畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)

1、本科生半jh論丈f設(shè)計(jì)j系（院）電子工程葢專業(yè)電子信息工程論文題目:基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師班 級(jí)學(xué) 號(hào)完成日期：年 月基于單片機(jī)的微型電子琴設(shè)計(jì)電子工程系電子信息工程摘要電子琴的設(shè)計(jì)以at89c52單片機(jī)為核心控制元件，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主 控制模塊，通過制作硬件電路和軟件的設(shè)計(jì)編寫，然后進(jìn)行軟硬件的調(diào)試運(yùn)行，最終達(dá)到設(shè) 計(jì)電路的樂器演奏、點(diǎn)歌、存儲(chǔ)及顯示功能。設(shè)計(jì)中應(yīng)用中斷系統(tǒng)和定時(shí)/計(jì)數(shù)原理控制演奏 器發(fā)聲，對(duì)音樂發(fā)生所必須確定的音符和節(jié)拍分別用程序語言實(shí)現(xiàn)。特點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、 清晰，成本低。關(guān)鍵字at89c52單片機(jī)電子琴 演奏1引言電子琴是現(xiàn)代電子科技與

2、音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器1。電子琴是高科技在音樂領(lǐng)域的一個(gè)代表，它是古典文化與現(xiàn)代文明的一個(gè)濃縮體。它 不但可以幫助我們的音樂教師進(jìn)行傳統(tǒng)音樂文化的教育教學(xué)工作，而且由于它又 異備現(xiàn)代音樂，特別是電子音樂、電腦音樂的基木結(jié)構(gòu)、特征，因而使我們的教 師在進(jìn)行現(xiàn)代音樂、電子音樂、電腦音樂的教學(xué)時(shí)，更直接、更簡(jiǎn)便。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)代人們的生活屮，成為不可替代的一部分。基于當(dāng)前市場(chǎng)上的玩具市場(chǎng)需求量大，其中電子琴就是一個(gè)很好的應(yīng)用方面。 單片機(jī)技術(shù)使我們可以利用軟硬件實(shí)現(xiàn)電子琴的功能,從而實(shí)現(xiàn)電子琴的微型化, 可以

3、用作玩具琴、音樂轉(zhuǎn)盤以及音樂童車等等。并且可以進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。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。本文主耍對(duì)使用單片機(jī)設(shè)計(jì)微型電子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電 子琴統(tǒng)硬件2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。并且木文分別從原理圖，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。2設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是用at89c52單片機(jī)3

4、為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)微型電子琴。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，實(shí) 現(xiàn)以下功能：(1) 設(shè)計(jì)一個(gè)(4x4)的鍵盤4，并將16個(gè)鍵設(shè)計(jì)成w個(gè)八度的音階對(duì)應(yīng)的16個(gè)琴鍵，可以進(jìn)行彈奏表演；(2) 演奏的同時(shí)數(shù)碼管會(huì)以數(shù)字顯示當(dāng)前按鍵對(duì)應(yīng)的音符；(3) 有音樂存儲(chǔ)功能，能自動(dòng)演奏歌曲。演奏時(shí)可選擇鍵盤輸入樂曲，自己存 入的樂曲或隨機(jī)存儲(chǔ)的樂曲。按播放鍵能播放5首歌曲，第一首歌曲播放結(jié)束， 再按播放鍵播放下一首歌曲。(4) 發(fā)光二極管會(huì)指示當(dāng)前按鍵是否按下。3方案論證3.1控制模塊選擇方案方案一：用可控硅制作電子琴。將220v交流電經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)過整流、 濾波，獲

5、得+13. 5v直流電壓。將單向可控硅scr和電阻、電容組成馳張振蕩器電 路。但該設(shè)計(jì)方案制作成本高且復(fù)雜。方案二：采用at89c51單片機(jī)進(jìn)行控制，由于at89c51不具備isp功能，因 此atmel公司己經(jīng)停產(chǎn)在市面上己經(jīng)不常見，況且其rom只有4k在系統(tǒng)將來升級(jí) 方面沒有潛力。方案三：采用at89c52單片機(jī)進(jìn)行控制，由于其性價(jià)比高，完全滿足了本作 品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間達(dá)到8k,使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便口后系統(tǒng)升級(jí)，使用方便，抗干擾性能提高5。鑒于上述對(duì)比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三3.2按鍵選擇方案?jìng)鹘y(tǒng)電子琴可以用鍵盤上的“1”至d “a”鍵演奏從低so到高d

6、o等11音。 該設(shè)計(jì)有16個(gè)按鈕矩陣，設(shè)計(jì)成16個(gè)音，可以實(shí)現(xiàn)音階在中音和高音之間的變 換。比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤及矩陣鍵盤，它們各有bi己的特點(diǎn)，其屮獨(dú)立鍵盤硬件電路簡(jiǎn)單，而且在 程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤與 獨(dú)立鍵盤有很大ix別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序 算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵 電路。本設(shè)計(jì)選擇4*4矩陣鍵盤。4設(shè)計(jì)原理一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率6，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我

7、們所想要的音樂了，當(dāng)然對(duì)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to來產(chǎn)生 這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系正確即可。若 耍產(chǎn)生音頻脈沖，只耍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)終止后就將輸出p3.0反相， 然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。就可在p3. 0腳上得到此頻率的脈沖。利用at89c52的內(nèi)部定吋器使其工作計(jì)數(shù)器模式(mode1)下，改變計(jì)數(shù)值tho及tlo以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階7，例如，頻率為523hz,其周期t= 1/523 = 1912 u s,因此只要令計(jì)數(shù)

8、器計(jì)時(shí)956 u s/1 u s = 956,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)系式是：n=fi/2/fr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：t = k-n=k-fi/2/fr式中k是單片機(jī)的16位定時(shí)器最大計(jì)數(shù)值，k = 216 =65536； h是機(jī)器頻率，h= lmhz,例如低音 do (262hz)、低音 re (294hz)、中音 do (523hz)、中音 re (587hz)、高音do (1046hz)、高音re (1175hz)的計(jì)數(shù)值

9、如下:t = 65536-n=65536-fi/2/fr = 65536-1000000/2/fr = 65536-500000/fr 低音 do 的 t = 65536 500000/262 = 63628 低音 re 的 t = 65536 500000/294 = 63835 中音 do 的 t = 65536-500000/523 = 64580 中音 re 的 t = 65536 500000/587 = 64684 高咅 do 的 t = 65536 500000/1046 = 65058 高音 re 的 t=65536500000/1175=65110了解音樂的一些基木知識(shí)后可知

10、，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂， 對(duì)于單片機(jī)而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來產(chǎn) 生這樣的方波頻率信號(hào)，因此，需要弄清楚音樂中的音符和對(duì)應(yīng)的頻率，以及單 片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系4。在本實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)工作于12mhz時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器t0，工作 模式為1，改變計(jì)數(shù)值tho和tlo可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)，在此情況下， 根據(jù)以上公式，c調(diào)的各音符頻率與計(jì)數(shù)值t的對(duì)照如下8表4-1音符頻率對(duì)照表音符頻率(hz)簡(jiǎn)譜碼(t値)音符頻率(hz)簡(jiǎn)譜碼(t值)低1 d026263628# 4 fa#74064860#1 do#27763731中5 so7846489

11、8低2 re29463835# 5 so#83164934#2 re#31163928中6 la88064968低3 m33064021n 693264994低4 fa34964103中7 st98865030n 4 fa#37064185高1 do104665058低5 so39264260# 1 do#110965085n 5 so#41564331高2 re117565110低6 la44064400# 2 re#124565134n 646664463高3 m131865157低7 si49464524高4 fa139765178中1 do52364580# 4 fa#14806519

12、8# 1 do#55464633高5 so156865217中2 re58764684# 5 so#166165235# 2 re#62264732高6 la176065252中3 m65964777n 6186565268中4 fa69864820高7 st196765283為音符建立一個(gè)數(shù)據(jù)表，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)。低音0 19之間，屮音在20 39之間，高音在40 59之間 table 1: dw 64021,64103,64260, 64400dw 64524,64580,64684, 64777 dw 64820,64898,64968,65030 dw 65058,

13、 65110,65157,65178音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（c調(diào)）（如表4-2所示） 表4-2曲調(diào)值表曲調(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(duì)于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定吋/計(jì)數(shù)器來完成。琴鍵處 理程序，根據(jù)檢測(cè)得到按鍵值，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(duì)音調(diào)的控制：根據(jù)不同的按鍵，對(duì)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)程序屮用到丫兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來完成的。其屮t0用來產(chǎn)生音符頻率

14、，t1 用來產(chǎn)生音拍9。5微型電子琴的系統(tǒng)總體原理框圖如圖5-1所示，設(shè)計(jì)出微型電子琴的系統(tǒng)總體原理框圖。品振電路數(shù)碼管顯示電路 j1/供電及復(fù)位電路at89c521歌曲播放電路4x4 矩陣 <j=)圖5-1微徹電子琴系統(tǒng)原理框圖6系統(tǒng)主要硬件電路設(shè)計(jì)6.1微型電子琴的proteus總體設(shè)計(jì)電路電子琴的proteus總體仿真圖見圖6-1。按下播放鍵，發(fā)光二極管亮一下， 系統(tǒng)自動(dòng)播放預(yù)存在內(nèi)存中的曲子，再按一次播放下一首歌曲，按下復(fù)位鍵，系 統(tǒng)復(fù)位，停止播放。按下矩陣鍵盤中的任意鍵，揚(yáng)聲器發(fā)出相應(yīng)的音符。圖6-1微型電子琴的proteus總體沒計(jì)電路圖6.2單片機(jī)主機(jī)系統(tǒng)電路6. 2. 1

15、 at89c52單片機(jī)簡(jiǎn)介at89c52是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能cmos 8位單片機(jī)1°，片內(nèi)含8kb的可反復(fù)檫寫的程序存儲(chǔ)器和12b的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件 采用atrnel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)， 片內(nèi)配置通用8位中央處理器（cpu）和flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的at89c52 單片機(jī)可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。at89c52單片機(jī)屬于at89c51單片機(jī)的增強(qiáng)型，與intel公司的80c52在引腳排列11、硬件組成、工作特點(diǎn)和指令系統(tǒng)等方 面兼容。at89c52引腳圖見圖6-2.t2/p1. 0 t2ex/p

16、1.1 pl. 2 pl. 3 pl.4 pl. 5 pl.6 pl. 7 rst rxd/p3. 0 txd/p3. 1 iht0/p3. 2 iht1/p3. 3 t0/p3.4 p3. 5 p3.6 rd/p3. 7 xtal2 xtal1 pdip098765432103876543214333333333322222222201234567830 12 3 4 5 &78 311111111112vccpo. o/ado po. 1/ad1 po. 2/ad2 po. 3/ad3 po. 4/ad4 po. 5/ad5 po. 6/ad6 po. 7/ad7 ea/vfpal

17、e/prog pesh p2. 7/a15 p2.6/a14 p2. 5/a13 p2.4/a12 p2. 3/a11 p2. 2/a10 p2. 1/a9 p2. 0/a8圖6-2at89c52引腳圖p3 口也可作為at89c52的一些特殊功能口，如下表所示:p3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 其主要功能特性：兼容mcs51指令系統(tǒng) 8k可反復(fù)擦寫（1000次）flash romp3 口引腳特殊功能p3. 0rxd （串行輸入口）p3. 1txd （串行輸出口）p3. 2into （外部中斷0）p3. 3int1 （外部中斷1）p3. 4to （定時(shí)器0外部輸入）p3. 5t

18、1 （定時(shí)器1外部輸入）p3. 6wk （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）p3. 7rd （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀先通） 32個(gè)雙向i/o 口 256x8bit 內(nèi)部 ram 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷時(shí)鐘頻率0-2#lhz 2個(gè)串行中斷可編程uart串行通道 2個(gè)外部中斷源共6個(gè)中斷源 2個(gè)讀寫中斷口線 3級(jí)加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 6. 2. 2時(shí)鐘頻率單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下工作。在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路12，只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的吋鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定 單片機(jī)的工作速度。外部振蕩源電路一般選用石英晶體振蕩器，此電路在加電大 約延遲10ms

19、后振蕩器起振，在hal2引腳產(chǎn)生幅度為3v左右的正弦波時(shí)鐘信號(hào), 其振蕩頻率主要由石英晶振的頻率確定。電路中兩個(gè)電容cl，c2,作用有兩個(gè)： 一是幫助振蕩器起振；二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。c1，c2的典型值為3opf。單片機(jī)在工作吋，由內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生或由外直接輸入的送至內(nèi)部控制邏輯單 元的時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為時(shí)鐘周期。起大小是時(shí)鐘信號(hào)頻率的倒數(shù)，常用u表 示。如時(shí)鐘頻率為12mhz,即fosc=12mhz，則時(shí)鐘周期為1/12恥。6. 2. 3晶振電路at89c52單片機(jī)的定時(shí)控制功能是用時(shí)鐘電路和振蕩器完成的，而根據(jù)硬件電 路的不同，連接方式分為內(nèi)部吋鐘方式和外部吋鐘方式。本設(shè)計(jì)中采用內(nèi)部吋

20、鐘 方式。單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反相放大器xtalk xtal2分別為反相放大器的輸入端和輸 出端，外接定時(shí)反饋元件組成振蕩器（內(nèi)部時(shí)鐘方式），產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部 各元件。時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)控制器的控制節(jié)拍就越快，運(yùn)算速度也就越快。一般來說單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)帶反饋的線性反相放大器，外界晶振（或接陶瓷 振蕩器）和電容就可組成振蕩器，如圖6-2所示。加電以后延時(shí)一段時(shí)間（約10ms） 振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，不受軟件控制，圖中xi為晶振，震蕩產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由 y1確定。電容cl，c2的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振，二是對(duì)振蕩器的頻率起微調(diào)作 用，典型值為30pf。c1 ；u130pf19 xi .12

21、mhz18c2 . 30pf>xtal1xtal2rst圖6-3亮振屯路6.2.4按鍵播放電路p2.0/a8p2.1/a9p2.2/a10p2.3/a11p2.4/a12p2.5/a13p2.6/a14p2.7/a1521222325262728led-green圖6-4按鍵播放電路6.2.5鍵盤掃描在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤及矩陣鍵盤，如圖6-5,圖 6-6所示。k匕y1i i.key2 key3 -i=i eke-y4(e4圖6-5獨(dú)立鍵盤圖6-6矩陣鍵盤它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤硬件電路簡(jiǎn)單，而且在程序設(shè)計(jì)上也不 復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；

22、矩陣鍵盤與獨(dú)立鍵盤有很大 區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩 瑣，但它在節(jié)省端門資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。本次課程設(shè)計(jì)，我采用矩陣式鍵盤電路，這樣可以大大的節(jié)省單片機(jī)i/o的在按鍵過程中常產(chǎn)生“毛刺”現(xiàn)象13，如圖6-8所示，要消除“毛刺”現(xiàn)象, 這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間，所以 當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后，再延時(shí)一段吋間(lonissorns)后再判斷此電平是否 保持原狀態(tài)，如果是則為有效按鍵，否則無效。圖6-8 “毛刺”現(xiàn)象6.

23、 2.6發(fā)音電路電子琴發(fā)音電路見圖6-9tzp3qrxdt2exp3.1ftxdpairrap331ht1p3.4mip3st1p3j&vurp3.7'rd:必1012 13 u. 1517ls1z：nde圖6-9電子琴發(fā)咅電路6. 2.7供電及復(fù)位電路14電子琴的供電電路和復(fù)位電路見圖6-10工xtal1p0 0/ad0p0.1/ad1p0.2/ad2xtal2p0 3/ad3p0.4/ad4p0.5/ad5p0.6/ad6rstp0.7/ad7p2.0za8p2 1/a9p2.2/a10psenp2.3/a11alep2.4/a12eap2.5/a13p2.6/a14p2.

24、7/a15圖6-10電子琴供電及復(fù)位電路6. 2. 8 led數(shù)碼管顯示電路本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的昆示電路采用led數(shù)碼管昆示，led （light-emitting diode）是 一種外加電壓從而渡過電流并發(fā)出可見光的器件。是屬于電流控制器件，使用 時(shí)必須加限流電阻15。led有單個(gè)led和八段led之分，也有共陰和共陽兩種。常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為 共陽極顯示器（如圖b所示），陰極連在一起的稱為共陰極顯示器（如圖c所示）。1 位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管ag控制七個(gè)筆畫（段） 的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯

25、示器能顯示的 字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在y解y正確的 引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來。圖6-11數(shù)碼管引腳al.門o寸q：i卜-co co選用的是p0 口作為輸出口時(shí)要接上拉電阻7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)7.1系統(tǒng)軟件總體方案（1）鍵盤掃描程序：檢測(cè)是否有鍵按下，有鍵按下則記錄按下鍵的鍵值，并跳轉(zhuǎn)至功能轉(zhuǎn)移程序；無 鍵按下，則返冋鍵盤掃描程序繼續(xù)檢測(cè)(2) 功能轉(zhuǎn)移程序：對(duì)檢測(cè)到得按鍵值進(jìn)行判斷，是琴鍵則跳轉(zhuǎn)至琴鍵處理程序，是功能鍵則跳轉(zhuǎn)至 相應(yīng)的功能程序，我們?cè)O(shè)計(jì)的功能程序有兩種，即音色調(diào)節(jié)功能和

26、自動(dòng)播放樂曲 功能(3) 琴鍵處理程序：根據(jù)檢測(cè)到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音(4) 自動(dòng)播放歌曲程序：檢測(cè)到按鍵按下的是自動(dòng)播放歌曲功能鍵后執(zhí)行該程序，電子琴會(huì)自動(dòng)播放事先 已經(jīng)存放好的歌曲，歌曲播放完畢之后bi動(dòng)返回至鍵盤掃描程序，繼續(xù)等待是否 有鍵按下7.2系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)易流程圖開始to初始化并開中斷允許to中斷按鍵子程序流程圖如下數(shù)碼管顯.示1，并播放do的中咅彈奏程序流程圖彈奏子程序開中斷并允許中斷設(shè)定定時(shí)器工作方式取鍵位根據(jù)鍵位杏音律給定時(shí)器to賦值開始#1進(jìn)入屮斷icpl p3.0退出中斷延時(shí)返回鍵盤掃描程序fi動(dòng)播放歌曲程序流程圖自動(dòng)播放音樂程序a

27、71; 0,01>11<<<歌譜地址開中斷，設(shè)定定時(shí)器t1工作模式1収簡(jiǎn)譜碼取該音符的節(jié)拍碼查音律表,給定時(shí)器賦值i開始計(jì)時(shí) inc dptr進(jìn)入中斷cpl3.0退山中斷延時(shí) _7.3部分設(shè)計(jì)源程序 7. 3. 1歌曲播放子程序;=歌曲播放子程序=startomov30h,# songo;取簡(jiǎn)譜碼指針(第1首)next:mova,30hmovdptr，#tab 1movea,a+dptr;至相關(guān)頁碼，高4位為音符的高低movr2,a;低4位為音符的節(jié)拍jzendo;檢查簡(jiǎn)譜碼是否已結(jié)束(有無00?)anla,#ofh;取節(jié)拍(低4位)movr5,a;存入r5,節(jié)拍的時(shí)間

28、mova,r2swapaanla,#ofh;取音頻值(高4位)jnzsing;是否為0,是0則不發(fā)音clrtri:開始，則不發(fā)音jmpdlsing:deca;因0不列入mov22h，a，存入(22h)rla;乘2movdptr，#tab 1movea,a+dptr;至tabl取碼，取t的值movthl,a;取到的高位字節(jié)存入thlmov21h,a;取到的高位字節(jié)存入(21h)mova，22h;再載入取到的音符碼rla;乘2inca;加1movea，a+dptr;至table取相對(duì)的低位字節(jié)計(jì)數(shù)值movtl 1 ,a;取到的低位字節(jié)存入tlomov20h,a;取到的低位字節(jié)存入(20h)setb

29、tri;啟動(dòng) timerodl:calldelayinc30h;取簡(jiǎn)譜碼指針加1jmpnextendo:clr tri ;停止 timeromova，31h:載入計(jì)次指針xrla，#00h;是否按第1次？jnzendl;不是則跳至endljbkey,$;按第2次？calldelay 1;消除抖動(dòng)jnbkey，$;放開否？inc31h;計(jì)次地址(31h)加1 1mov30h,# songl;第2首歌指針jmpnext7.3.2延時(shí)程序dely10ms:mov r6,#10 dio:mov r7,#248djnz r7,$djnz r6,d10 ret7. 3.3音符參數(shù)表;=音符參數(shù)表table

30、:db 06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,06hdb 06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,06h8系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試結(jié)果分析8.1系統(tǒng)調(diào)試在系統(tǒng)設(shè)計(jì)屮采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試：中心控制模塊的調(diào)試，咅樂播放模塊的調(diào)試，按鍵控制模塊的調(diào)試等，最后將各模 塊組合后進(jìn)行整體測(cè)試。首先對(duì)各模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn) 指定的功能。然后通過wave6000軟件對(duì)編好的程序進(jìn)行調(diào)試，檢查語法錯(cuò)誤。最 后將調(diào)試好的軟件程序?qū)氲接布K中，調(diào)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能。調(diào)試主要方法和技巧：軟件調(diào)試和硬件調(diào)試 8.1.1系統(tǒng)軟件調(diào)試通常一個(gè)調(diào)

31、試程序應(yīng)該具備至少四種性能16:跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整 個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟 件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。8.1.2系統(tǒng)硬件調(diào)試硬件調(diào)試主耍是針對(duì)單片機(jī)部分進(jìn)行調(diào)試。在上電前，先確保電路屮不在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第 一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來 完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒有短接 在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。在確保硬件

32、電路正常，無異常情況（斷路或短路）方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次設(shè)計(jì)屮，上電調(diào)試主 要鍵盤單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻轉(zhuǎn)換電路硬件調(diào)試。(1) 、數(shù)碼管lh)電路調(diào)試：接通電源，隨機(jī)按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字。(2) 、鍵盤單片機(jī)控制部分調(diào)試：上電后，隨機(jī)按動(dòng)鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)按鍵對(duì) 應(yīng)的音正確。(3) 、按鍵播放電路調(diào)試:按下播放按鍵能彈唱歌曲，唱完一首之p再按一下播放按鍵彈奏下一首歌曲。(4) 、復(fù)位電路調(diào)試：按一下復(fù)位鍵能完成復(fù)位功能。 硬件實(shí)物圖8.2測(cè)試結(jié)果及心得 8.2.1測(cè)試結(jié)果通過各方面努力，木次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)完成，系

33、統(tǒng)部分功能己實(shí)現(xiàn)?？梢噪S意 演奏喜歡的曲子，并可以顯示在數(shù)碼管上，可以隨意彈奏16個(gè)音符，可以播放5 首歌曲?；具_(dá)到預(yù)定的效果。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與 實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比較系統(tǒng)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)提高/我運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)來解決面臨實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高丫我查閱各種文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、 設(shè)計(jì)規(guī)范以及軟件編程的水平。8. 2. 2本次設(shè)計(jì)的心得體會(huì)從上一學(xué)期幵始我們就在準(zhǔn)備選題，收集資料，這些都是不能馬虎的，耍慎 重。這一學(xué)期來我們就交了開題報(bào)告。做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)后我有種如釋重負(fù)的感 覺，收獲很多，沒做之前想得太過簡(jiǎn)單，以為只要把資料收集好就萬事倶備丫， 具體操作吋

34、才知道自己錯(cuò)了，只有想法猶如紙上談兵，根本解決不了實(shí)際問題。 想象和現(xiàn)實(shí)相差太遠(yuǎn)，做事不能太盲目，要深思熟慮。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)所學(xué)知 識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了 自己原來知識(shí)還比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多。這次設(shè)計(jì)從軟件方而來講 不是很難，程序相對(duì)長(zhǎng)一點(diǎn)，但都是書本上所學(xué)的知識(shí)，主要是屮端及其服務(wù)程 序的編寫。在protues上仿真，則起到很好的效果，因?yàn)樵骷际抢硐霠顟B(tài)的, 但做出實(shí)物來卻不是那么簡(jiǎn)單。經(jīng)過多次調(diào)試、修改才得以出結(jié)果。在設(shè)計(jì)過程中，通過查閱大量相關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)，并向老師請(qǐng)教等 方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí):首先在畢業(yè)設(shè)計(jì)

35、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(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，我人致了解了單片機(jī)的 發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到s前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展。9結(jié)束語經(jīng)過兩個(gè)月的查資料、整理材料、做實(shí)驗(yàn)，今天終于可以順利的完成畢業(yè)設(shè) 計(jì)了，自己想想求學(xué)期間的點(diǎn)滴歷歷涌上心頭，吋光匆匆飛逝，四年的努力與付 出，隨著論文的完成，終于讓我在大學(xué)的生活，得以劃下了完美的句點(diǎn)。論文得 以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝我的指導(dǎo)老師李老師，因?yàn)檎撐氖?在李老師的悉心指導(dǎo)下完成的。本論文從選題到完成，每一步都是在李老師的指 導(dǎo)下完成的，傾注y李老師大量的心血。一開始選題時(shí)李老師就給y我們很

36、多建 議，并讓我們提早為這次畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。在提交開題報(bào)告吋李老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的 給我們審查，在做軟件和硬件時(shí)也時(shí)時(shí)刻刻了解我們的進(jìn)展情況。在此，謹(jǐn)向李 老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！謝謝李老師在我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中給與我 的極大地幫助。論文的順利完成，離不開其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫 助。另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識(shí)的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有丫良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。感謝所有給我?guī)椭睦蠋熀?同學(xué)，謝謝你們！參考文獻(xiàn)1 趙鑫，蔣亮，齊兆群等.數(shù)字電路設(shè)計(jì)m.北京機(jī)械工業(yè)出版社，2005年6月第一版.2 蘇家健、曹柏榮、汪志鋒.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)m.高等教育出版社3 美ashish wilfred meeta gupta kartik bhatnagar 著，劉永明，賀民譯.php 專業(yè)項(xiàng)目實(shí)例 開發(fā)j.水利水電出版社，20034于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)選編m.清華大學(xué)出版社，1999.5李朝青