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目录前言 (2)第1章基于51单片机的电子琴设计 (3)1.1 电子琴的设计要求 (3)1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3)1.3 总体设计方案 (3)第2章系统硬件设计 (5)2.1 琴键控制电路 (5)2.2 音频功放电路 (6)2.3 时钟-复位电路 (6)2.4 LED显示电路 (6)2.5 整体电路 (6)第3章电子琴系统软件设计 (7)3.1 系统硬件接口定义 (7)3.2 主函数 (8)3.2.1 主函数程序 (8)3.3 按键扫描及LED显示函数 (9)3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10)3.4 中断函数 (11)3.4.1 中断程序 (12)第4章电子琴和调试 (12)4.1 调试工具 (12)4.2 调试结果 (13)4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14)第5章电子琴设计总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)前言音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。
近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。
但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。
如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。
而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。
结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。
现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。
电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。
摘要电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物。
电子琴是一种新型的键盘乐器，采用半导体集成电路,对乐音信号进行放大,通过扬声器产生音响.由音色,自动伴奏,自动和弦三大部分组成.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，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。
关键词：单片机，键盘，扬声器，电子琴AbstractElectronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has powerful control functions and flexible programming 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 8 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 : SCM keyboard speaker electronic organ目录引言 (1)第一章总体方案论证与设计 (3)1.1 控制模块 (3)1.2 播放模块 (4)1.2 按键控制模块 (4)第二章系统的软件设计 (7)2.1 音乐弹奏原理 (7)2.2 音乐弹奏设计 (7)2.3 软件流程图 (8)2.4 上位机软件及程序 (9)第三章系统调试与测试结果分析 (18)3.1 使用的仪器及软件 (18)3.2 系统调试 (18)3.2.1 硬件调试 (18)3.2.2 软件调试 (19)3.2.3 硬件软件联调 (20)3.3 测试结果 (20)总结 (21)致谢 ................................................................................................................ 错误！未定义书签。
学生毕业设计（论文）报告系别：电子与电气工程学院专业：应用电子技术班号：应电1毕业设计（论文）任务书专业应用电子技术班级应电1 姓名一、课题名称：基于89C51单片机的电子琴设计二、主要技术指标：1、演奏音乐，不同频率音符的播放2、可通过按键发出“5 6 7．．．1 2 3 4 5 6 7 1”等11个音阶3、11个音阶的频率分别为：“190HZ 220HZ 247HZ 262HZ 294HZ 330HZ 349HZ 392HZ 440HZ 494HZ 552HZ”三、工作内容和要求：内容：本课题是基于A T89C51单片机为核心控制部分，是通过制作硬件电路和软件的设计编写，最终达到乐器演奏功能。
特点是设计简单、清晰。
本次设计让我们了解令扬声器发生的方法、熟悉按键输入的处理方法，然后我们才能够设计出电子琴的设计方案，大致列出电子琴的内容和所要设计的内容，收索更多的资料来完善设计。
从而来达到我要设计的电子琴的功能，达到我所预期的效果。
要求：1、认真有耐性，要对每一个设计方案的步骤要熟悉，条理要分明清晰。
2、做好硬件电路部分和软件电路部分。
3、把做好后的电路在最后进行调试，使能正常运行。
四、主要参考文献：[1] 主编：张桂红.副主编：姚建永.单片机原理与应用.福建科学技术出版社[2] 韩志军等.单片机应用系统设计[M].机械工业出版社，2004年[3] 李广弟朱月秀冷祖祁编著.单片机基础（第3版）.北京航空航天大学出版社学生（签名）年月日指导教师（签名）年月日教研室主任（签名）年月日系主任（签名）年月日毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目AT89C51单片机的电子琴设计一、选题的背景和意义：背景：1、电子琴是键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。
属于电子乐器，发音音量可以自由调节。
音域较宽，和声丰富，甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，表现力极其丰富。
2、电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。
简易电子琴设计报告一、硬件设计方案及相关解释：设计一个基于AT89C51单片机的简易电子琴。
要求：1．4X4的16个按键矩阵，并且每个键对应一个音。
2．用AT89C51将键盘连接设计成为电子琴。
3．编写电子琴的程序，要达到可以随意弹奏想要表达的音乐的目的。
基本原理：一定频率产生声音，频率高低决定音调。
利用单片机输出脉冲信号经放大后送给喇叭，便可发出声音。
利用单片机的定时器，让定时器中断一次就对改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波，这也是数字电路产生声音的方法。
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，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，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，只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。
二、设计思路：1.定时/计数器的设计和状态字定义：若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。
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引脚上得到此频率的脉冲。
利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，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）。
计数脉冲值与频率的关系式是：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是想要产生的频率。
其计数初值T的求法如下：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的T＝65536－500000/523＝64580。
目录摘要 (2)Abstract (3)1 绪论 (4)1.1课题背景 (4)2 单片机 (6)2.1 单片机—带存储功能的电子琴的发音和控制核心 (6)2.2 基于单片机的带存储功能的电子琴的功能与操作 (6)2.3 带存储功能电子琴的流程图 (7)3 PROTEUS设计电路 (8)3.1 从PROTEUS库中选取元件 (8)3.2 在ISIS编辑区中设计电路 (8)3.3 时序图 (9)4. 程序代码 (10)5 总结 (26)摘要在现代各种生活中，电子琴作为一种音乐型玩具广泛用于与人们的日常生活中。
市场上有各种各样的电子琴。
特别是日本产的，音质优美，它是有专门的音乐控制芯片制造的。
由于其价格较贵，无法大面积普及，且功能单一。
用89c51作为主控中心，研制一种简易的微型电子琴，尽可能地体现较好的音质来，是一种可做的尝试。
以单片机为核心设计的简易电子琴系统，由按键扫描电路、声音产生驱动电路、复位电路、等模块组成的，是一种比较实用、廉价的电子玩具。
本论文所设计的简易电子琴，它分为两大部分，硬件电路的设计和软件的设计。
硬件电路的设计以AT89S51单片机为控制主板，辅以外围的扩展设备蜂鸣器、矩阵键盘、共阳数码管，形成一个可被控制的显示系统。
关键字：简易电子琴单片机矩阵键盘AbstractIn the modern variety of life, the flower as a musical toys, widely used and people's daily life. There are all kinds of market flower. Japan is particularly middle, sounding, it is a dedicated music control of the chip maker. Because of its expensive price, not a popular area, and single function. 89 c51 used as a control centre, the development of a simple micro-organ, as far as possible, to reflect a better quality, is an attempt to do. MCU core design for a simple flower, from the button scanning circuit, a driver circuit voice, reset circuit, such as modules, is a more practical and inexpensive electronic toys.In this paper the design of simple flower, which are divided into two parts, hardware circuit design and software design. Hardware circuit design to AT89S51 microcontroller for the control board, supported by the expansion of the external equipment buzzer, matrix keyboard, a total of Yang digital form can be controlled by a display system. SCM software designed to control the internal timer T0 to produce different frequency square wave, driving a different syllable speaker's voice. Reuse delayed to control the length of pronunciation, pitch in to control the beat.Key word ：Simple flower MCU Matrix keyboard绪论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。
单片机课程设计论文题目：基于单片机的简易电子琴设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化姓名: ### ### ###指导教师:完成日期: 2012-12-27目录摘要 (1)绪论 (2)1方案论证 (3)1.1原理图 (3)1.2主体方案 (3)1.3系统方案设计绍 (4)1.3.STC89C51简介 (5)1.3.1单片机工作原理 (8)1.3.2数码管 (13)2实现过程 (14)2.1.1 程序设计内容 (14)2.1.2 I/O并行口直接驱动LED显示 (14)2.2 音乐产生的方法 (15)2.2.1 原理 (15)2.2.2 程序框图 (16)3全文总结 (17)3.1结束语 (18)参考文献 (19)附录 (20)1.电路原理图 (20)2.程序框图 (21)3.系统流程图 (22)4.语言源程序 (23)摘要在现代各种生活中，电子琴作为一种音乐型玩具，广泛用于与人们的日常生活中。
市场上有各种各样的电子琴。
特别是日本产的，音质优美，它是有专门的音乐控制芯片制造的。
由于其价格较贵，无法大面积普及，且功能单一。
用89c51作为主控中心，研制一种简易的微型电子琴，尽可能地体现较好的音质来，是一种可做的尝试。
以单片机为核心设计的简易电子琴系统，由按键扫描电路、声音产生驱动电路、复位电路、等模块组成的，是一种比较实用、廉价的电子玩具。
本论文所设计的简易电子琴，它分为两大部分，硬件电路的设计和软件的设计。
硬件电路的设计以AT89S51单片机为控制主板，辅以外围的扩展设备蜂鸣器、矩阵键盘、共阳数码管，形成一个可被控制的显示系统。
软件设计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.主要实现 1》能够发出1.2.3.4.5.6.7等七个音符。
单片机系统课程设计成绩评定表设计课题：基于89C51的电子琴的设计学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：设计时间：单片机系统课程设计课程设计名称：基于89C51的电子琴的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：课程设计时间：单片机系统课程设计任务书目录1.绪论 (3)1.1电子琴概述 (3)1.2设计思想及基本功能 (3)2.总体方案设计 (3)2.1方案设计 (4)2.2方案设计要求 (4)2.3电子琴系统的组成 (4)2.4系统框图 (5)3.硬件电路设计 (5)3.1单片机最小系统模块设计 (5)3.1.1AT89C51单片机 (5)3.1.2 单片机最小系统模块硬件设计 (9)3.2按键控制模块设计 (10)3.3音频输出模块设计 (11)3.3.1LM386音频放大器 (11)3.3.2 音频输出模块硬件接线设计 (11)3.4 LED数码管显示模块设计 (12)4.系统软件设计 (13)4.1 软件设计思想 (13)4.2音乐知识以及播放原理 (13)4.3软件设计流程图 (15)5.总结 (17)参考文献： (18)附录 (19)附录一系统原理图 (19)附录二程序代码 (20)1.绪论1.1电子琴概述随着社会的发展进步，音乐是人们生活中不可或缺的元素，音乐可以使人放松心情，陶冶情操，要演奏出好的音乐需要好的乐器，而且伴随着电子技术的快速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作。
基于当前市场上的玩具市场需求量大，其中电子琴就是一个很好的应用方面。
单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等，并且可以进行一定的功能扩展。
鉴于传统电子琴可以用键盘上的“k0”到“k16”键演奏从低So到高DO等16个音，从而可以用来弹奏喜欢的乐曲。
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，它在现代音乐中扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，他已经融入了让人们的生活中，成为不可替代的一部分。
简易单片机电子琴设计引言：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。
1.设计任务要求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。
2.硬件电路设计硬件电路的设计，决定了整个流程的发展，其中包含了单片机以内的全部器件的连接以及其他硬件电路的设计。
首先，必须了解选用的的元器件的各项性能指标与工作原理。
本设计硬件电路包括最小系统、音频功放电路、控制电路和显示电路四大部分。
最小系统只要是为了使单片机正常工作。
音频功放电路用于产生所要实现的音乐。
控制电路只要由开关和按键组成由操作者根据相应的工作需要进行操作。
显示电路主要是为了显示音调。
1.80C51属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（CMP）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。
采用40引脚双列直插式DIP（Dual In Line Package），内有128个RAM单元及4K的ROM。
80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。
单片机课程设计报告基于单片机的简易电子琴设计摘要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单片机作为核心控制元件，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：单片机键盘扬声器电子琴AbstractElectronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89S51 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 : SCM keyboard speaker electronic organ目录摘要................................................................................................................................................................ - 1 - Abstract.......................................................................................................................................................... - 2 - 目录.................................................................................................................................................................. - 3 -1 引言.............................................................................................................................................................. - 4 -2 原理图.......................................................................................................................................................... - 5 -2.1 系统板硬件连线.............................................................................................................................. - 6 -3 主要芯片简介.............................................................................................................................................. - 7 -3.1 AT89S51简介................................................................................................................................... - 7 -3.1.1 主要功能特性...................................................................................................................... - 8 -3.1.2 引脚功能.............................................................................................................................. - 8 -3.2 LM386................................................................................................................................................ - 9 -3.2.1 LM386的引脚图................................................................................................................. - 10 -3.2.2 音频放大器电路................................................................................................................ - 10 -3.3 LED数码管..................................................................................................................................... - 11 -4 模块原理.................................................................................................................................................... - 12 -4.1 4X4行列式键盘识别及显示......................................................................................................... - 12 -4.1.1 系统板上硬件连线设计.................................................................................................... - 12 -4.1.2 程序设计内容.................................................................................................................... - 14 -图4-2 行列式键盘电路............................................................................................................... - 14 -4.1.3 I/O并行口直接驱动LED显示 ......................................................................................... - 15 -4.1.4 键盘识别程序............................................................................................................................ - 18 -4.2 音乐产生的方法............................................................................................................................ - 24 -4.2.1 原理.................................................................................................................................... - 24 -4.2.2 程序框图............................................................................................................................ - 26 -4.2.3源程序：............................................................................................................................. - 27 -5 结束语........................................................................................................................................................ - 35 - 致谢.............................................................................................................................................................. - 36 - 参考文献........................................................................................................................................................ - 37 -1 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。
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。
单片机课程设计题目名称：基于单片机的可演奏电子琴设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：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。
AbstractElectronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments. It played an important role in modern music. SCM has powerful control functions and flexible programming 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.目录摘要 (1)Abstract (1)1 系统概述 (3)1.1 课程设计的目的和意义 (3)1.2 本系统主要研究内容 (3)1.3 本系统主要研究目标 (4)1.4主要芯片简介 (4)2 方案论证 (4)2.1 控制模块选择方案 (4)2.2 按键模块选择方案 (5)3 方案的实现 (5)3.1系统实现的具体措施 (5)3.2系统硬件设计 (6)3.2.1 系统硬件总体设计 (6)3.2.2子系统（模块）一 (6)3.2.3子系统（模块）二 (7)3.2.4 子系统（模块）三 (8)3.3系统软件设计 (9)3.3.1系统软件总体设计 (9)3.3.2子程序（模块）一：LED显示 (9)3.3.3子程序（模块）二:扬声器 (10)3.3.4子程序（模块）三：矩阵键盘 (14)4 系统调试 (16)4.1 Proteus 简介 (16)4.2 keil 简介 (16)4.3 Proteus和Keil的联调 (17)5 设计心得 (19)参考文献 (20)附录1： (22)1 系统概述1.1课程设计的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，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。
本系统是简易电子琴的设计，按下键盘矩阵中的按键会使数码管显示当前按键，扬声器播放器对应的音符。
通过设计本系统可了解单片机的基本功能。
对单片机的了解有一个小的飞跃。
1.2 本系统主要研究内容本系统设计制作一个可演奏的电子琴。
综合应用了两项设计。
（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。
1.3 本系统主要研究目标本系统的设计是为了实现按下矩阵键盘中的按键会使数码管显示当前按键，扬声器播放对应音符的目标。
1.4主要芯片简介AT89c51简介AT89c51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89c51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。
AT89c51具有如下特点：40个引脚（引脚图如图1-2所示），4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89c51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。
空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。
同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
2 方案论证2.1 控制模块选择方案方案一：用可控硅制作电子琴。
将220V交流电经变压器降压，再经过整流、滤波，获得+13.5V直流电压。
将单向可控硅SCR和电阻、电容组成驰张振荡器电路。
但该设计方案制作成本高且复杂。
方案二：采用AT89C51单片机进行控制，由于其性价比高，完全满足了本作品智能化的要求，它的内部程序存储空间达到4K，使软件设计有足够的内部使用空间并且方便日后系统升级，使用方便，抗干扰性能提高。
选择方案：鉴于上述对比与分析，AT89C51单片机设计微型电子琴的方法，仅需AT89C51最小系统，扩展一组矩阵键盘，再接一组发光二极管用来指示电子琴的工作状态。
所以，本设计采用方案二。
2.2 按键模块选择方案传统电子琴可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低SO到高DO 等11音。
该设计有16个按钮矩阵，设计成16个音，可以实现音阶在低音4---高音5之间。
比传统音阶范围大，弹奏效果好。
3 方案的实现3.1系统实现的具体措施键盘接口必须具有的4个基本功能。
（1）去抖动:每个按键在按下或松开时，都会产生短时间的抖动。
抖动的持续时间与键的质量相关，一般为5—20mm。
所谓抖动是指在识别被按键是必须避开抖动状态，只有处在稳定接通或稳定断开状态才能保证识别正确无误。
去抖问题可通过软件延时或硬件电路解决。
（2）防串键：防串键是为了解决多个键同时按下或者前一按键没有释放又有新的按键按下时产生的问题。
常用的方法有双键锁定和N键轮回两种方法。
双键锁定，是当有两个或两个以上的按键按下时，只把最后释放的键当作有效键并产生相应的键码。
N键轮回，是当检测到有多个键被按下时，能根据发现它们的顺序依次产生相应键的键码。
（3）被按键识别：如何识别被按键是接口解决的主要问题，一般可通过软硬结合的方法完成。
常用的方法有行扫描法和线反转法两种。
行扫描法的基本思想是，由程序对键盘逐行扫描，通过检测到的列输出状态来确定闭合键，为此，需要设置入口、输出口一个，该方法在微机系统中被广泛使用。
线反转法的基本思想是通过行列颠倒两次扫描来识别闭合键，为此需要提供两个可编程的双向输入/输出端口。
（4）键码产生：为了从键的行列坐标编码得到反映键功能的键码，一般在内存区中建立一个键盘编码表，通过查表获得被按键的键码。
用AT89C51的并行口P0接4×4矩阵键盘，以P0.0－P0.3作输入线，以P0.4－P0.7作输出线；在数码管上显示每个按键的“0－F”序号。
3.2系统硬件设计3.2.1 系统硬件总体设计本系统由键盘矩阵、LED显示管、扬声器这几个部分组成，LED 显示管显示当前按键，扬声器发出对应音符。
硬件总体设计图如下：图13.2.2子系统（模块）一LED显示模块如图2-2所示，利用AT89c51单片机的P0端口的P0.0－P0.7连接到一个七段数码管的a－h的笔段上，数码管的公共端接电源。
矩阵扫描显示当前按键模块如下：图23.2.3子系统（模块）二矩阵扫描扬声器发出对应音符模块如下：图3。
