单片机电子琴设计报告硬件设计部分.docx

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单片机电子琴设计报告硬件设计部分

单片机电子琴设计报告硬件设计部分

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课程设计报告

课程名称：

微机原理课程设计

题目：

简易电子琴设计

学院：

系：

专业:

班级:

学号：

学生姓名：

起讫日期:

指导教师：

摘要

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。

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。

本系统是以51系列单片机AT89C51为主控制器，附有独立键盘、点阵、扬声器组成。

系统完成显示输入信息、播放相应音符等基本功能。

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：

AT89C51，点阵，独立键盘,蜂鸣器.

第1章概述—-—--————--—--—--———-—-—---——--—---——————————-——-—-—-———-———-—---————-—-—-—-——-———3

第2章课程设计任务及要求---—---—-———————-—---——-———-———---——----———-——--—-———-———-—3

2。

1设计任务---—--—-———-—---————--——-——---—-—---——————---—---—-—----—---————-————-—-—-—-—-—3

2.2设计要求--—--——-———----—-—--—-——-----———-—-———-——----—-—--———----—---—————-—-—------—-—3

第3章硬件设计---—-——--—-—---——--—--------———---—----———----—-—-———-———--—-—--—-——--—-——---3

3.1设计方案--——-—----—-----——--—————————-—-—-———--—-----——-——-—--—----——--—————---—-——————4

3。

2硬件电路设计及描述-—-——-------———---—--—--——-—-—-—-—-—---——--—-———-—-——-—-—--—-————4

3。

2.1电路连线及概述—--—-—--———-——-—--—---—----—--—-——-—--—-—-—--——-——---——--——--—------—5

3。

2。

2系统设计电路图————-——---—----—--—-———-———--——--—--—-——-—-—-——--——-————-—--—--—-8

第4章原件清单——-----—-——-----——----—-———-----—-——-—-—-——-—-----—————----——-—-—--———-——--——9

第5章心得体会——-—————-—--——----—-—--——-———-—-—-——-—------—------——--—-—-—-—-————-—---——-—-10

第6章参考文献—-—----—-—-—-——-—---——-————-—-———-——-—---—--—--————————-———----—------——————-11

第1章概述

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，与独立键盘、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，按下键盘中的按键会使点阵显示当前按键表示的音符，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。

第2章课程设计任务及要求

2.1设计任务

1、任务

设计一个简易电子琴，具有演奏功能.

2。

2设计要求

1，、用独立按键代表琴键,至少能弹出8个音符，分别是1234567i；

2、健按下的时间长短表征节拍的长短；

3、用蜂鸣器发出声音;

4、点阵实时动态显示音符高低；

第3章硬件设计

3.1设计方案

该电路由点阵模块,键盘扫描模块组成。

点阵模块：

将键盘模块按键对应的音符高低动态显示出来；

键盘扫描模块：

对8个按键进行逐次扫描,扫描到前八个按键时，蜂鸣器依次发出1，2，3,4，5,6，7，8的音调声。

健按下的时间长短表征节拍的长短。

3。

2硬件设计

3.2.1电路连线及概述

在本次电子琴设计中，我们组成员单片机芯片在仿真的时候我们用的AT89C51，在最后焊的时候用的是STC89C52芯片，而89C52系列的兼容性也比较好。

52的内存是51的两倍,其引脚功能都是一样的，STC89C52实物图如图1.其引脚图如图2。

图1。

STC89C52

XTAL1，XTAL2串口外接时钟电路。

如图3。

图3。

时钟电路图

RST串口接复位电路。

如图4.

图4.复位电路图

P1。

7口外接蜂鸣器驱动电路.如图4。

图5.蜂鸣器驱动电路图

P0。

0—P0。

7串口通过排阻外接点阵的上行，控制着点阵的列。

如图6.

图6.点阵上行与单片机连接图

P2.0-P2.2串口外接38译码器的A0-A2口，译码器的E1口接地,E2A、E2B口接地，Y0—Y7口外接点阵的下行。

由单片机P2.0—P2.2通过译码器控制着点阵的行。

外接矩阵键盘的列。

如图7。

图7.点阵下行遇单片机连接电路图

P3.0—P3.7串口外接8个独立按键.如图8，

图8.独立键盘连接电路图

3.2.2硬件设计电路图

图9.电子琴电路原理图

第4章原件清单

主要仪器设备：

个人计算机和相关的软件

主要元器件：

独立按键17个（1。

7元）

单片机芯片AT89C52一片（4。

5元）

8＊8单色共阴点阵（5元）

12MHz晶振一个（0.35元）

40pic座（0.4元）

3。

6伏无源蜂鸣器一个（0.25元）

三个33p（0.3元）

16pic座（0。

2元）

第5章心得体会

这次实验总共经历了一周的时间，从电路图的分析到硬件电路的焊接，从程序的设计到程序的调试，下载，最后协同队友勉强完成了这次具有实际使用价值的实验。

在设计中，队友和我运用自己平时学到的一些知识,及课外所查找的资料进行设计，终于在队友强大的设计能力下，把程序及系统原理图给做了出来，并且仿真成功.然后由我进行硬件设计，由于曾经的对动手能力的不重视，导致最初连最基本的排阻，译码器型号，电阻等等都不能很好的辨别出来，这让我很好的意识到自己是多么的不足.硬件的设计，最困难的莫过于在万能板上的排整线路,由于买的是89C52芯片,这导致时钟电路、复位电路以及蜂鸣器驱动电路都在芯片的一侧，这大大的增加了排整线路的难度，终于在队友的通力协作下，本着为了线路的美观,尽量少用明线的原则下,将电路线路排好并焊接。

不过和队友之前用了protues仿真该设计，结果完全可行，但是由于元器件的不理想以及焊接不熟练的原因，做出来的实物却差强人意,不论如何调试如何检验，最后只能让蜂鸣器通电一直响，点阵也乱闪,这让我和队友不得不感到抱憾。

通过该课程设计,不但使我对单片机有了较为全面的认识，而且对相关的知识，譬如焊接及零件的认识，也有了足够的掌握，

一周的课程设计太过于短暂.不过从此次单片机的设计，我深刻的了解的我欠缺的不仅仅是设计思维的欠缺，还有就是动手能力的极度不足。

而此次的课程设计最大的收获莫过于理解团队合作的重要性,只有团队合作，才能取长补短，才能将一件事做好，做全。

第6章参考文献

[1］李朝青《单片机原理及接口技术》（第五版）北京航空航天大学出版社

［2］周良权傅恩锡李世馨《模拟电子技术基础》（第二版）高等教育出版社

［3]阎石《数字电子技术基础》（第五版）高等教育出版社

令附：

实物图

图10.电子琴实物图（正面）

图11.电子琴实物图（反面）