单片机的电子琴设计(附件)【字数：12936】
指导教师 朱节中 摘 要随着人们生活质量的不断提高和进步，音乐已然成为了越来越多人在放松时的不二选择，相信，虽然类型不同但是人人是都喜欢音乐的。在空闲的时间里听听音乐，那将会是一种享受。本篇论文是完成一个简易的电子琴，用到的是单片机。那么什么是电子琴呢，简单的来说就是现代的电子科技与传统的音乐组合起来，对于现代人来说也是比较新颖的一种键盘乐器。在当代音乐中它亦是不可或缺的一部分，单片机有许多厉害的地方，比如控制功能和可以多样化的实现编程，虽然不是什么必要品，但是其实在潜移默化中进入了人们的生活中，现代社会早已离不开了。控制器的选用主要是51系列单片机，用到的器件主要有矩阵键盘和LED数码管扬声器。这个系统将会制作很多的功能，比如显示输入的信息、播放出想要播放的声音等。一个系统在制作的时候一定要考虑诸多因素，这个系统有很多独特的优势，比如说运行的时候不会起伏不定，硬件电路不是那么的复杂，软件方面的功能也十分的齐全，价格相对来说比较的亲民，并且做出来后能够有一定的价值。
目 录
第一章 引言 1
1.1基于单片机的电子琴设计的意义 1
1.2国内外研究方向 1
1.3本系统主要研究内容 1
1.4研究的重点及难点 2
1.4.1研究重点 2
1.4.2研究难点 2
第二章 模块的设计方案 3
2.1主控模块设计方案讨论 3
2.2显示模块设计方案讨论 3
2.3按键模块设计方案讨论 4
2.4功率放大模块方案讨论 4
2.5系统整体设计概述 5
第三章 系统硬件电路方案 6
3.1主控模块 6
3.1.1AT89C51单片机的功能说明 6
3.1.2AT89C51单片机的中断系统 8
3.1.3单片机最小系统方案 8
3.2数码管模块原理及设计方案 9
3.2.1数码管原理主要内容 9
3.2.2数码管电路方案内容 9
3.3矩阵键盘设计方案 11< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
br /> 3.4功率放大模块设计 12
3.4.1LM386封装及功能特性 12
3.4.2LM386原理及结构 12
3.4.3LM386需要注意的事项 13
第四章 系统软件的设计 15
4.1音乐的相关介绍 15
4.2系统软件总流程和方案 15
4.3定时器生成音乐信号主要原理 16
4.4音乐的编码 17
4.5程序设计原理 18
第五章 系统硬件、软件的调试 19
5.1硬件方面调试 19
5.2软件方面调试 19
5.3调试的结果 19
第六章 系统整体结构及PROTEUS仿真 21
6.1系统整体原理结构图及PCB图 21
6.2PROTEUS介绍 22
6.3仿真电路图的绘制 22
6.4仿真电路测试 23
6.5仿真结果 24
6.6实物图展示 24
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录A 29
第一章 引言
1.1基于单片机的电子琴设计的意义
单片微型计算机在电子计算机中是第四代，是大规模的集成电路技术发展得到的产物，性能高、速度快、小体积、低廉的价格、稳定而又可靠、应用非常广泛是其具有的显著特点。传统的控制技术发生变革并且是从根本上变革是其应用导致的必然结果。因此，在高科技和工程领域的这项重大课题便是单片机的开发与应用。
电子琴是当代电子科技与音乐结合的成果，是一种新型的潮流的键盘乐器。这篇文章目的是为了设计一个不是那么复杂的电子琴，以单片机当做其主要控件。主要控制器件是单片机，并且还有键盘和扬声器之类的主要的控制模块，并且在主控模块上设有16个按键和扬声器。
这篇文章就单片机设计出简易电子琴得使用进行了分析，也对基于单片机电子琴统硬件组成进行了说明。使用单片机来产生不同的频率来获得预先想要的规模，并最终自由地播放想要播放的音乐。本文从原理图、主要芯片、模块原理和程序调试模块进行详细说明。该系统是一个简单的键盘设计，按下哪一个矩阵键盘就会显示出相对应的按钮的数字，并且扬声器将会传出相对应的声音。通过系统的设计，可以了解单片机的基本功能。对单片机的理解有一个小小的飞跃。
1.2国内外研究方向
自1990年以来，中国的电子琴市场已经越来越庞大了，人们对电子琴的认知也越来越多，不管是国内还是国外，大众对电子琴的关注度也是越来越高，为了提高产品的质量和竞争力，如今的电子琴不论是在生产，设计还是运用上都越发的成熟和先进。不仅在生活中电子琴的运用十分广泛，在教学方面，已然有着重大的意义，所涉及的原理也是十分值得学习的。
国外对电子琴的研究也是十分的重视，比如日本在对双排电子琴方面有着重要的推动和发展的作用，比如在学校内安排相关的课程内容，让学生接触更多的电子琴知识，又或是音乐学校的在电子琴演奏方面的指导等等。
国内外对电子琴这么重视也就意味着电子琴不仅在学术方面还是生活方面都有着值得研究的地方。
1.3本系统主要研究内容
这个系统的设计是为了制造一个可进行演奏的电子琴，是两种设计的综合应用。
1、硬件的选择，主芯片选择AT89C51单片机，数码管的选择，L功率放大器的选择等等。
2、软件的设计，主要是流程的设计，程序的设计这两个方面。
3、辨认出键盘矩阵。对矩阵进行扫描，按下哪个键就会显示出来。
4、发出各种不同频率的音符。用按键对键盘进行控制从而可以发出15中不同的声音。
5、设计出播放歌曲按键，按下按键后可以演奏出下载好的音乐。
1.4研究的重点及难点
1.4.1研究重点
从标题可以得知，单片机是在制作电子琴是最主要的方面，单片机的选择尤为重要，本次选用的是51系列单片机中的AT89C51单片机,研究的重点也主要放在单片机的选择和运用上。
目 录
第一章 引言 1
1.1基于单片机的电子琴设计的意义 1
1.2国内外研究方向 1
1.3本系统主要研究内容 1
1.4研究的重点及难点 2
1.4.1研究重点 2
1.4.2研究难点 2
第二章 模块的设计方案 3
2.1主控模块设计方案讨论 3
2.2显示模块设计方案讨论 3
2.3按键模块设计方案讨论 4
2.4功率放大模块方案讨论 4
2.5系统整体设计概述 5
第三章 系统硬件电路方案 6
3.1主控模块 6
3.1.1AT89C51单片机的功能说明 6
3.1.2AT89C51单片机的中断系统 8
3.1.3单片机最小系统方案 8
3.2数码管模块原理及设计方案 9
3.2.1数码管原理主要内容 9
3.2.2数码管电路方案内容 9
3.3矩阵键盘设计方案 11< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
br /> 3.4功率放大模块设计 12
3.4.1LM386封装及功能特性 12
3.4.2LM386原理及结构 12
3.4.3LM386需要注意的事项 13
第四章 系统软件的设计 15
4.1音乐的相关介绍 15
4.2系统软件总流程和方案 15
4.3定时器生成音乐信号主要原理 16
4.4音乐的编码 17
4.5程序设计原理 18
第五章 系统硬件、软件的调试 19
5.1硬件方面调试 19
5.2软件方面调试 19
5.3调试的结果 19
第六章 系统整体结构及PROTEUS仿真 21
6.1系统整体原理结构图及PCB图 21
6.2PROTEUS介绍 22
6.3仿真电路图的绘制 22
6.4仿真电路测试 23
6.5仿真结果 24
6.6实物图展示 24
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
附录A 29
第一章 引言
1.1基于单片机的电子琴设计的意义
单片微型计算机在电子计算机中是第四代，是大规模的集成电路技术发展得到的产物，性能高、速度快、小体积、低廉的价格、稳定而又可靠、应用非常广泛是其具有的显著特点。传统的控制技术发生变革并且是从根本上变革是其应用导致的必然结果。因此，在高科技和工程领域的这项重大课题便是单片机的开发与应用。
电子琴是当代电子科技与音乐结合的成果，是一种新型的潮流的键盘乐器。这篇文章目的是为了设计一个不是那么复杂的电子琴，以单片机当做其主要控件。主要控制器件是单片机，并且还有键盘和扬声器之类的主要的控制模块，并且在主控模块上设有16个按键和扬声器。
这篇文章就单片机设计出简易电子琴得使用进行了分析，也对基于单片机电子琴统硬件组成进行了说明。使用单片机来产生不同的频率来获得预先想要的规模，并最终自由地播放想要播放的音乐。本文从原理图、主要芯片、模块原理和程序调试模块进行详细说明。该系统是一个简单的键盘设计，按下哪一个矩阵键盘就会显示出相对应的按钮的数字，并且扬声器将会传出相对应的声音。通过系统的设计，可以了解单片机的基本功能。对单片机的理解有一个小小的飞跃。
1.2国内外研究方向
自1990年以来，中国的电子琴市场已经越来越庞大了，人们对电子琴的认知也越来越多，不管是国内还是国外，大众对电子琴的关注度也是越来越高，为了提高产品的质量和竞争力，如今的电子琴不论是在生产，设计还是运用上都越发的成熟和先进。不仅在生活中电子琴的运用十分广泛，在教学方面，已然有着重大的意义，所涉及的原理也是十分值得学习的。
国外对电子琴的研究也是十分的重视，比如日本在对双排电子琴方面有着重要的推动和发展的作用，比如在学校内安排相关的课程内容，让学生接触更多的电子琴知识，又或是音乐学校的在电子琴演奏方面的指导等等。
国内外对电子琴这么重视也就意味着电子琴不仅在学术方面还是生活方面都有着值得研究的地方。
1.3本系统主要研究内容
这个系统的设计是为了制造一个可进行演奏的电子琴，是两种设计的综合应用。
1、硬件的选择，主芯片选择AT89C51单片机，数码管的选择，L功率放大器的选择等等。
2、软件的设计，主要是流程的设计，程序的设计这两个方面。
3、辨认出键盘矩阵。对矩阵进行扫描，按下哪个键就会显示出来。
4、发出各种不同频率的音符。用按键对键盘进行控制从而可以发出15中不同的声音。
5、设计出播放歌曲按键，按下按键后可以演奏出下载好的音乐。
1.4研究的重点及难点
1.4.1研究重点
从标题可以得知，单片机是在制作电子琴是最主要的方面，单片机的选择尤为重要，本次选用的是51系列单片机中的AT89C51单片机,研究的重点也主要放在单片机的选择和运用上。
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