湖南人文科技学院
课程设计报告
课程名称:单片机原理及应用课程设计
设计题目：电子琴设计
系别：通信与控制工程系
专业：电子信息工程
班级：
学生姓名:
学号:
起止日期:
指导教师:
教研室主任：
摘要
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AT89C52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、蜂鸣器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和蜂鸣器。
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。
关键词: AT89C52芯片；8255A芯片；蜂鸣器；矩阵键盘；音
节
目录
摘要 - 1 -
1概述 - 2 -
1. 1 电子琴技术状况 - 2 -
1. 2 任务与要求 - 3 -
1.3 主要芯片简介 - 3 -
1.3.1 AT89C52芯片介绍 - 3 -
1.3.2 8255A芯片介绍 - 4 -
2 系统总体方案及硬件设计 - 5 -
2. 1系统总体方案 - 5 -
2. 2总体硬件组成框图 - 6 -
2. 2. 1 子系统模块一 - 7 -
2. 2. 2 子系统模块二 - 7 -
2. 2. 3 子系统模块三 - 8 -
2. 2. 4 AT89C51复位模块 - 9 -
2. 2. 5 AT89C52晶振模块 - 9 -
3 软件设计 - 10 -
3. 1软件设计总流程图流程 - 10 -
3. 2 软件程序 - 11 -
4 课程设计体会 - 11 -
5致谢 - 13 -
参考文献 - 14 -
附1 源程序代码 - 15 -
附2 仪器清单 - 21 -
附3 系统原理图 - 22 -
1概述
1. 1 电子琴技术状况
本次设计提出了用AT89C52单片机为核心控制元件，设计一个简易的电子琴. 本方案以AT89C52单片机作为主控核心，与键盘、蜂鸣器等模块组成核心主控制模块在主控模块上设有4*4个按键和蜂鸣器。根据使用者的操作随意弹奏想要表达的音乐。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。
1. 2 任务与要求
实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：
4*4键盘组成16个按钮，可以随意弹奏想要表达的音乐。设置一个开始键，一个结束键，一个重复键，通过按重复键可以完成之前音乐的重放。
说明：单片机的工作时钟频率为
12MHz。
1.3 主要芯片简介
1.3.1 AT89C52芯片介绍
AT89C52（图1-1）为8位低功耗单片机，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和GND（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）定义为双向8位三态I/O接口，它既可以作为通用I/O接口，又可作为外部扩展时的数据总线及低8位地址总线的分时复用口；P1端口（1~8脚）定义为准双向I/O接口，内部具有上拉电阻；P2端口（21~28脚）定义为8位准双向I/O接口，内部具有上拉电阻，可直接连接外部I/O设备，同时与地址高8位复用；P3端口（10~17）定义为8位准双向I/O接口，内部具有上拉电阻，它是双功能复用口，每个引脚可驱动4个TTL负载。
图1-1 AT89C52 图1-2 8255A芯片
1.3.2 8255A芯片介绍
8255A（图1-2）是一片使用单一+5V电源的40脚双列直插式大规模集成电路。它的通用性强，使用灵活，通过它CPU可直接与外设相连接。
8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种：
方式0 ：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的 I/O方式。
其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。
