ats單片機(jī)電子琴設(shè)計(jì)

1、1基于基于AT89S52單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)【摘要】【摘要】微型電子琴的設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制部分，通過(guò)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(lè)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(lè)發(fā)生所必須確定的音符和節(jié)拍分別用程序語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。可以用它來(lái)彈奏和播放樂(lè)曲。特點(diǎn)是設(shè)計(jì)思路簡(jiǎn)單、清晰成本低。目錄1.1.前言前言…………………

2、……………………………………………………………11.1系統(tǒng)開發(fā)背景……………………………………………………………………11.2系統(tǒng)開發(fā)意義…………………………………………………………………11.3設(shè)計(jì)目標(biāo)………………………………………………………………………12.2.方案論證方案論證…………………………………………………………………………12.1控制模塊選擇方案………………………………………………………………12.2按鍵選擇方案…………

3、…………………………………………………………13.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明…………………………………………………………23.1系統(tǒng)組成及總體框圖……………………………………………………………23.2元件簡(jiǎn)介…………………………………………………………………………23.2.1AT89S52…………………………………………………………………………23.2.2LM386…………………………………………………………………………33.

4、2.3LED數(shù)碼管……………………………………………………………………53.3音頻功放電路……………………………………………………………………63.4顯示電路…………………………………………………………………………74.4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………………………………………………………74.1音樂(lè)相關(guān)知識(shí)……………………………………………………………………74.2如何用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)的節(jié)拍……………………………………………

5、……74.3如何用單片機(jī)產(chǎn)生音頻脈沖……………………………………………………74.4系統(tǒng)總體功能流程圖……………………………………………………………85.5.系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………………………………………115.1硬件調(diào)試…………………………………………………………………………115.2軟件調(diào)試………………………………………………………3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(guò)整流、濾波獲

6、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公司已經(jīng)停產(chǎn)在市面上已經(jīng)不常見，況且其ROM只有4K在系統(tǒng)將來(lái)升級(jí)方面沒(méi)有潛力。方案三：采用AT89S52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日后系統(tǒng)升級(jí)

7、，使用方便，抗干擾性能提高。鑒于上述對(duì)比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三2.2按鍵選擇方案?jìng)鹘y(tǒng)電子琴可以用鍵盤上的“1”到“A”鍵演奏從低SO到高DO等11音。該設(shè)計(jì)有20個(gè)按鈕矩陣，設(shè)計(jì)成16個(gè)音，可以實(shí)現(xiàn)音階在低音4高音5之間。比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明3.1系統(tǒng)組成及總體框圖硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。該

8、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(hào)。該設(shè)計(jì)具有11個(gè)音節(jié)的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂(lè)譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂(lè)發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過(guò)揚(yáng)聲器將音樂(lè)播放出來(lái)。由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂(lè)發(fā)生器是由用戶通過(guò)鍵盤輸入彈奏樂(lè)曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂(lè)，因?yàn)樗鼪](méi)有足夠的

9、驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路。本例使用國(guó)家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器LM386來(lái)實(shí)現(xiàn)音頻功放電路。圖31系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2元件簡(jiǎn)介3.2.1AT89S52功能特性：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位

10、CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位IO口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼