基于單片機(jī)的簡易電子琴設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書簡易電子琴的設(shè)計(jì)（單片機(jī)）學(xué)生姓名何進(jìn)專業(yè)電子信息工程技術(shù)班級08電信（2）班指導(dǎo)老師蔣靜瑚摘要隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分，有人曾說喜歡音樂的人不會(huì)向惡。我們都會(huì)抽空欣賞世界名曲，作為對精神的洗禮。本論文設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的簡易電子琴。我們對于電子琴如何實(shí)現(xiàn)其功能，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、節(jié)拍器、自動(dòng)放音功能等等也很好奇。電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89S51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)值。關(guān)鍵詞AT89S51單片機(jī),音色,節(jié)拍器,自動(dòng)放音ABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTANDPROGRESSOFSOCIETY,MUSICHASBECOMEANIMPORTANTPARTOFLIFE,ITWASSAIDTHATPEOPLEDONOTLIKETHEMUSICTOTHEEVILWEWILLFINDTIMETOENJOYTHEWORLDMUSIC,ASTHEBAPTISMOFTHESPIRITTHISTHESISDEVELOPEDASIMPLEMICROCONTROLLERBASEDELECTRONICKEYBOARDELECTRONICORGANISAMODERNELECTRONICMUSICTECHNOLOGYANDTHEPRODUCTISANEWTYPEOFKEYBOARDINSTRUMENTSITMODERNMUSICPLAYEDANIMPORTANTROLEINSINGLECHIPISAPOWERFULCONTROLFUNCTIONSANDFLEXIBLEPROGRAMMINGCHARACTERISTICS,ITHASCONVERGEDWITHMODERNPEOPLESLIVES,BECOMEANIRREPLACEABLEPARTTHEMAINCONTENTISAT89C51CONTROLOFTHECORECOMPONENTS,DESIGNOFANELECTRONICORGAN,SINGLECHIPASAHOSTTOTHECORE,WITHTHEKEYBOARD,SPEAKERSANDOTHERCOREMODULESMAINCONTROLMODULE,INTHEMAINCONTROLMODULEHAS16KEYSANDSPEAKERSSTABILITYOFTHESYSTEM,ITSADVANTAGESARESIMPLEHARDWARECIRCUITS,SOFTWAREFUNCTIONS,CONTROLSYSTEMRELIABILITY,HIGHCOSTPERFORMANCEANDHAVECERTAINPRACTICALANDREFERENCEVALUEKEYWORDSSINGLECHIPMCU，KEYBOARD，SPEAKER，ELECTRONICORGAN目錄第1章緒論121簡易電子琴的原理圖222系統(tǒng)板硬件連線323主要芯片簡介3232主要功能特性4233LM3865234LED數(shù)碼管7第三章簡易電子琴制作過程8314X4行列式鍵盤識別及顯示8311系統(tǒng)板上硬件連線設(shè)計(jì)9312程序設(shè)計(jì)內(nèi)容10圖211行列式鍵盤電路10313/O并行口直接驅(qū)動(dòng)LED顯示11314程序設(shè)計(jì)內(nèi)容1332音樂產(chǎn)生的方法13321原理13322程序框圖15第四章結(jié)論1741全文總結(jié)1742研究展望17附錄18附錄4鍵盤識別程序框圖如圖所示21附錄5語言源程序21參考文獻(xiàn)33致謝34第1章緒論單片微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬第四代電子計(jì)算機(jī)，它具有高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。它的應(yīng)用必定導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。因此，單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89S51單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。本文主要對使用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡易電子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電子琴統(tǒng)硬件組成。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂。并且本文分別從原理圖，主要芯片，各模塊原理及各模塊的程序的調(diào)試來詳細(xì)闡述。一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對于單片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。21簡易電子琴的原理圖123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE1JUN2010SHEETOFFILEDPROTEL99SE器器器069050241023DDBDRAWNBYVCC40EA31RST9GND20X119X218P101P112P123P134P145P156P167P178P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732ALE30PSEN29P27/A1528P26/A1427P25/A1326P24/A1225P23/A1124P22/A1023P21/A922P20/A821U1AT89S51R110KR210KR310KY112MHZC730PFC630PF12345678P1HEADER8S1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBS13SWPBS14SWPBS15SWPBS16SWPBC110UFVCCVCC6IN3IN2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210UFC301UFVCCC410UFR410KC501UFLS1器器器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1R4220AGDEFBCDPA7B6C4D2E1F9GND3GND8G10DP5DS1DPY7_SEG_DP圖11電子琴電路圖FIGURE11KEYBOARDCIRCUITDIAGRAM22系統(tǒng)板硬件連線系統(tǒng)板硬件連線如圖11所示，發(fā)生模塊，鍵盤模塊，及LED顯示模塊連接如下1把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P10端口用導(dǎo)線連接到“音頻放大模塊”區(qū)域中的SPKIN端口上；2把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P30P37端口用8芯排線連接到“4X4行列式鍵盤”區(qū)域中的C1C4R1R4端口上；3把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P00/AD0P07/AD7端口用8芯排線連接到“四路靜態(tài)數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)AH端口上；要求P00/AD0對應(yīng)著A，P01/AD1對應(yīng)著B，P07/AD7對應(yīng)著H。23主要芯片簡介231AT89S51簡介AT89S51是一個(gè)低功耗，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4KBYTESISPINSYSTEMPROGRAMMABLE的可反復(fù)擦寫1000次的FLASH只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISPFLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S51可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。AT89S51具有如下特點(diǎn)40個(gè)引腳（引腳圖如圖12所示），4KBYTESFLASH片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，128BYTES的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89S51設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0HZ并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。圖12管腳圖FIGURE12PINMAP232主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)32個(gè)雙向I/O口2個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器全雙工UART串行中斷口線2個(gè)外部中斷源中斷喚醒省電模式看門狗（WDT）電路靈活的ISP字節(jié)和分頁編程4K可反復(fù)擦寫ISPFLASHROM4555V工作電壓時(shí)鐘頻率033MHZ1288BIT內(nèi)部RAM低功耗空閑和省電模式3級加密位軟件設(shè)置空閑和省電功能雙數(shù)據(jù)寄存器指針233LM386LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。LM386特性靜態(tài)功耗低，約為4MA，可用于電池供電；工作電壓范圍寬，4V12V或5V18V；外圍元件少；電壓增益可調(diào)，20200；低失真度。LM386是一種音頻集成功放，具有自身功耗低、電壓增益可調(diào)整、電源電壓范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之中。圖13LM386內(nèi)部電路原理圖FIG13LM386INTERNALCIRCUITDIAGRAMLM386內(nèi)部電路原理圖如圖13所示。與通用型集成運(yùn)放相類似，它是一個(gè)三級放大電路第一級為差分放大電路，T1和T3、T2和T4分別構(gòu)成復(fù)合管，作為差分放大電路的放大管；T5和T6組成鏡像電流源作為T1和T2的有源負(fù)載；T3和T4信號從管的基極輸入，從T2管的集電極輸出，為雙端輸入單端輸出差分電路。使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益第二級為共射放大電路，T7為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍數(shù)。第三級中的T8和T9管復(fù)合成PNP型管，與NPN型管T10構(gòu)成準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級。二極管D1和D2為輸出級提供合適的偏置電壓，可以消除交越失真。引腳2為反相輸入端，引腳3為同相輸入端。電路由單電源供電，故為OTL電路。輸出端（引腳5）應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。電阻R7從輸出端連接到T2的發(fā)射極，形成反饋通路，并與R5和R6構(gòu)成反饋網(wǎng)絡(luò)，從而引入了深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋，使整個(gè)電路具有穩(wěn)定的電壓增益。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE26MAY2010SHEETOFFILEDPROTEL99SE器器器069050241023DDBDRAWNBYVCC40EA31RST9GND20X119X218P101P112P123P134P145P156P167P178P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732ALE30PSEN29P27/A1528P26/A1427P25/A1326P24/A1225P23/A1124P22/A1023P21/A922P20/A821U1AT89S51R210KR310KY112MHZC730PFC630PFVCC6IN3IN2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210UFC301UFVCCC410UFR410KC501UFLS1器器器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1圖23音頻放大器電路FIGURE23AUDIOAMPLIFIERCIRCUIT234LED數(shù)碼管AGDEFBCDPA7B6C4D2E1F9GND3GND8G10DP5圖147段數(shù)碼管FIGURE147SEGMENTDIGITALTUBE數(shù)碼管（如圖14所示）使用條件A、段及小數(shù)點(diǎn)上加限流電阻B、使用電壓段根據(jù)發(fā)光顏色決定；小數(shù)點(diǎn)根據(jù)發(fā)光顏色決定C、使用電流靜態(tài)總電流80MA（每段10MA）；動(dòng)態(tài)平均電流45MA峰值電流100MA上面這只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的。數(shù)碼管使用注意事項(xiàng)說明（1）數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；（2）焊接溫度260度；焊接時(shí)間5S（3）表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。第三章簡易電子琴制作過程314X4行列式鍵盤識別及顯示組成鍵盤的按鍵有機(jī)械式、電容式、導(dǎo)電橡膠式、薄膜式多種，但不管什么形式，其作用都是一個(gè)使電路接通與斷開的開關(guān)。目前微機(jī)系統(tǒng)中使用的鍵盤按其功能不同，通?？煞譃榫幋a鍵盤和非編碼鍵盤兩種基本類型。編碼鍵盤鍵盤本身帶有實(shí)現(xiàn)接口主要功能所需的硬件電路。不僅能自動(dòng)檢測被按下的鍵，并完成去抖動(dòng)、防串鍵等功能，而且能提供與被按鍵功能對應(yīng)的鍵碼（如ASCII碼）送往CPU。所以，編碼鍵盤接口簡單、使用方便。但由于硬件電路較復(fù)雜，因而價(jià)格較貴。非編碼鍵盤鍵盤只簡單地提供按鍵開關(guān)的行列矩陣。有關(guān)按鍵的識別、鍵碼的確定與輸入、去抖動(dòng)等功能均由軟件完成。目前微機(jī)系統(tǒng)中，一般為了降低成本大多數(shù)采用非編碼鍵盤。鍵盤接口必須具有去抖動(dòng)、防串鍵、按鍵識別和鍵碼產(chǎn)生4個(gè)基本功能。（1）去抖動(dòng)每個(gè)按鍵在按下或松開時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為520MM。所謂抖動(dòng)是指在識別被按鍵是必須避開抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識別正確無誤。去抖問題可通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。（2）防串鍵防串鍵是為了解決多個(gè)鍵同時(shí)按下或者前一按鍵沒有釋放又有新的按鍵按下時(shí)產(chǎn)生的問題。常用的方法有雙鍵鎖定和N鍵輪回兩種方法。雙鍵鎖定，是當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下時(shí)，只把最后釋放的鍵當(dāng)作有效鍵并產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。N鍵輪回，是當(dāng)檢測到有多個(gè)鍵被按下時(shí)，能根據(jù)發(fā)現(xiàn)它們的順序依次產(chǎn)生相應(yīng)鍵的鍵碼。（3）被按鍵識別如何識別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。常用的方法有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法兩種。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此，需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來識別閉合鍵，為此需要提供兩個(gè)可編程的雙向輸入/輸出端口。（4）鍵碼產(chǎn)生為了從鍵的行列坐標(biāo)編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在內(nèi)存區(qū)中建立一個(gè)鍵盤編碼表，通過查表獲得被按鍵的鍵碼。用AT89S51的并行口P1接44矩陣鍵盤，以P10P13作輸入線，以P14P17作輸出線；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“0F”序號。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE1JUN2010SHEETOFFILEDPROTEL99SE器器器069050241023DDBDRAWNBYVCC40EA31RST9GND20X119X218P101P112P123P134P145P156P167P178P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732ALE30PSEN29P27/A1528P26/A1427P25/A1326P24/A1225P23/A1124P22/A1023P21/A922P20/A821U1AT89S51R110KR210KR310KY112MHZC730PFC630PF12345678P1HEADER8S1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBS13SWPBS14SWPBS15SWPBS16SWPBC110UFVCCVCC6IN3IN2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210UFC301UFVCCC410UFR410KC501UFLS1器器器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1R4220AGDEFBCDPA7B6C4D2E1F9GND3GND8G10DP5DS1DPY7_SEG_DP圖21鍵盤識別模塊FIG21KEYBOARDRECOGNITIONMODULE311系統(tǒng)板上硬件連線設(shè)計(jì)鍵盤模塊硬件連線如圖21所示（1）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P30P37端口用8芯排線連接到“4X4行列式鍵盤”區(qū)域中的C1C4R1R4端口上；（2）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P00/AD0P07/AD7端口用8芯排線連接到“7段數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)AH端口上；要求P00/AD0對應(yīng)著A，P01/AD1對應(yīng)著B，P07/AD7對應(yīng)著H。312程序設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）44矩陣鍵盤識別處理，每個(gè)按鍵有它的行值和列值，行值和列值的組合就是識別這個(gè)按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和CPU通信。每個(gè)按鍵的狀態(tài)同樣需變成數(shù)字量“0”和“1”，開關(guān)的一端（列線）通過電阻接VCC，而接地是通過程序輸出數(shù)字“0”實(shí)現(xiàn)的。（2）鍵盤處理程序的任務(wù)是確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。電路圖如下圖211行列式鍵盤電路FIGURE211DETERMINANTKEYBOARDCIRCUIT123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE26MAY2010SHEETOFFILEDPROTEL99SE器器器069050241023DDBDRAWNBY12345678P1HEADER8S1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBS13SWPBS14SWPBS15SWPBS16SWPBCR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1313/O并行口直接驅(qū)動(dòng)LED顯示LED顯示模塊如圖22所示，利用AT89S51單片機(jī)的P0端口的P00P07連接到一個(gè)七段數(shù)碼管的AH的筆段上，數(shù)碼管的公共端接地。在數(shù)碼管上循環(huán)顯示07數(shù)字，時(shí)間間隔02秒。123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE26MAY2010SHEETOFFILEDPROTEL99SE器器器069050241023DDBDRAWNBYVCC40EA31RST9GND20X119X218P101P112P123P134P145P156P167P178P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732ALE30PSEN29P27/A1528P26/A1427P25/A1326P24/A1225P23/A1124P22/A1023P21/A922P20/A821U1AT89S51R110KR210KR310KY112MHZC730PFC630PFC110UFVCCVCC6IN3IN2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210UFC301UFVCCC410UFR410KC501UFLS1器器器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1AGDEFBCDPA7B6C4D2E1F9GND3GND8G10DP5U3DPY7_SEG_DPR4220圖22電路原理圖FIG22CIRCUITDIAGRAM系統(tǒng)板上硬件連線（如圖22所示）把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P00/AD0P07/AD7端口用8芯排線連接到“七段數(shù)碼顯示模塊”區(qū)域中的任一個(gè)數(shù)碼管的AH端口上；要求P00/AD0與A相連，P01/AD1與B相連，P02/AD2與C相連，P07/AD7與H相連。314程序設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）LED數(shù)碼顯示原理七段LED顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的極管的接線形式，可分成共陰極型和共陽極型。LED數(shù)碼管的GA七個(gè)發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不以發(fā)亮，不同亮暗的組合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼，下面給出共陰極的字形碼表（如表21所示）表21字形碼表TABLE21FONTCODETABLE“0”3FH“8”7FH“1”06H“9”6FH“2”5BH“A”77H“3”4FH“B”7CH“4”66H“C”39H“5”6DH“D”5EH“6”7DH“E”79H“7”07H“F”71H（2由于顯示的數(shù)字09的字形碼沒有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來完成我們所需的要求了。這樣我們按著數(shù)字09的順序，把每個(gè)數(shù)字的筆段代碼按順序排好建立的表格如下所示TABLEDB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH。32音樂產(chǎn)生的方法321原理一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對于單片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系正確即可。若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），再將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將P10反相，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。就可在P10引腳上得到此頻率的脈沖。利用AT89C51的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（MODE1）下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為523HZ，其周期T1/5231912S，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956S/1S956，每計(jì)數(shù)956次時(shí)將I/O反相，就可得到中音DO（523HZ）。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式如式21所示是NFI2FR21式中，N是計(jì)數(shù)值；FI是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為12MHZ時(shí)，其頻率為1MHZ）；FR是想要產(chǎn)生的頻率。其計(jì)數(shù)初值T的求法如下T65536N65536FI2FR例如設(shè)K65536，F(xiàn)I1MHZ，求低音DO（261HZ）、中音DO（523HZ）、高音DO（1046HZ）的計(jì)數(shù)值。T65536N65536FI2FR6553610000002FR65536500000/FR低音DO的T65536500000/26263627中音DO的T65536500000/52364580高音DO的T65536500000/104665059單片機(jī)12MHZ晶振，高中低音符與計(jì)數(shù)T0相關(guān)的計(jì)數(shù)值如表22所示表22音符頻率表TABLE22NOTESTHEFREQUENCYTABLE音符頻率（HZ）簡譜碼（T值）音符頻率（HZ）簡譜碼（T值）低1DO262636284FA740648601DO27763731中5SO78464898低2RE294638355SO831649342RE31163928中6LA88064968低3M33064021693264994低4FA34964103中7SI988650304FA37064185高1DO104665058低5SO392642601DO1109650855SO41564331高2RE117565110低6LA440644002RE124565134646664463高3M131865157低7SI49464524高4FA139765178中1DO523645804FA1480651981DO55464633高5SO156865217中2RE587646845SO1661652352RE62264732高6LA176065252中3M659647776186565268中4FA69864820高7SI196765283我們要為這個(gè)音符建立一個(gè)表格，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)低音019之間，中音在2039之間，高音在4059之間TABLEDW0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0DW0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0DW0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0DW0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0DW0,65058,65110，65157,65178,65217,65252,65283,0,0DW0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0DW0音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（C調(diào)）（如表23所示）表23曲調(diào)值表TABLE23TUNETHEVALUEOFTHETABLE曲調(diào)值DELAY曲調(diào)值DELAY調(diào)4/4125MS調(diào)4/462MS調(diào)3/4187MS調(diào)3/494MS調(diào)2/4250MS調(diào)2/4125MS對于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來完成。琴鍵處理程序，根據(jù)檢測到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。對音調(diào)的控制根據(jù)不同的按鍵，對定時(shí)器T1送入不同的初值，調(diào)節(jié)T1的溢出時(shí)間，這樣就可以輸出不同音調(diào)頻率的方波。不同音調(diào)下各個(gè)音階的定時(shí)器。在這個(gè)程序中用到了兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來完成的。其中T0用來產(chǎn)生音符頻率，T1用來產(chǎn)生音拍。322程序框圖音樂發(fā)聲程序框圖如圖24所示圖24音樂發(fā)聲程序框圖FIG24MUSICSOUNDBLOCKDIAGRAM第四章結(jié)論41全文總結(jié)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了不少課本上沒有的知識，也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將以前學(xué)過的零散的知識串到一起。首先在畢業(yè)設(shè)計(jì)剛開始的調(diào)研階段，我學(xué)會(huì)了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。通過對這些資料的學(xué)習(xí)，我大致了解了單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢，認(rèn)識到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競爭。了解了單片機(jī)方面的先進(jìn)技術(shù)，這些都為我的未來的學(xué)習(xí)指明了方向。我的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要做的工作?；菊莆樟薖ROTEL99SE原理圖的方法，并設(shè)計(jì)了一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)。通過開發(fā)板的設(shè)計(jì)和硬件搭建的過程，使我對51系單片機(jī)的接口有了更深層次的理解，熟悉了一些單片機(jī)常用的外圍電路引腳和連接方法，如LED數(shù)碼管，鍵盤等。在軟件方面，通過串行口調(diào)試工具的開發(fā)，使我加深了對累封裝的理解，熟悉了51系列單片機(jī)內(nèi)部的寄存器和編程規(guī)則，以及如何控制外圍電路。42研究展望微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和大量使用將人類社會(huì)帶入一個(gè)新的時(shí)代，單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)在其中扮演著十分重要的角色。雖然它沒有常見的PC那樣大的體積和重量，不會(huì)在辦公桌或控制臺(tái)上占據(jù)一個(gè)顯要的位置，但它就像小小的螺絲釘一樣，鑲嵌在人們工作、生活中需要計(jì)算、控制、測量等智能活動(dòng)的各個(gè)角落。自20世紀(jì)70年代問世以來，單片機(jī)以其體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)、使用方便、性能價(jià)格比高、容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)，在智能儀表、機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)控制、分布式多機(jī)系統(tǒng)、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著重要的推動(dòng)作用，對人們生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了深刻的影響。作為21世紀(jì)的工科大學(xué)生，學(xué)好單片機(jī)，一方面可以加深對計(jì)算機(jī)原理和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識，另一方面也為自身在專業(yè)上的深入發(fā)展構(gòu)筑了一個(gè)很好的平臺(tái)其重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。附錄附錄1電路原理圖123456ABCD654321DCBATITLENUMBERREVISIONSIZEBDATE26MAY2010SHEETOFFILEDPROTEL99SE器器器069050241023DDBDRAWNBYVCC40EA31RST9GND20X119X218P101P112P123P134P145P156P167P178P30/RXD10P31/TXD11P32/INT012P33/INT113P34/T014P35/T115P36/WR16P37/RD17P00/AD039P01/AD138P02/AD237P03/AD336P04/AD435P05/AD534P06/AD633P07/AD732ALE30PSEN29P27/A1528P26/A1427P25/A1326P24/A1225P23/A1124P22/A1023P21/A922P20/A821U1AT89S51R110KR210KR310KY112MHZC730PFC630PF12345678P1HEADER8S1SWPBS2SWPBS3SWPBS4SWPBS5SWPBS6SWPBS7SWPBS8SWPBS9SWPBS10SWPBS11SWPBS12SWPBS13SWPBS14SWPBS15SWPBS16SWPBC110UFVCCVCC6IN3IN2BYPASS7VOUT5GAIN1GAIN8GND4U2LM386C210UFC301UFVCCC410UFR410KC501UFLS1器器器CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1CR4CR3CR2CR1BR4BR3BR2BR1AGDEFBCDPA7B6C4D2E1F9GND3GND8G10DP5U3DPY7_SEG_DPR4220附錄2程序框圖程序框圖如圖所示附錄3C語言源程序INCLUDEUNSIGNEDCHARCODETABLE0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6FUNSIGNEDCHARDISCOUNTVOIDDELAY02SVOIDUNSIGNEDCHARI,J,KFORI20I0IFORJ20J0JFORK248K0KVOIDMAINVOIDWHILE1FORDISCOUNT0DISPCOUNT0IFORJ200J0JTEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPSWITCHTEMPCASE0X0EKEY7BREAKCASE0X0DKEY8BREAKCASE0X0BKEY9BREAKCASE0X07KEY10BREAKTEMPP3P1_0P1_0P0TABLEKEYTEMPTEMPWHILETEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPP30XFFP3_50TEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FFORI50I0IFORJ200J0JTEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPSWITCHTEMPCASE0X0EKEY4BREAKCASE0X0DKEY5BREAKCASE0X0BKEY6BREAKCASE0X07KEY11BREAKTEMPP3P1_0P1_0P0TABLEKEYTEMPTEMPWHILETEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPP30XFFP3_60TEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FFORI50I0IFORJ200J0JTEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPSWITCHTEMPCASE0X0EKEY1BREAKCASE0X0DKEY2BREAKCASE0X0BKEY3BREAKCASE0X07KEY12BREAKTEMPP3P1_0P1_0P0TABLEKEYTEMPTEMPWHILETEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPP30XFFP3_70TEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FFORI50I0IFORJ200J0JTEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPSWITCHTEMPCASE0X0EKEY0BREAKCASE0X0DKEY13BREAKCASE0X0BKEY14BREAKCASE0X07KEY15BREAKTEMPP3P1_0P1_0P0TABLEKEYTEMPTEMPWHILETEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMP附錄6程序框圖音樂發(fā)聲程序框圖如圖所示程序INCLUDEUNSIGNEDCHARCODETABLE0X3F,0X06,0X5B,0X4F,0X66,0X6D,0X7D,0X07,0X7F,0X6F,0X77,0X7C,0X39,0X5E,0X79,0X71UNSIGNEDCHARTEMPUNSIGNEDCHARKEYUNSIGNEDCHARI,JUNSIGNEDCHARSTH0UNSIGNEDCHARSTL0UNSIGNEDINTCODETAB64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178VOIDMAINVOIDTMOD0X01ET01EA1WHILE1P30XFFP3_40TEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FFORI50I0IFORJ200J0JTEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPSWITCHTEMPCASE0X0EKEY0BREAKCASE0X0DKEY1BREAKCASE0X0BKEY2BREAKCASE0X07KEY3BREAKTEMPP3P1_0P1_0P0TABLEKEYSTH0TABKEY/256STL0TABKEY6TR01TEMPTEMPWHILETEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPTR00P30XFFP3_50TEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FFORI50I0IFORJ200J0JTEMPP3TEMPTEMPIFTEMP0X0FTEMPP3TEMPTEMPSWITCHTEMPCASE0X0EKEY4BREAKCASE0X0DKEY5BREAKCASE0X0BKEY6BREAKCASE0X07KEY7BREAKTEMPP