，并附以结构框图加以说明。
着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，并且按照设计要求利用单片机设计微型电子琴。
完成电路原理图、程序，并进行相关分析。
关键词:单片机，电子琴，程序一、设计主要内容:(1)键盘矩阵识别。
即矩阵扫描，显示当前按键。
(2)不同频率音符播放，可以通过按键控制16种发音。
(3)可弹奏想要表达的音乐;(4)该电子琴包含1首示例音乐，接通电源可播放示例音乐。
二、设计要求(1)按设计指标进行电路设计;(2)列出音阶与单片机定时器输出频率关系表格; (3)制作符合设计指标的硬件电路。
三、设计说明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。
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。
设计简单原理介绍四、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。
单片机简易电子琴课程设计简易电子琴实验一、课程设计目的与要求1、掌握蜂鸣器的使用方法；2、掌握蜂鸣器的不同发音的方法；3、通过本次课程设计加深对单片机课程的认识和掌握，对单片机的应用做进一步了解。
二、课程设计设备STAR 序列试验仪一套、PC 机一台三、课程设计内容1、简易电子琴原理（1）蜂鸣器输入不同频率的方波，会发出不同的声音；（2）通过按键，由单片机控制产生不同频率的方波，从而发出不同的声音。
2、课程设计过程（1）通过单片机，是G6区的1-7号键由低到高发出1-7的音阶。
四、课程设计原理图1234567P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6VccBuzzerLS12KR15.1KR28550Q60.01uFC40Ctrl100R11P1.7五、课程设计框图主程序：节拍1子程序（手动按键时用） 节拍2子程序（手动按键时用）0FFH->P1 开始 播放一段音乐 P1.0=0调用节拍1子程序 N Y 调用节拍2子程序 Y调用节拍3子程序Y 调用节拍4子程序 调用节拍5子程序 调用节拍6子程序 调用节拍7子程序P1.1=0P1.2=0N P1.3=0Y Y Y P1.4=0P1.5=0N P1.6=0Y N N N 0->P1.7 延时180us 1->P1.7 延时190us开始 返回0->P1.7 延时200us 1->P1.7 延时200us开始 返回节拍3子程序（手动按键时用）节拍4子程序（手动按键时用）开始0->P1.7延时180us1->P1.7延时170us返回开始0->P1.7延时160us1->P1.7延时160us返回节拍5子程序（手动按键时用）节拍6子程序（手动按键时用）开始0->P1.7延时150us1->P1.7延时150us返回开始0->P1.7延时140us1->P1.7延时140us返回节拍7子程序（手动按键时用）节拍1子程序（自动放音时用，时间约0.2s ）节拍2子程序（自动放音时用，时间约0.2s ） 节拍3子程序（自动放音时用，时间约0.2s ）0->P1.7 延时220us 计数器-1 1->P1.7 延时210us 1100->计数器 N计数器-1=0返回Y 0->P1.7 延时130us 1->P1.7 延时130us开始 返回开始节拍4子程序（自动放音时用，时间约0.2s ） 节拍5子程序（自动放音时用，时间约0.2s ）节拍6子程序（自动放音时用，时间约0.2s ） 节拍7子程序（自动放音时用，时间约0.2s ）NY 0->P1.7 延时170us 计数器-1 1->P1.7 延时170us开始 1300->计数器 计数器-1=0返回Y N0->P1.7 延时180us 计数器-1 1->P1.7 延时180us 开始 1250->计数器 计数器-1=0返回0->P1.7 延时185us 计数器-1 1->P1.7 延时180us开始 1200->计数器 Y N计数器-1=0返回NY 0->P1.7 延时190us 计数器-1 1->P1.7 延时190us 开始 1150->计数器 计数器-1=0返回六、课程设计步骤1、主机连线说明D1区：Ctrl — A3区：P1.7 G6区：JP74 —A3区：JP51(P1口)2、运行程序，按G6区的1-7号键，输出7种音阶。
单片机课程设计报告系别：学科专业：班级：姓名：指导老师：单片机课程设计题目——电子音乐盒设计摘要：该课程设计利用单片机AT89S52与LM386设计扬声器，外接一个喇叭可以发出声音。
关键字：单片机AT89S52 LM386一、设计目的、要求1.设计目的1）深入了解MCS—51系列单片机的功能以及应用，学会制作简单的扬声器。
2）了解扬声器工作原理。
3）了解“新年好”音乐的设计原理。
2.设计要求1）查阅资料，选择合适的设计方案。
2）设计完整的硬件电路图，给出设计说明及相关电路参数计算公式，并进行适当的误差分析。
3）设计软件流程图，并写出完整的程序，并加以适当的注解。
4）根据以上内容写出完整课程设计报告。
二、硬件设计1.器件介绍（1）在“单片机系统”中,把P1.0端口连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN 端口。
（2）在“音频放大模块”区域中的SPK OUT端口连接一个8欧或者是16欧的喇叭。
2、设计原理用AT89S51单片机产生优美的音乐声从P1.0端口输出。
通过定时器的定时来产生不同频率的方波，驱动喇叭发出不同音阶的声音，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。
图1.1 电子音乐盒电路原理图3.PCB板图布局图1.2 电子音乐盒PCB效果图4.元器件的焊接1)拿到本套件后清查元器件的数量、质量，并及时更换不合格的元件。
2)确定元件的安装方式，电阻采用卧式安装，其它元件采用立式安装。
3)电烙铁焊接时间应控制在2-3S，烙铁温度高时焊接时间短，低时焊接时间长。
4)电阻焊完后剪掉腿脚用于插接跳线。
5)插接集成块要注意方向，U型口对着U型口。
6)加热时间及用锡量要适当，防止虚焊、错焊及短路，焊后剪去多余引脚，检查所有焊点，确认无误后可通电。
三、程序设计1.程序设计思想（1）音乐产生的方法：一首音乐是由许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率。
这样就可以利用不同的频率的组合，构成所想要的音乐了。
2015——2016学年第一学期《单片机原理及应用》课程设计报告题目基于单片机的电子琴设计班级姓名学号指导老师成绩日期题目：计一个电子琴。
利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另一音调的声音目录1.课题设计目的及其意义 (1)2.课题设计的任务及要求 (1)3.系统总体方案及单元设计 (1)3.1总体设计 (1)3.2 单片机的最小工作系统 (3)3.2.1 时钟电路 (3)3.2.2复位电路 (3)3.2.3 音频放大电路 (4)3.3 按键部分设计 (5)3.3.1操作键设计 (5)3.3.2键盘设计 (5)3.3.3 消除按键抖动 (6)4.系统软件设计 (7)4.1 系统的软件程序（C语言）： (7)4.2 系统的软件的调试仿真 (10)5.设计心得与体会 (12)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。
音乐随着人们的生活水平也逐步提高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。
2.课题设计的任务及要求我所选择的的任务题目是：设计一个电子琴。
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。
单片机课程设计 电子琴一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理，掌握单片机在电子琴设计中的应用。
2. 使学生掌握电子琴的基本结构，能运用单片机编程实现电子琴的基本功能。
3. 帮助学生了解电子琴音调产生原理，掌握音调与频率的关系。
技能目标：1. 培养学生运用单片机进行电子琴设计与编程的能力，能独立完成一个简单的电子琴项目。
2. 培养学生动手实践能力，提高焊接、调试和故障排除等技能。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在项目过程中进行有效分工与合作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对单片机及电子制作的兴趣，提高学习积极性。
2. 培养学生勇于尝试、不断探索的精神，增强克服困难的信心。
3. 引导学生关注科技发展，认识到所学知识在现实生活中的应用，培养创新意识。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果。
将目标分解为具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力。
二、教学内容1. 单片机基础知识：介绍单片机的组成、工作原理，重点讲解CPU、内存、I/O口等部分的功能与应用。
教材章节：第一章单片机基础2. 电子琴结构与原理：讲解电子琴的基本结构，音调产生原理，键盘与发音电路的连接方式。
教材章节：第三章电子乐器原理3. 单片机编程：以C语言为基础，讲解单片机编程方法，重点掌握延时、中断、I/O口控制等编程技巧。
教材章节：第二章单片机编程基础、第五章中断与定时器4. 电子琴设计与制作：结合单片机知识，指导学生进行电子琴设计，包括硬件电路设计、程序编写、调试与优化。
教材章节：第四章单片机应用实例、第六章电子琴设计与制作5. 实践操作：安排学生进行电子琴硬件焊接、程序烧写、调试与测试，培养动手实践能力。
教材章节：第七章实践操作教学内容安排与进度：第一周：单片机基础知识学习，完成CPU、内存、I/O口等功能的学习。
单片机电子琴的设计首先是硬件设计部分。
单片机电子琴所需的硬件主要包括按键、音频输出、显示器和电源等模块。
按键模块需要设计合适数量的按键，并使用矩阵键盘的方式将按键连接到单片机的IO口上，以实现按键的检测和输入。
音频输出模块通常采用DAC芯片来实现数字音频信号转换为模拟音频信号的功能，然后经过功放放大后输出到扬声器上。
显示器模块可以选择使用LCD液晶屏或LED数码管来显示琴键、音高等信息。
电源模块需要提供稳定的电源电压和电流，以供单片机和外围电路正常工作。
接下来是软件实现部分。
软件设计主要包括音符识别、声音发生和音效处理三个方面。
音符识别指的是按键被按下时，通过单片机程序判断出对应的音符，并通过输出特定的数字信号给DAC芯片生成对应的模拟音频信号。
声音发生部分需要设计合适的音色合成算法，将数字信号转化为合成的音乐音频信号，并通过DAC芯片输出到扬声器上。
音效处理部分可以实现对音频信号的各种音效处理，如混响、合唱、合成等效果，增强音乐的表现力。
在功能拓展方面，可以考虑添加MIDI接口，实现电子琴与其他音乐器材的连接和交互。
可以使用光敏电阻和温湿度传感器来实现环境音效的调整。
还可以设计一个简单的录音和播放功能，实现对演奏的录音和回放。
另外，还可以通过添加存储器模块，实现曲目的存储和选择功能。
总结起来，单片机电子琴的设计涉及到硬件设计、软件实现以及功能拓展等方面。
通过合理地设计硬件电路，采用适当的音符识别算法和声音合成算法，还可以扩展丰富的音效和功能，实现一个高性能的单片机电子琴。
单片机电子琴课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解单片机的基本原理和功能，掌握电子琴的基本构造和演奏方法。
2. 帮助学生掌握单片机编程的基本技巧，学会使用相关软件进行程序设计。
3. 使学生了解音乐理论中音阶、音符的基本知识，并将其应用于电子琴演奏。
技能目标：1. 培养学生动手操作单片机的能力，学会连接电子琴硬件并进行调试。
2. 培养学生编写简单电子琴程序的能力，实现不同音符的播放和乐曲演奏。
3. 提高学生团队协作和沟通能力，能够共同分析和解决在电子琴制作过程中遇到的问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对单片机及电子琴制作的兴趣，激发学生探究精神，养成自主学习的好习惯。
2. 培养学生具有创新意识，敢于尝试，勇于实践，面对失败保持积极的心态。
3. 增强学生的环保意识，培养节约资源、爱护设备的良好习惯。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，培养学生的动手操作能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的电子知识和编程基础，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的学习进度，及时调整教学策略，确保课程目标的实现。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 单片机原理：介绍单片机的基本结构、工作原理和功能。
- 音乐理论：讲解音阶、音符、音长等基本音乐知识。
- 编程基础：回顾C语言基本语法，学习单片机编程方法和技巧。
2. 实践操作：- 电子琴硬件连接：学习电子琴硬件的组成，进行电路连接和调试。
- 程序编写：编写程序实现电子琴基本功能，如按键识别、音符播放等。
- 歌曲演奏：设计程序，实现简单乐曲的演奏。
3. 教学大纲：- 第一周：单片机原理学习，音乐理论知识回顾。
- 第二周：编程基础复习，电子琴硬件连接与调试。
- 第三周：编写电子琴程序，实现基本功能。
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。
