文档介绍：湄洲湾职业技术学院
显示电子琴说明书
系别: 自动化工程系
年级: 10级专业: 电气自动化
姓名: 陈秋梅学号:1001020208
导师姓名: 李志杰职称: 讲师
2013年 5月27日
目录
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3. 系统设计 3
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参考文献 9
致谢语 10
附录1 系统总原理图 11
附录2 程序及元件清单 12

随着社会的发展进步,音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分,有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲,作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。我们对于电子琴如何实现其功能,如音色选择、自动放音功能等等也很好奇。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色,单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用STC89C51单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有12个按键和一个扬声器。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,具有一定的实用和参考价值。

2. 系统设计技术参数要求
(1).手动复位
(2).声音提示
(3).数码显示
(4).单片机工作于12MHZ时钟频率
(5).节省单片机的IO口,用矩阵按键来实施按键控制和弹奏。

3. 系统设计

硬件设计的任务是根据总体设计要求,在选择的机型的基础上,具体确定系统中所要使用的元器件,设计出系统的原理框图、电路原理图。该程序设计思路比较清晰既从开始到声明变量与函数再到读取按钮开关,判断是否按下,然后就是一个一个按钮的动作。
该设计要实现一种由单片机控制的电子琴,单片机工作于12MHZ时钟频率,使用其定时/计数器T0,工作模式为1,改变计数值TH0和TL0可以产生不同频率的脉冲信号。该设计具有8个音节的键盘,用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏,音乐发生器会根据用户的弹奏,通过扬声器将音乐播放出来。由于本例实现的音乐发生器是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的,所以节拍由用户掌握,不由程序控制。用单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐,因为它没有足够的驱动能力,这就需要功率放大电路。
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按键
音频功放电路
单片机STC89C51
扬声器
LED显示电路

图3-1 系统结构图

STC89C51模块电路原理图
单片机主程序模块通过对键盘扫描程序信号的读取,在通过对应的表,取出数码管显示编码和定时器初始值以产生不同的声音信号。在这一过程中,对数码管编码是直接赋值,对声音信号则是通过中断程序进行控制。
图3-2 STC89C51模块电路原理图

对键盘扫描电路的扫描方式有行扫描法和线反转法,在此次程序编写中,采用行扫描法,通过在p30~p33上循环送出0扫描信号,p34~p37输入按键上的高低电平信息给单片机,经处理程序,判断出是哪个按键按下,并送主程序以实现不同功能。
图3-3 键盘扫描模块电路原理图

数码管显示模块核心是共阳级数码管,通过来自单片机I/O口的电平高低来点亮和熄灭数码管上的发光二极管,通过单片机送来的数码管显示编码可以在数码管上显示数字和字符,使应用人员可以很容易的理解按键按下所对应的音符。
图3-4数码管显示模块电路原理图

由于单片机驱动能力不够,在处理音符信号时,需加功率放大装置,所以本设计采用双9013三极管驱动。
图3-5 音频处理模块电路原理图

喇叭与9013(或8050)集电极之间的接一100欧姆电阻

(1)本设计关键是要实现一种由单片机控制的简单音乐发生器,它由8个音节组成的的键盘,用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏,音乐发生器会根据用户的弹奏,通过扬声器将音乐播放出来。
(2)乐音听起来有的高,有的低,这就叫音