基于51单片机的电子琴的设计开题报告

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。

电子琴设计报告一、实验目的1.更深刻的了解、学习8051单片机的发声原理，利用定时器可以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，就会发出不同的音调。

2.其次，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，所以发出不同频率的脉冲。

3.进一步熟悉定时器的编程方法和定时初值的计算，进一步熟悉键盘扫描电路的工作原理和编程方法，了解单片机芯片的接口技术。

二、实验要求1.能够通过键盘演奏音符。

2.能够保存演奏的音乐，并实现回放。

3.有音调调整功能（如：C调，G调）。

4.自由发挥其他功能。

5.要求有单片机硬件系统框图，电路原理图，软件流程图。

三、实验基本原理简易电子琴有主控、蜂鸣器、键盘输入、电源四部分组成。

主控部分以AT89S52 为核心，用C 语言编程，充分运用AT89S52 的8k字节闪烁可编程可擦除只读存储器及其丰富的I/O 口，实现了对键盘数据的采集，和对蜂鸣器声音的控制；键盘输入部分采用4×4的键盘键盘输入，可以实现多个音调；供电部分可对整个电路进行供电。

经测试，整机基本实现预计功能，可以实现键盘演奏音符、调整音调、保存并回放的功能。

四、实验设计分析根据实验所要求实现的功能设计实现该项实验设计的软件电路及硬件电路。

五、实验要求实现A.电路设计1. 整体设计计划利用AT89S52 单片机的功能结合C 语言编程，实现电子琴播放音符等的简单功能，然后结合AT89S52 单片机的控制功能，利用蜂鸣器将输入表达出来，结合程序编制过程中，对各个I/O 的利用设置了键盘的扫描读入，结合电子琴需要多键位的现实，加入了4×4 键盘输入，达到了预期的效果。

2.分块设计1.控制模块AT89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含有8kb的可系统编程的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。

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。

鉴于 51 单片机的简略电子琴设计一．问题提出为何选择简略电子琴设计？1．关于音乐的兴趣我们对音乐都有着浓重的兴趣，喜爱听钢琴曲，如理查德·克莱德曼演奏的《思乡曲》《星空》《秋天的密语》等，音乐在我们的生活中饰演着很重要的角色。

有人曾说，喜爱音乐的人不会向恶。

从前不认为然，但是跟着这些年来慢慢喜爱上阴暗，听了愈来愈多的钢琴曲以后，感觉这句话特别有道理。

音乐是用艺术家用音符记录世界，传达感情的一种艺术形式，音乐里有一种和睦之美，听音乐能够让人心情愉快，与外界和睦一致。

音乐此刻已经成为我生活中很重要的一部分，我们每周都会抽些时间去赏识世界名曲，作为对精神的浸礼。

2．关于电子琴的好奇好奇是人的本性，人类关于自然的认识，关于科学的探究，无不始于好奇。

我们对电子琴怎样实现其功能，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，想经过学习单片机这个时机，深入认识电子琴的功能实现原理。

3．关于51单片机强盛功能的信任51单片机有基本特征：（1）面向控制的 8 位 CPU 和指令系统（2）4K 字节的程序储存器（ ROM 或 EPROM）（3）128 字节的数据储存器（4）可编程的并行 I/O 口 P0~P3，有 32 位双向输入 /输出线（5）一个全双工串行口（6）两个 16 位准时器 /计数器（7）五其中止源，两个优先级的中止构造（8）一个片内时钟振荡器和时钟电路（9）能够寻址 64K 字节的程序储存器和 64K 字节的外面数据储存器51单片机功能强盛，性能日益完美，在工业测控、智能仪器仪表、机电一体化产品、家电领域中应用宽泛，所以鉴于51 单片机设计简易的电子琴可行性特别大。

二．功能需求1.能够实现基本的琴键功能即每按下一个琴键，单片机能够检测到键盘的按键，并依据按键的地点，经过程序来控制，使蜂鸣器发出不一样频次（音调）的声音，声音延缓一段时间，等到按键松开后，声音停止。

而后再连续扫描，看能否有键按下，这样循环下去，即可实现基本的琴键功能。

基于51单片机的复音电子琴课程设计X汇鹏课程组1班指导老师：宋荣摘要：本设计是基于数字电路为基础，以单片机技术为核心，软件设计采用模块化结构，采用C语言编程，通过按键控制，可以发出两个不同的声音，并实现音乐盒的功能。

内容上首先描述系统硬件工作原理，介绍各个接口模块的功能，而后介绍软件上的各个功能模块。

关键字：单片机，电子琴，STC90C51一绪论随着科学技术的迅速发展，尤其是在电子领域上的发展，让电器走进千家万户，越来越多的物件可以用电器用品代替，电子乐器渐渐代替传统乐器出现在众人眼前，电子乐器相比于传统乐器更轻便，也更加便宜，让乐器走进千家万户，这次制作的核心在于单片机，单片机体积小，性能好，造价便宜。

并且能实现强大的功能。

复音电子琴不仅能够实现复音效果，还能成为一个音乐盒，这也是得益于单片机的强大功能。

二设计要求与方案（一）设计要求1．能够实现电子琴的复音功能。

2．能够实现音乐盒的功能（二）设计方案1.关于电子琴的发声原理本作品采用了用单片机模块产生的频率进行输出，蜂鸣器作为输入，蜂鸣器收到来自单片机控制端口的不同频率的信号，会发出对应的声音频率，这就完成了从电信号转换成声音信号的过程。

2.关于电子琴的复音功能复音是指由许多纯音组成的声音。

复音的频率用组成这个复音的基音的频率来表示。

一般乐器发出的声音都是复音。

由于单片机程序执行是按照顺序执行，所以本作品利用两个单片机模块，一个单片机模块控制一个蜂鸣器，再用8个独立按键作为键盘，当两个不同按键被按下的时候，两个蜂鸣器能几乎同时发出这两个声音。

在空间中产生和弦效果。

使之相比于单音电子琴能使旋律变得更加丰富。

3.关于音乐盒功能按下按键后能够播放音乐。

利用单片机片内存储功能，通过软件编程的方式，将一些曲目编写在片内ROM里，通过按下控制键加普通按键，实现8个独立按键的功能转换。

4.关于单片机芯片的选择方案一:采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM存储空间,能于3V 的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,但是运用于电路设计中时由于不具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，对芯片的多次拔插会对芯片造成一定的损坏。

《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我们生活在一个信息时代，各种电子产品层出不穷，作为一个电气专业的学生，了解这些电子产品的基本组成和设计原理是十分必要的，我们学习的是电器组成的理论知识，而课程设计正是对我们学习的理论的实践与巩固。

本设计主要介绍的是一个用单片机设计的一个具有若干功能的简易电子琴。

本单片机系统设计应用单片机控制技术，以51单片机为核心根据上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。

定时器按设计的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次取反发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频率的脉冲。

本制作中巧妙地利用了单片机的定时器，让定时器中断一次就改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波频率信号，每个频率信号对应不同的音阶，再分别由对应的按键控制，当相应的按键按下后便可产生相应的音调。

首先设计电子琴的硬件电路和软件部分，设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现，然后利用电路仿真软件Proteus进行仿真，完善电子琴的软硬件设计，最后进行软硬件的调试运行，最终实现了电子琴的基本功能。

关键词：AT89S52单片机、按键、蜂鸣器、电子琴1 概论 (3)1.1 目的 (3)1.2 要求 (3)2系统总体方案及硬件设计 (4)2.1 需求分析 (4)2.2 定时/计数器的设计和状态字定义 (4)2.3 AT89C52芯片介绍 (6)2.4 硬件接线 (6)2.5 音频输出 (8)2.6 设计仪器、设备和材料清单 (8)3 软件设计 (9)3.1 软件总体方案 (9)3.2 流程图 (10)4 Proteus软件仿真 (12)5 课程设计体会 (13)参考文献 (14)附1：源程序代码 (15)附2：系统原理图 (19)1 概论1.1 目的使学生根据所学的单片机知识和C语言知识，能针对一个简单的控制项目，做出分析，设计其硬件、软件，达到预期的控制目的。

单片机应用课程设计报告——简易电子琴电子信息科学与技术2013-2xxx单片机应用课程设计报告——简易电子琴xxx摘要本设计是一个基于AT89C52系列单片机的简易电子琴，通过硬件电路制作以及软件编译，设计制作出一个由按键电路、复位电路、数码管显示电路，定时器及蜂鸣器组成简易的电子琴。

通过键盘按键确定键号送去显示以及产生对应的频率的方波。

本次实验的难点是键盘的扫描程序设计，因为本次实验实用的键盘是通过P3.4-P3.7端口输入测试信号，从P3.0-P3.3端口进行检测的，涉及到端口的读入写出原理等问题，后来通过先送出F0数值使低四位处于读入状态，高四位处于输出状态等方法实现。

还有一个问题是如何使单片机产生确定频率的波形，后来利用定时器计时结束后的溢出信号，控制信号反转实现。

关键词：电子琴扫描式键盘数码管1、设计任务和要求1.1设计任务利用AT89C52单片机以及各种元器件自行设计编程制作一个简易电子琴。

1.2任务要求基本要求：利用查询式键盘，数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴的按键，按键按下时发出Do、Re、Mi、Fa、So、La、Xi的声音。

在弹奏音乐的同时将音符显示在数码管上。

扩展要求：具备存储播放所弹奏的音乐的功能，用三个功能键进行切换状态：按一下按键控制是否进入存储状态。

；按键二控制是否进入演奏状态；按键三为复位键。

1.3方案论证（1）如何产生一定频率的方波信号首先我们知道，每一个音符都有一个固定的频率，当蜂鸣器根据不同频率的方波信号便会震动产生对应的音符。

其次要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/f），然后将此周期除以2，即为半周期的时间，由于使用的是12MHz的晶振，所以每一个计数的脉冲长度为1us，脉冲的个数用半周期时间除以1us，用65536减去脉冲的个数便可以得到计数初值。

利用定时器计时这半个周期时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相，然后重复计时此半周期时间再对I/O反相，就可在I/O脚上得到此频率的脉冲。