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长春工业大学
课程设计说明书
课程设计名称单片机原理课程设计(40346581)
专业电气工程及其自动化
班级 100308
学生姓名王佳俊
指导教师侯云海
2013年1月7日
课程设计任务书
课程设计题目:电子琴
起止日期: .7----
设计地点:单片机原理实验室
设计任务及日程安排:
着重提高学生在单片机应用方面的实践技能,树立严谨的科学作风,培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过单片机和硬件和软件设计、安装、调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
设计要求:
1) 根据应用系统的要求,初步掌握总体结构设计的方法和构思,从中选择一种最佳设计方案;
2) 根据应用系统结构规模的要求,掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程;
3) 根据任务要求和硬件设计要求,首先画出程序的总体流程图,然后进行各控制模块的程序设计;
4) 掌握如何应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程。
参考资料:
1.《单片机原理及应用》张毅刚等编,高等教育出版社,2004年1月。
2.《单片机原理课程设计》实验指导书,林志奇,校内印刷,2012年12月。
日程安排:
。
— 进行理论设计和形成设计报告。
— 进行实验和完成实验报告。
分组进行考核。
设计报告的总体要求:
每人独立完成设计内容,并提交一份课程设计报告。
报告内容包括:设计题目/设计要求/设计方案/硬件电路/软件流程图/程序/工作原理阐述/系统性能分析和心得体会等。
考核办法:
1) 出勤20%;
2) 实验结果30%;
3) 报告20%;
4) 答辩30%。
一、设计内容
(1)设计一个(4×4)的键盘,并将16个键设计成16个音;
(2)可弹奏想要表达的音乐;
(3)该电子琴包含1首示例音乐,接通电源可播放示例音乐。
二、设计要求:
1) 根据应用系统的要求,初步掌握总体结构设计的方法和构思,从中选择一种最佳设计方案;
2) 根据应用系统结构规模的要求,掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程;
3) 根据任务要求和硬件设计要求,首先画出程序的总体流程图,然后进行各控制模块的程序设计;
4) 掌握如何应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程
三、设计方案:
1 控制模块选择方案
方案一:用可控硅制作电子琴。将220V交流电经变压器降压,再经过整流、滤波,获得+。将单向可控硅SCR和电阻、电容组成驰张振荡器电路。但该设计方案制作成本高且复杂。
方案二: 采用AT89C51单片机进行控制,由于AT89C51兼容性比较好,在系统工作过程中修改程序十分容易,大大缩短了系统的开发周期,同时在系统工作过程中,能有效的保存数据信息,即使断电也不会丢失信息。使用方便,抗干扰性强。
鉴于上述对比与分析,本设计采用方案二
2 按键选择方案
传统电子琴可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低SO到高DO等11音。该设计有16个按钮矩阵,设计成16个音,可以实现音阶在低音4---高音5之间。比传统音阶范围大,弹奏效果好。
四、硬件总体方案及说明
51单片机P1口通过连接4*4的矩阵键盘,作为琴键键盘;;,通过执行相应的功能程序使电子琴发出不同音色的声音。
(一)芯片介绍:
在本次电子琴设计中,我们组成员单片机芯片选用了AT89C51芯片,而89C51系列的兼容性也比较好。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
P3口引脚
特殊功能
RXD(串行输入口)
TXD(串行输出口)
(外部中断0)
(外部中断1)
T0(定时器0外部输入)
T1(定时器1外部输入)
WR(外部数据存储器写选通)
RD(外部数据存储器读先通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
(二)硬件接线:
(1)利用P1口为按键接入口,形成4×4组成16个按键矩阵,设计成16个音,下图所示:
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
所对应的键码为:
(2),接一个喇叭。
(3)复位电路我们本来在方案选择的时候有两种选择的,上电复位和按扭复位,上电