基于單片機AT89S51的電子琴設計報告

基于89S51單片機電子琴設計報告學生姓名鄧昌能鐘坡杭志杰學院計算機與電子信息工程專業(yè)電信、計科指導教師陳勇職稱教授湖南商學院北津?qū)W院2023年12月摘要本文介紹了基于AT89S51單片機的電子琴的設計與實現(xiàn)。電子琴的主要功能是利用以AT89S51單片機為系統(tǒng)控制處理器；關鍵字：AT89S51單片機7段數(shù)碼管蜂鳴器目錄摘要2緒論41設計41.1設計目的41.2設計方法和內(nèi)容42設計方案52.1系統(tǒng)總體設計方案52.2系統(tǒng)的結構框架63硬件電路的設計63.1單片機最小系統(tǒng)63.2獨立鍵盤控制電路設計73.37段數(shù)碼管顯示電路設計83.4蜂鳴器電路設計94軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)104.1主程序設計104.2程序思路11結論12附錄：源程序代碼13緒論1設計設計目的〔1〕了解單片機及其工作原理；〔2〕了解如何用C語言編程；〔3〕如何將單片機應用于生活中。1.2設計方法和內(nèi)容〔1〕能夠?qū)﹄娮与娐?、電子元器件、印制電路板等方面的知識有進一步的認識，獨立對其進行測試與檢查。〔2〕熟悉8051單片機的內(nèi)部結構和功能，合理使用其內(nèi)部存放器，能夠完成相關軟件編程設計工作?！?〕為實現(xiàn)預期功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)進行快速的調(diào)試，并能夠?qū)Τ霈F(xiàn)的功能故障進行分析，及時修改相關軟硬件。〔4〕對軟件編程、排錯調(diào)試、焊接技術、相關儀器設備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。2設計方案2.1系統(tǒng)總體設計方案由于一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構成我們所想要的音樂了，當然對于單片機來產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機的定時/計數(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頻率關系弄正確即可。2.2系統(tǒng)的結構框架AT89S51單片機控制芯片AT89S51單片機控制芯片獨立鍵盤7段數(shù)碼管顯示與蜂鳴器響圖系統(tǒng)結構框架3硬件電路的設計3.1單片機最小系統(tǒng)本次設計中單片機晶振為12MHZ，那么定時器的計數(shù)周期為1MHZ，假設選擇工作方式1，那T值便為T=216--5﹡105/相應的頻率，那么根據(jù)不同的頻率計算出應該賦給定時器的計數(shù)值，列出不同音符與單片機計數(shù)T0相關的計值。圖3-1單片機最小系統(tǒng)原理圖3.2獨立鍵盤控制電路設計3.3發(fā)光二極管顯示電路設計3.4蜂鳴器電路設計4軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)4.1主程序設計本次設計中單片機晶振為12MHZ，那么定時器的計數(shù)周期為1MHZ，假設選擇工作方式1，那T值便為T=216--5﹡105/相應的頻率，那么根據(jù)不同的頻率計算出應該賦給定時器的計數(shù)值，列出不同音符與單片機計數(shù)T0相關的計數(shù)值。圖4.1主程序流程圖4.2程序思路這個簡易電子琴應用了4*4矩陣鍵盤，每一個按鍵賦予了不同的音調(diào)，共計有兩個八度。對應7段數(shù)碼管現(xiàn)實1到F16個數(shù)碼顯示。結論本設計主要用到了單片機的通用IO口的讀寫根本功能，通過實際操作進一步掌握了51單片機的使用。同時，通過單片機外圍電路的設計，更深入學習了51單片機在生活中中的應用。通過實際焊接電路，編寫程序，也進一步提高了我的動手能力以及分析解決錯誤的能力，是我能夠更好的將所學知識應用到實際中來。本系統(tǒng)能夠根本滿足設計要求，能夠?qū)崿F(xiàn)自行車轉換燈指示，但由于經(jīng)驗能力有限，該系統(tǒng)還存在著許多不盡人意的地方有待于進一步的完善與改良。附錄：源程序代碼#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuintkey,i,j,time,m,k;uchartemp;ucharSTH0,STL0,STH1,STL1;sbitsw=P2^7;sbitspeaker=P2^4;sbitP37=P3^7;sbitP36=P3^6;sbitP35=P3^5;sbitP34=P3^4;//音階頻率表高八位codeunsignedcharFREQH[]={0xF2,0xF3,0xF5,0xF5,0xF6,0xF7,0xF8,0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,0xFC,//1,2,3,4,5,6,7,8,i0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF,};//音階頻率表低八位codeunsignedcharFREQL[]={0x42,0xC1,0x17,0xB6,0xD0,0xD1,0xB6,0x21,0xE1,0x8C,0xD8,0x68,0xE9,0x5B,0x8F,//1,2,3,4,5,6,7,8,i0xEE,0x44,0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16,};unsignedintcodetab[]={64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178};voidkey_music(){P3=0xff;P34=0;temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--);temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;switch(temp){case0x0e:key=0;break;case0x0d:key=1;break;case0x0b:key=2;break;case0x07:key=3;break;}speaker=~speaker;STH1=tab[key]/256;STL1=tab[key]%256;TR0=1;temp=P3;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}TR0=0;}}P3=0xff;P35=0;temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--);temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;switch(temp){case0x0e:key=4;break;case0x0d:key=5;break;case0x0b:key=6;break;case0x07:key=7;break;}speaker=~speaker;STH1=tab[key]/256;STL1=tab[key]%256;TR0=1;temp=P3;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}TR0=0;}}P3=0xff;P36=0;temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--);temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;switch(temp){case0x0e:key=8;break;case0x0d:key=9;break;case0x0b:key=10;break;case0x07:key=11;break;}speaker=~speaker;STH1=tab[key]/256;STL1=tab[key]%256;TR0=1;temp=P3;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}TR0=0;}}P3=0xff;P37=0;temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){for(i=50;i>0;i--)for(j=200;j>0;j--);temp=P3;temp=temp&0x0f;if(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;switch(temp){case0x0e:key=12;break;case0x0d:key=13;break;case0x0b:key=14;break;case0x07:key=15;break;}speaker=~speaker;STH1=tab[key]/256;STL1=tab[key]%256;TR0=1;temp=P3;temp=temp&0x0f;while(temp!=0x0f){temp=P3;temp=temp&0x0f;}TR0=0;}}}voidtimer0(void)interrupt1using