電子琴說明書

湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院2013屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明PAGE湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子琴說明書系別：電子工程系年級：10級專業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù)姓名：小聰學(xué)號：1001020277導(dǎo)師姓名：陳輝煌職稱：教授201目錄1．前言 12．系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)要求 23．系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖 43.2各模塊原理說明 43.2.1最小系統(tǒng)STC89C52模塊 43.2.2控制按鈕模塊 53.2.3顯示模塊功能 53.2.4發(fā)聲模塊 63.3系統(tǒng)總原理圖說明 63.4系統(tǒng)印刷版圖 63.5系統(tǒng)的操作說明 63.6系統(tǒng)操作注意事項(xiàng) 7參考文獻(xiàn) 8致謝語 9附錄 10附錄一.電路總原理圖 10附錄二.系統(tǒng)印刷電路板圖 11附錄三.源程序 12附錄四.元件清單 161.前言隨著電子技術(shù)飛速的發(fā)展，以及在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高。單片微型計(jì)算機(jī)室大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬于第四代電子計(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)。他的應(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STC89C52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8個(gè)按鍵，和16個(gè)led小燈。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)電子琴硬件的組成。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏要表達(dá)的音符。并且分別從原理圖，主要芯片，個(gè)模塊原理及各莫奎的程序的調(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，構(gòu)成我們想演奏的那首曲目。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)來制作電子琴。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)要求鍵盤用于彈奏音樂，八個(gè)按鍵8種音符。單片機(jī)通過輸出各種電脈沖信號開驅(qū)動(dòng)控制各部分正常工作。單片機(jī)發(fā)送的信號分別經(jīng)過LED顯示電路通過譯碼最終在LED小燈和聲音電路通過揚(yáng)聲器顯示出來。單片機(jī)內(nèi)置歌曲，通過按鍵轉(zhuǎn)換模式，彈奏模式和演奏模式與LED閃爍模式。（5）電路供電電源5V。3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖蜂鳴器蜂鳴器晶振電路按鍵復(fù)位STC89C52鍵盤輸入（模式切換）圖3-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體框圖3.2各模塊原理說明3.2.1最小系統(tǒng)AT89C52模塊STC89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，STC89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。STC89C52主要管腳說明：VCC（40腳）：供電電壓GND（20腳）：接地RST：復(fù)位輸入。/EA/VPP(31腳)：當(dāng)/EA為低電平時(shí)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器，只選用片外存儲器，外部程序存儲器地址為：0000H-FFFFH。反之當(dāng)單片機(jī)上電或復(fù)位后選用片內(nèi)程序存儲器。XTAL1（19腳）：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2(18腳)：來自反向振蕩器的輸出。單片機(jī)最小系統(tǒng)采用5V電源供電，利用晶振電路給單片機(jī)工作運(yùn)行提供脈沖。圖3-2最小系統(tǒng)3.2.2控制按鈕模塊鍵盤電路中，八個(gè)按鍵即為八個(gè)對應(yīng)的音符，他們分別連接到P3的八個(gè)口上，按鍵不按下則沒有觸發(fā)信號，按鍵按下時(shí)，為低電平，對應(yīng)P3口有觸發(fā)信號，通過控制模塊模塊的控制，使得整個(gè)系統(tǒng)具有靈活性，實(shí)用性。如下圖3-3所示。圖3-3控制按鈕模塊3.2.3顯示本次設(shè)計(jì)的顯示電路主要是十六個(gè)發(fā)光二極管流水燈顯示，當(dāng)按下流水燈控制按鍵時(shí)，則調(diào)用流水燈程序，將產(chǎn)生的方波信號送至P0與P2口所接的十六個(gè)發(fā)光二極管，根據(jù)不同的高低電平發(fā)光，實(shí)現(xiàn)流水燈功能。如下圖3-4所示圖3-4控制按鈕模塊3.2.4聲音由于一首音樂是許多不同音節(jié)組成的，而每個(gè)音節(jié)對應(yīng)不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率組合，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)生這樣的方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系找到就可以了。利用三極管構(gòu)成一個(gè)達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。首先當(dāng)單片機(jī)Ｐ1.0口輸出一個(gè)高電平，由兩個(gè)三極管構(gòu)成的達(dá)林頓成能導(dǎo)通，導(dǎo)通后又能對電流又一定的放大作用，這樣傳到揚(yáng)聲器時(shí)信號能讓我們聽的更清楚。如下圖3-5所示圖3-5發(fā)音模塊3.3系統(tǒng)總原理圖說明該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于12MHZ的時(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TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號。該設(shè)計(jì)具有8個(gè)音階，可以在鍵盤上演奏，并通過揚(yáng)聲器發(fā)聲。3.4系統(tǒng)的印刷電路板的制作見附錄二3.5系統(tǒng)的操作說明1.接好電路中的電源供電線、打開電路總開關(guān)與排線。2.檢查好電路板中沒有短路現(xiàn)象、電源供電線、驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)與負(fù)載供電線、負(fù)載供電線都接好后通電使用。3.電路安裝好后，通電即可正常使用。3.6系統(tǒng)的操作注意事項(xiàng)1.通電使用前先對照電路板與電路圖是否有錯(cuò)焊、漏焊、短路、開路、元器件相碰等現(xiàn)象，有要處理好后再使用。2.通電使用前先檢查好電路板是否與電源供電線、驅(qū)動(dòng)電路開關(guān)與負(fù)載供電線、負(fù)載供電線之間相互接反，不得在接錯(cuò)的情況下通電，要處理好后再使用。3.通電使用時(shí)人體不得與電路板線路任何一個(gè)部位相碰，防止觸電，注意安全。4.應(yīng)把電極片與電路板隔離，避免電極片與電路板上元器件相碰觸發(fā)生短路現(xiàn)象。5.通電時(shí)應(yīng)把電路板放在絕緣物體上，避開其他導(dǎo)電物體避免發(fā)生短路現(xiàn)象。6.使用時(shí)聞到燒焦味、發(fā)現(xiàn)元器件或集成塊冒煙燒毀應(yīng)立即斷開電源，待電路板查明原因處理好后才可以繼續(xù)通電使用。7.調(diào)試電路時(shí)應(yīng)小心操作，避免萬用表筆或其它導(dǎo)電工具造成人為短路。8.更換電路板元件、焊接時(shí)應(yīng)斷開電源后再操作避免造成元器件擊穿或電路短路現(xiàn)象。參考文獻(xiàn)[1]何立明，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，1990[2]張道德，單片機(jī)接口技術(shù)（C51版）[M],北京中國水利水電出版社，2007[3]張靖武，周靈彬，單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計(jì)與仿真[M]，北京電子工業(yè)出版社，2007[4]沈德金，MCS-51系列單片機(jī)接口電路與應(yīng)用程序?qū)嵗?，北京航空航天大學(xué)出版社,1990[5]胡漢才，單片機(jī)原理及接口技術(shù)，清華大學(xué)出版社,1996[6]潘立民,王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，人民郵電出版社,1990[7]邵敏權(quán),劉剛.單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用，吉林科學(xué)技術(shù)出版社,1995.1[8]陳汝全，實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù)，電子科技大學(xué)出版社,1995.7[9]張藝剛主編.單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005-9-1[10]胡宴如主編.模擬電子技術(shù)[M]高等教育出版社，2008-2-1[11]趙利主編.數(shù)字電子技術(shù)[M]冶金工業(yè)出版社，2009-1-1[12]李華.單片機(jī)Ｃ語言編程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005-8-1[13]李萍．AT89S51單片機(jī)、原理、開發(fā)與應(yīng)用實(shí)例[M]．北京：中國電力出版社．2008-7[14]張曄、王玉民等．單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：高等教育出版社．2006-3[15]付家才等．單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社．2004-5致謝詞三年前，這個(gè)校園是我的夢想。

三年后，微笑回首來路，一幕幕，宛在昨天。

人生就是如此吧，每個(gè)段落結(jié)束的時(shí)候，我們總會(huì)感慨時(shí)光飛逝。同門求學(xué)是一種緣分，更顯融洽和諧。無數(shù)次結(jié)伴同游，無數(shù)次對酒當(dāng)歌，無數(shù)次談天說地、嬉笑怒罵，無數(shù)次尋找快樂。曾經(jīng)一樣的悲歡，注定在未來的日子里，我們可以共同分享許多美好的回憶。盡管就要各奔東西，但三年同窗之誼，我們會(huì)成為一生的朋友。

首先要感謝的是養(yǎng)育我的父母，他們給了我無私的愛，我深知他們?yōu)槲仪髮W(xué)和生活所付出的巨大的犧牲和努力，至今我一直無以為報(bào)，在這里僅表達(dá)我對他們的深深地思念和感恩。

其次我要感謝我的導(dǎo)師陳輝煌老師，您在百忙中抽出時(shí)間耐心地指導(dǎo)我，對畢業(yè)作品提出不足并教我怎么去改進(jìn)創(chuàng)新。再次，感謝翁娟釵輔導(dǎo)員，您在生活上和工作上給了我很大的幫助。還要感謝各學(xué)科的老師們，如李清生老師、鄭維清老師、葉志瓊老師、趙立瓊老師、李志杰老師、宋進(jìn)老師、林壽光老師、梁鋒林老師、許振龍老師、楊阿弟老師等傳授了我很多知識，在學(xué)業(yè)上給了我很大幫助。使我真切切的體會(huì)到了老師們的良苦用心，系部的所有老師，對我們的學(xué)習(xí)、生活，健康都十分的關(guān)注。除此之外，還對我的生活給予關(guān)懷，使我可以順利的完成在校外的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)同學(xué)和老師們。三年，充實(shí)快樂。感謝生我養(yǎng)我的父母，感謝給予我?guī)椭睦蠋?，感謝我的同學(xué)，感謝我的室友，是你們，讓我覺得生活如此美好。在此，對所有幫助過我的人表示衷心的感謝。附錄附錄一：電路總原理圖附錄二：系統(tǒng)印刷電路板圖附錄三：源程序/*8個(gè)按鍵發(fā)出8個(gè)基本音，能播放內(nèi)置音樂，音樂跟隨燈光閃爍*/sfrP4=0xe8;//定義P4組I0口#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitspeaker=P1^4;//喇叭接30腳sbitkey1=P1^0;//流水燈按鍵(暫時(shí))sbitkey2=P1^1;//播放音樂按鍵（暫定）uchara,b,num1,s1num,n1,n2;charnum;//定義num為可以負(fù)數(shù)ucharcodeyinfu[]={0xfb,0xe9,//Do0xfc,0x5c,//Re0xfc,0xc1,//Mi0xfc,0xef,//Fa0xfd,0x45,//So0xfd,0x92,//La0xfd,0xd0,//Si0xfd,0xee,//Do# 0x00,0x00, //間隔};ucharcodeshengri_tone[]={1,0,1,2,1,4,3,0,//生日快樂音調(diào)1,0,1,2,1,5,4,0,1,0,1,8,6,4,3,2,0,7,0,7,6,4,5,4,0//0代表不發(fā)聲，即停頓；數(shù)字即為音調(diào)};ucharcodeshengri_beat[]={24,1,24,48,48,48,72,5,//節(jié)拍24,1,24,48,48,48,72,5,24,1,24,48,48,48,48,72,5,24,1,24,48,48,48,72,5//節(jié)拍，即tone表各音調(diào)的延時(shí)};ucharcodeledtable[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,//取反0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//P0組口的發(fā)光二極管代碼（焊接過程可能會(huì)相反，具體更改）ucharcodeledtable2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,//取反0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};//P2組口發(fā)光二極管代碼,相反！voidcheck_key();//改為P3組為按鍵voidkeyscan();voidturn();//順時(shí)針流動(dòng)voidback();voidqianhou();voiddangshuang();voiddelay(uintz);//延時(shí)函數(shù)聲明voiddelay1(void);//聲明第二個(gè)延時(shí)函數(shù)voidplay1(void);//播放生日快樂voidmain(){ s1num=0;//流水燈種類標(biāo)志 key1=1; key2=1; TMOD=0x01; TH0=a; TL0=b; ET0=1;//打開定時(shí)器，但是未允許中斷 TR0=1; while(1) { check_key(); keyscan(); }}voidtime0()interrupt1{ TH0=a; TL0=b; speaker=~speaker;}voidcheck_key(){ P3=0xff;//先賦給P2組口高電平 switch(P3)//按下一個(gè)鍵相應(yīng)4個(gè)燈亮 { case0xfe:P0=0xee;P2=0x77;a=0xfb;b=0xe9;EA=1;break;//P0,P2組為發(fā)光二極管組 case0xfd:P0=0xdd;P2=0xbb;a=0xfc;b=0x5c;EA=1;break;//注意：EA不能改為TR0 case0xfb:P0=0xbb;P2=0xdd;a=0xfc;b=0xc1;EA=1;break; case0xf7:P0=0x77;P2=0xee;a=0xfc;b=0xef;EA=1;break; case0xef:P0=0xee;P2=0x77;a=0xfd;b=0x45;EA=1;break; case0xdf:P0=0xdd;P2=0xbb;a=0xfd;b=0x92;EA=1;break; case0xbf:P0=0xbb;P2=0xdd;a=0xfd;b=0xd0;EA=1;break; case0x7f:P0=0x77;P2=0xee;a=0xfd;b=0xee;EA=1;break; default:EA=0;speaker=0;//P0=0xff;P2=0xff; }}voiddelay(uintz){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidkeyscan(){ if(key1==0) { delay(5); if(key1==0) { s1num++; while(!key1); if(s1num==1) { turn(); } } if(s1num==2) { back(); } if(s1num==3) { qianhou(); } if(s1num==4) { dangshuang(); } if(s1num==5) s1num=1; } if(key2==0) { delay(5); while(~key2); play1(); }}voiddelay1(void)//第二個(gè)延時(shí)函數(shù){ucharn=15;while(n--){uchari;for(i=0;i<125;i++);}}voidplay1(void)//播放生日快樂{ucharm=0;uchars;ucharc=1; P0=0xaa; P2=0x55;while(1){EA=0;c=shengri_tone[m];//取音符s=shengri_beat[m];//取節(jié)拍a=yinfu[2*c-2];b=yinfu[2*c-1];EA=1;while(s--){delay1(); P0=~P0; P2=~P2;}m++;if(m>=33)return;//數(shù)值是shengri相關(guān)表中的元素?cái)?shù)量}}/*以下為N種流水燈流動(dòng)花式*/voidturn()//流水燈順時(shí)針走動(dòng)（5次）{ for(num1=0;num1<8;num1++) { for(num=0;num<8;num++) { P0=ledtable[