单片机课程设计简易电子琴Word下载.docx

1、a.利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八键，能够发出8个不同的音符。b.并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发出另一音符的声音。c.使用LED数码管显示8个不同的音调。d.如果在一个按下的键发声的同时有另一键被按下，前面键的发音停止，转到后按的键的发音。e.增加变调钮“UP1”,“UP2”,“DN1”,“DN2”,在按下“08”音符时，变调键，产生相应的变调，使用LED数码管显示变调情况。f.其它功能二、设计的基本方案及步骤（1）方案该课题主要由软件及其硬件两个基本部分共同完成。硬件主要部分：4x4矩阵式键盘（主要用于音符的输入以及变调的键值输入，其与单片机的

2、P0口连接）. MCS51-AT89单片机芯片. 两位LED数码管显示器.以及一些基本外围电路。软件主要部分：运用c语言进行相应的编程，其主要包括控制按键扫描程序，发声主程序，以及显示程序。图1 电路设计总体框图 （2）步骤在程序中根据相应的音符只做一个频率表，当单片机检测到键值的时候，主程序将自动调用表格中的程序，发出相应的信号驱动扬声器发声，同时LED数码管显示其键值（音调）。本设计的题目包括，按键程序，主程序等几个部分组成。图2 简易电子琴设计流程图三. 硬件电路设计及描述图3 简易电子琴设计电路1、4x4矩阵键盘控制模块图4 4x4矩阵键盘模块图矩阵式键盘的按键识别方法：行扫描法 行扫

3、描法又称为逐行（或列）扫描查询法，是一种最常用的按键识别方法，如上图所示键盘，介绍过程如下。a.判断键盘中有无键按下 将全部行线置低电平，然后检测列线的状态。只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平线与4根行线相交叉的4个按键之中。若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。b.判断闭合键所在的位置 在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。图5 按键运行框图2. 发声

4、模块图6 扬声器与单片机的连接方式图扬声器连接在P3.0/RXD口，当有键盘按下时候，单片机会通过程序调用相应键值，由P3.0/RXD输出对应的频率信号，从而驱动扬声器发声。图7 扬声器运行图3. 显示模块图8 2位LED数码管与单片机的连接图图16中1、2是公共端，控制位码，控制那个数码管亮（左右），如果是共阴的则接低电平，若为供阳的则相反。，a-g、dp是控制断码，控制9个二极管的亮暗，可以直接接51的输出口（P0要加上拉电阻），如果是共阴的则接高电平来使数码管亮，若为供阳的则相反。用8位码控制，用16进制表示！二极管从最上面顺时针分别为a,b,c,d,e,f中间横线为g，点为dp。4、设

5、计的核心部件及其外围基本电路图9 设计的核心部件及其外围基本电路AT89C51简介本次简易电子琴设计系统以AT89C51 单片机为核心，融合常见电路模块：查询式键盘接口电路模块和喇叭驱动电路模块。AT89C51 单片机内部除CPU 外，还包括128 字节RAM，21 个SFR，4 个8 位并行I O 口，1 个全双工串行口，2 个16 位定时 计数器， 片内集成4K字节ROM，具有低功耗、速度快等优点，完全满足本系统设计需要，而且所用器件都具有通用性。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only

6、Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列VCC：供电电压、GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门

7、电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其

8、管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也

9、可作为AT89C51的一些特殊功能口，口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉

10、冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX、MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0

11、000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。四、软件设计思想及流程图10 简易电子琴设计流程图六、调试过程及调试方法 由于本次设计并没有进行实际硬件的实做，所以我们本次对硬件的调试过程仅仅局限于电路图的修改调试。最开始显示器不能显示，于是我们就进行源代码的检查，最后得到了想要的结果。图11 简易电子琴调试之后运行图七、课程设计体会 在过去的

12、一周里，我们进行了单片机课程设计。首先我们查阅电子琴的相关资料，熟悉了解一般电子琴的工作原理。在对于电子琴有了基本的了解之后，我们开始了我们基于单片机的简易电子琴的总体方案设计。如何发出不同频率的声音？键盘用什么实现？需要用/，/转换吗？如果需要，该如何连接芯片？能做出电子琴音色调控装置吗？如何改变电子琴的音色？ I/O口该如何扩展？能够控制电子琴声音的强弱吗？一系列的问题堆在我们面前，亟待解决。由于单片机这门课应用性特别强，需要多动手去实践才能切实地学好，而我们平时太缺少这样的实践机会，因此对于单片机的很多问题仍然是一知半解。面对这么多问题，一个接一个，我们一开始都很泄气。但是，当生活不允许

13、你说不的时候，你是没有选择的。有句话说的好，一个人的潜能往往在绝境中才会释放出来。我们就处于这样的境地，所以也就不得不拼命开始看单片机的相关资料。但是我们想过各种各样的办法，但都存在问题，程序无法实现预期的功能。显示器不会显示、发生器发出不了声音等等。于是我们就慢慢的理清思路重新设计，终于我找到了方法，做成了这次课程设计。在次，我感谢老师们为我们安排的课程设计，通过这次课程设计我们把理论与实践结合起来，使我们对单片机的理解更加深入。八、参考文献1. 吴亦锋，陈德为，冯维杰，曹双贵，许艳，单片机原理与接口技术。北京：电子工业出版社，2010.112. 周向红. 51单片机课程设计 武汉：华中科技

14、大学出版社，2011.附录BUFF EQU 30Hhimilow EQU 7FHSTH0 EQU 31HSTL0 EQU 32HTEMP EQU 33H ORG 00H LJMP START ORG 0BH LJMP INT_T0START: MOV TMOD,#01H ;设置T0工作方式 SETB ET0 SETB EA ;启动T0MAIN: MOV P1,#0FFH ;P1全置1 CLR P1.4 ;开始扫描第一行 MOV A,P1 ANL A,#0FH ;屏蔽高四位 XRL A,#0FH ;低位 有”0”则有键按下，否则无 JZ KKEY1 ;判断有无键按下，有则继续，没有则转移到KKE

15、Y1 LCALL DELY10MS ;调用延时程序 MOV A,P1 ;重新开始判断有无键按下 ANL A,#0FH XRL A,#0FH JZ KKEY1求键值 CJNE A,#0EH,CKK1 ;相等说明该行第一列有键按下，不等则转移 MOV BUFF,#0 ;该键值为0 LJMP NDK1 ;跳到NDK1执行相应的功能程序CKK1: CJNE A,#0DH,KK2 ;相等说明该行第二列有键按下，不等则转移 MOV BUFF,#1 ;该键值为1 LJMP NDK1 ;KK2: CJNE A,#0BH,KK3 ;相等说明该行第三列有键按下，不等则转移 MOV BUFF,#2 ;该键值为2KK

16、3: CJNE A,#07H,KK4 ;相等说明该行第四列有键按下，不等则转移 MOV BUFF,#3 ;KK4: NOPNDK1: LCALL DISP LCALL DISP1 LCALL DISP LCALL DISP1 LCALL DISP MOV A,BUFF MOV A,BUFF MOV B,#2 MUL AB ;因为查表里都是字，所以乘2的查表数据 MOV TEMP,A MOV DPTR,#TABLE1 ;指向表头 MOVC A,A+DPTR MOV STH0,A MOV TH0,A ;将数据高位送TH0 INC TEMP MOV A,TEMP MOV STL0,A MOV TL0

17、,A ;将数据低位送TH0 SETB TR0 ;启动定时器T0NDK1A: JNZ NDK1A CLR TR0 ;关闭定时器T0 CPL P2.1KKEY1: MOV P1,#0FFH ;开始扫描第二行 CLR P1.5 JZ KKEY2 LCALL DELY10MS ; 延时10ms CJNE A,#0EH,KK5 MOV BUFF,#4 LJMP NDK2KK5: CJNE A,#0DH,KK6 ;K5键按下 MOV BUFF,#5KK6: CJNE A,#0BH,KK7 ;K6键按下 MOV BUFF,#6KK7: CJNE A,#07H,KK8 ;K7键按下 MOV BUFF,#7KK

18、8: NOP ;K8键按下NDK2: MOV A,BUFF MUL AB MOV TEMP,A MOV DPTR,#TABLE1 MOV TH0,A MOV TL0,A SETB TR0NDK2A: JNZ NDK2A CLR TR0 CPL P2.1KKEY2: MOV P1,#0FFH ;开始扫描第三行 CLR P1.6 JZ KKEY3 LCALL DELY10MS CJNE A,#0EH,KK9 MOV BUFF,#8 LJMP NDK3KK9: CJNE A,#0DH,KK10 MOV BUFF,#9KK10: CJNE A,#0BH,KK11 MOV BUFF,#10KK11: C

19、JNE A,#07H,KK12 MOV BUFF,#11KK12:NDK3: LCALL DISP1 LCALL DISP MOV A,BUFF MOV B,#2 MUL AB MOV TEMP,A MOV DPTR,#TABLE1 MOVC A,A+DPTR MOV STH0,A MOV TH0,A INC TEMP MOV A,TEMP MOV STL0,A MOV TL0,A SETB TR0NDK3A: ANL A,#0FH XRL A,#0FH JNZ NDK3A CLR TR0 KKEY3: MOV P1,#0FFH ;开始扫描第四行 CLR P1.7 MOV A,P1 ANL A

20、,#0FH JZ KKEY4 LCALL DELY10MS CJNE A,#0EH,KK13 MOV BUFF,#12 LJMP NDK4KK13: CJNE A,#0DH,KK14 MOV BUFF,#13KK14: CJNE A,#0BH,KK15 MOV BUFF,#14KK15: CJNE A,#07H,KK16 MOV BUFF,#15KK16:NDK4: LCALL DISP1 LCALL DISP1 LCALL DISP MOV TH0,A MOV A,TEMP MOV TL0,A SETB TR0NDK4A: JNZ NDK4A CLR TR0 CPL P2.1KKEY4: L

21、JMP MAIN DELY10MS: MOV R6,#10D10: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D10 RETDELY1S: MOV R3,#04HLOOP3: MOV R2,#0FAHLOOP2: MOV R1,#0F9H LOOP1: DJNZ R1,LOOP1 DJNZ R2,LOOP2 DJNZ R3,LOOP3 RETDELY1MS: MOV R1,#0FFHDL0: DJNZ R1,DL0INT_T0: MOV TH0,STH0 MOV TL0,STL0 CPL P3.0 RETIDISP: MOV P2,#01H MOV DPTR,#HiLowTable MOV P0,A LCALL DELY1MS MOV P2,#02H MOV DPTR,#TABLE MOV P0,A DISP1: MOV P2,#01H MOVC A,A