基于51单片机的液晶显示电子琴设计Word文档下载推荐.docx

1、 STC89C52, LCD1602, keyboard system第一章 引言1.1 课题设计目的及其意义单片机（单片微型计算机）是大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠等特点。单片机的应用相当广泛，从平常的家用电器到航空航天系统和国防军事、尖端武器都能找到它的身影。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。随着社会的发展进步，人们的生活水平也逐步提高，音乐已经成为了我们生活中很重要的一部分，在工作和学习之余，欣赏音乐不仅使身心得到放松，同时也提高人们的精神品质和个人素养。当代，爱好音乐的年轻人越来越多，也有不少人自己练习弹奏乐器，作

2、为业余爱好和一种放松的手段。之所以以单片机电子琴选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论上的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践相得益彰。当前市场上的玩具市场需求量大，其中电子产品占有重要的位置，然而电子琴也是一个很好的应用方面。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化，可以用于玩具琴、音乐盒中、儿童车里等。1.2 课题设计的任务与主要内容本文的主要内容是用STC89C51单片机为核心控制元件，设计一个简单的电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组

3、成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。定时器按设置的定时参数产生中断，由于定时参数不同，就会发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序，然后进行仿真调试，最后细心焊接硬件电路图，将程序烧入芯片中，最终达到设计目的。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用价值。第二章 系统总体方案设计2.1 系统设计要求本系统有两个功能，音乐播放和音乐的弹奏。1、要求达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲。2、用键盘作出电子琴的按键，每个键代表一个音符。3、各音符

4、按一定的顺序排列，必须符合电子琴的按键排列顺序。4、固定音乐播放有按键控制：“播放”、“弹奏/停止”。5、弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放内置音乐。2.2 系统电路框图图2.1 系统框图第三章 硬件设计3.1 STC89C52芯片STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K可编程Flash存储器，兼容工业标准的MCS-51指令集和输出管脚，引脚介绍如下： 主电源引脚（2条）VCC（Pin40）：电源输入，接5V电源GND（Pin20）：接地线 外接晶振引脚（2条）XTAL1（Pin18）：片内振荡电路的输入端XTAL2（Pin19）：片内振

5、荡电路的输出端 控制引脚（4条）RST/VPP（Pin9）：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG（Pin30）：地址锁存允许信号PSEN（Pin29）：外部存储器读选通信号EA/VPP（Pin31）：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32条）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8条引脚），共32根。P0口（Pin39Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0P0.7P1口（Pin01Pin08）：8位准双向I/O

6、口线，名称为P1.0P1.7 P2口（Pin21Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0P2.7 P3口（Pin10Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0P3.7STC89C52主要功能如表2-1所示。表2-1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS-51指令系统8K可反复擦写Flash ROM32个双向I/O口256*8bit内部RAM3个16位可编程定时/计数器中断时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能3.2 1602LCD字符型液晶显示模块是一种专

7、门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等型号。本次设计采用1602字符型液晶显示器，如图3.1所示为实物图，表3-1为其各引脚功能表。图3.1 1602LCD正面与反面主要参数与引脚功能1602LCD主要技术参数：显示容量:162个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA（5.0V）模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35（WH）mm表3-1 引脚功能说明编号符号引脚说明1VSS电源地7D0DATA I/O2VDD电源正极8D13VL对比度9D24RS数据/命令选择（H/L）10D35R/W读/写选择（H/L）11D4

8、6E使能信号12D515BLA背光源正极13D616BLK背光源负极14D73.3 矩阵键盘图3.2 矩阵键盘模块键盘接口必须具有的4个基本功能：（1）去抖动：每个按键在按下或松开时，都会产生短时间的抖动。抖动的持续时间与键的质量相关。所谓抖动是指在识别被按键是必顺避开抖动状态，只有处在稳定接通或稳定断开的状态才能保证识别正确无误。去抖问题可通过软件延时或硬件电路解决。（2）防串键：防串键是为了解决多个键同时按下或者前一按键没有释放又有新的按键按下时产生的问题。常用的方法有双键锁定和N键轮回两种方法。双键锁定，是当有两个或两个以上的按键按下时，只把最后释放的键当作有效键并产生相应的键码。N键轮

9、回，是当检测到有多个键被按下时，能根据发现它们的顺序依次产生相应键的键码。（3）被按键识别：如何识别被按键是接口解决的主要问题，一般可能过软硬结合的方法完成。常用的方法有行扫描法和线反转法两种。行扫描法的基本回想是，由程序对键盘逐行扫描，通过检测到的列输出状态来确定闭全键，为此，需要设置入口、输出口一个，该方法在微机系统中被广泛使用。线反转法的基本思想是通过行列颠倒两次扫描来识别闭合键，为些需要提供两个可编程的双向输入/输出端口。（4）键码产生：为了从键的行列坐标编码得到反映键功能的键码，一般在内在区中建立一个键盘编码表，通过查表获得被按键的键码。3.4 振荡电路单片机的时钟信号用来提供单片机内各种位操作的时间基准，时钟信号通常有两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振）或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。晶振通常选用6MHz、12MHz或者24MHz。本设计中采用的是12MHz。电容器C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用，电容值一般530pF。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，电路中使用较多。本文振荡方式如图3.3所示：图3.3 外部方式时钟电路3.5 复位电路当单片机的复位引脚RET出现5ms以上的高电平时，单