基于51单片机的复音电子琴课程设计报告书.doc

基于51单片机的复音电子琴课程设计汇鹏 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。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。。,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。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。关于音乐盒功能按下按键后能够播放音乐。利用单片机片存储功能,通过软件编程的方式,将一些曲目编写在片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。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,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。 方案二:    采用AT89S52,片ROM全都采用Flash ROM;能以3V的超底压工作;同时也与MCS-51系列单片机完全该芯片部存储器为8KB ROM 存储空间,同样具有89C51的功能,且具有在线编程可擦除技术,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,不需要对芯片多次拔插,所以不会对芯片造成损坏。 所以选择采用AT89S52作为主控制系统。硬件设计系统硬件概述硬件电路设计框图蜂鸣器单片机A单片机B蜂鸣器独立按键图1硬件电路设计框图硬件电路设计概述硬件电路由两片AT89C52单片机芯片为核心,接上复位电路,晶振电路,按键电路以及发声电路组成的。通过软件编程,编写代码烧写到单片机芯片里,配合复位电路和晶振电路组成单片机最小系统,晶振产生的频率由单片机进行程序控制,得到想要的电信号频率。通过两个单片机控制端,使单片机能够准确得到两个按键信号,并使对应的蜂鸣器发声。主要单元电路设计晶振电路设计晶振电路如图2所示图2晶振电路复位电路设计复位电路如图3所示,使两片单片机芯片共用一个复位按键,相比互相独立的两个复位按键的单片机模块更加便捷。图3复位电路设计按键电路设计 按键电路如图4所示,使两片单片机共同对独立按键的信号进行实时扫描,读取信号进行下一步操作。 音调就是我们常说的音高。它是由频率来确定的!我们可以查出各个音符所对应的相应的频率,那么现在就需要我们来用51来发出相应频率的声音!我们常采用的方法就是通过单片机的定时器定时中断,将单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反,或者说来回清零,置位,从而让蜂鸣器发出声音,为了让单片机发出不同频率的声音,我们只需将定时器予置不同的定时值就可实现。那么怎样确定一个频率所对应的定时器的定时值呢?以标准音高A为例:A 的频率f = 440 Hz,其对应的周期为:T = 1/ f = 1/440 =2272μs 那么,单片机上对应蜂鸣器的I/O口来回取反的时间应为:t = T/2 = 2272/2 = 1136 μs ,也就是清零、置位在一个周期完成。这个时间t也就是单片机上定时器应有的中断触发时间。一般情况下,单片机奏乐时,其定时器为工作方式1,它以振荡器的十二分频信号为计数脉冲。设振荡器频率为f0,则定时器的予置初值由下式来确定:t = 12 *(TALL– THL)/ f0式中TALL= 216= 65536,THL为定时器待确定的计数初值。因此定时器的高低计数器的初值为