16音符多功能电子琴设计
摘 要本课题将在国内外现有的发展基础上，对目前市面上大多数电子琴系统产品的资料进行查阅后，制订了一系列适合于本课题的预期实现目标，并最终成功设计出一款电子琴控制系统，选用了中低端定位的微型处理器芯片STC89C51单片机来作为主控核心，并结合LCD1602液晶显示屏、无源蜂鸣器和AT24C02型EEPROM等一系列高性能元器件，设计出一款能够实现人工演奏和自动演奏等功能的电子琴系统。本课题考虑到为了实现较高的性价比参数，尽量选用了能够满足本课题需求的STC89C51单片机芯片，并对一些市面上常用的并且资料丰富的高性价比元器件进行了选购，经过了一系列的软硬件系统设计后，成功实现了一款工作性能稳定并且具有高性价比的电子琴系统，非常适合推向市面上进行推广。
目录
一、 引言 1
（一） 电子琴的发展背景 1
（二） 电子琴的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 电子琴的方案设计 3
（一） 音符输出方案设计 3
（二） 电子琴系统框架设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 电子琴主控电路设计 5
（二） 蜂鸣器音符输出电路设计 6
（三） 液晶屏显示电路设计 7
（四） 数据存储电路设计设计 8
（五） 电子琴键盘电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 电子琴的主程序流程设计 11
（二） 音符输出子程序设计 11
（三） 电子琴液晶屏驱动子程序流程设计 12
（四） 数据保存子程序设计 13
五、 安装与调试 16
（一） 仿真调试 16
（一） 硬件调试 17
总结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
电子琴的发展背景
在电子琴系统的发展背景中不可或缺的一个关键器件就是它的主控微处理器芯片，产品开发人员 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
往往对单片机、基于ARM内核的微处理器、DSP数字处理器或者FPGA等主控芯片较为青睐，选取出这些芯片中性价比较高、性能较为突出的一些型号，将其嵌入到电子琴系统的主控部分，通过性能流畅的程序代码施加控制，从而通过技术手段将这些芯片的最大功效得以发挥，对电子琴系统所要表现的各项功能得以表现，这也就是我们今天能够在市面上见到的大多数电子琴系统的样子。本课题将对一款通过STC89C51单片机芯片作为核心运算处理器的电子琴系统做详细的研究和设计，之所以在众多的常用微处理器芯片中选择STC89C51单片机芯片来作为主控是考虑到前人的研究基础以及现有阶段市场上大多数产品所表现出的优缺点等因素，本课题认为能够通过STC89C51单片机芯片的控制实现各项的预期课题目标，并且能够对一些电子琴系统常见的缺陷进行优化和避免，对目前市面上一些优秀的设计案例进行进一步的性能提升，同时这也是本课题提出的目的和意义。通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型电子琴系统到现如今的数字化或者称之为智能化电子琴系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，电子琴系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，最为常见的就是系统运行过程中的死机现象，所谓的死机现象就是指微处理器内部的程序代码出现跑飞现象，不能够按照程序设计员所规划的程序执行流程工作，一旦出现死机现象，系统是无法继续正常工作的，这种现象是从单片机系统出现到目前发展成熟的操作系统中都会出现的一个无法避免的现象，综合电子琴系统容易出现这些故障的原因，主要有两条重要原因，第一是主控微处理器芯片自身性能所限制的，无论是早期的低端微处理器芯片还是现在的32位或者64位微处理器，其内部的资源都非常有限，尤其是用于存放程序变量的RAM存储区域，这个区域的空间大小在很大程度上能够决定电子琴系统的复杂程度，如果在理想情况下这个区域能够被设计的足够大，那么电子琴系统就能够实现更为复杂的功能。第二个原因则是程序设计员自身的资质水平的原因，不当的内存操作将会引起各种各样的死机现象，所以程序设计员非常有必要考虑到这一点。本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C51单片机，实现一款电子琴系统。
电子琴的国内外发展现状
通过对市场上大多数的电子琴系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的电子琴系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的电子琴系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对电子琴系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是成功实现了一款具有多项智能功能的电子琴系统，经过了多项测试这款电子琴系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数电子琴系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在电子琴系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款电子琴系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，从而分别进行设计，最终将各个模块进行连接合并，实现总体功能的统一。
电子琴的方案设计
目录
一、 引言 1
（一） 电子琴的发展背景 1
（二） 电子琴的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 电子琴的方案设计 3
（一） 音符输出方案设计 3
（二） 电子琴系统框架设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 电子琴主控电路设计 5
（二） 蜂鸣器音符输出电路设计 6
（三） 液晶屏显示电路设计 7
（四） 数据存储电路设计设计 8
（五） 电子琴键盘电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 电子琴的主程序流程设计 11
（二） 音符输出子程序设计 11
（三） 电子琴液晶屏驱动子程序流程设计 12
（四） 数据保存子程序设计 13
五、 安装与调试 16
（一） 仿真调试 16
（一） 硬件调试 17
总结 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
附录四 程序 24
引言
电子琴的发展背景
在电子琴系统的发展背景中不可或缺的一个关键器件就是它的主控微处理器芯片，产品开发人员 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
往往对单片机、基于ARM内核的微处理器、DSP数字处理器或者FPGA等主控芯片较为青睐，选取出这些芯片中性价比较高、性能较为突出的一些型号，将其嵌入到电子琴系统的主控部分，通过性能流畅的程序代码施加控制，从而通过技术手段将这些芯片的最大功效得以发挥，对电子琴系统所要表现的各项功能得以表现，这也就是我们今天能够在市面上见到的大多数电子琴系统的样子。本课题将对一款通过STC89C51单片机芯片作为核心运算处理器的电子琴系统做详细的研究和设计，之所以在众多的常用微处理器芯片中选择STC89C51单片机芯片来作为主控是考虑到前人的研究基础以及现有阶段市场上大多数产品所表现出的优缺点等因素，本课题认为能够通过STC89C51单片机芯片的控制实现各项的预期课题目标，并且能够对一些电子琴系统常见的缺陷进行优化和避免，对目前市面上一些优秀的设计案例进行进一步的性能提升，同时这也是本课题提出的目的和意义。通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型电子琴系统到现如今的数字化或者称之为智能化电子琴系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，电子琴系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，最为常见的就是系统运行过程中的死机现象，所谓的死机现象就是指微处理器内部的程序代码出现跑飞现象，不能够按照程序设计员所规划的程序执行流程工作，一旦出现死机现象，系统是无法继续正常工作的，这种现象是从单片机系统出现到目前发展成熟的操作系统中都会出现的一个无法避免的现象，综合电子琴系统容易出现这些故障的原因，主要有两条重要原因，第一是主控微处理器芯片自身性能所限制的，无论是早期的低端微处理器芯片还是现在的32位或者64位微处理器，其内部的资源都非常有限，尤其是用于存放程序变量的RAM存储区域，这个区域的空间大小在很大程度上能够决定电子琴系统的复杂程度，如果在理想情况下这个区域能够被设计的足够大，那么电子琴系统就能够实现更为复杂的功能。第二个原因则是程序设计员自身的资质水平的原因，不当的内存操作将会引起各种各样的死机现象，所以程序设计员非常有必要考虑到这一点。本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C51单片机，实现一款电子琴系统。
电子琴的国内外发展现状
通过对市场上大多数的电子琴系统产品的发展现状来看，大多数高性能产品的核心技术都来自于国外进口，少部分的国内产品也能够实现较为高端的性能，与此同时国内技术在这段时间处于飞速发展的状态，国内外大多数的研发厂家和爱好者都越来越喜欢采用32位微处理器芯片来作为主控部分，并且选用性能更加强大的传感器来采集信号，从而实现性能更为强大的电子琴系统。根据前不久的一份调查报告显示，市面上的电子琴系统相关产品的研发成本和市场售价正在呈现出逐渐下降的趋势，而整体的性能正在不断上升，这对于使用者或者购买者来说是受益的。国内的相关研发团队表示，他们正在对电子琴系统的核心研发技术进行攻坚克难，在掌握越来越多的核心技术后，使得他们的研发成本不再受限于国外的专利权所限制，这就使得国内产品的竞争力越来越强。
本文主要研究内容
本课题的主要内容是成功实现了一款具有多项智能功能的电子琴系统，经过了多项测试这款电子琴系统表现出了非常高的稳定性和实用性，结合当前市面上的大多数电子琴系统产品来看，本文设计的这款系统具备了多项优秀特点，超出了大多数产品的平均性能，在设计方法方面本课题首先将这种控制系统的研发历史进行了详细的查阅，对一些优秀的功能设计方法进行总结并且将其应用到本课题中，随后在电子琴系统的发展现状基础上提出了本课题将要实现的预期功能指标。接着对这款电子琴系统的硬件电路和软件系统进行了详细的设计，将整个控制系统划分成多个功能模块，从而分别进行设计，最终将各个模块进行连接合并，实现总体功能的统一。
电子琴的方案设计
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzdq/301.html
