简易电子琴.doc

课程设计报告书
课程名称： 单片机原理及应用技术
课题名称： 简易电子琴
专 业：
班 级：
学 号：
姓 名：
成 绩：
2009年6 月17日
设 计 任 务 书
一、设计任务
1、功能及技术指标要求：
设计一简易电子琴，按下不同按键，能够发出不同的声音。
2.设计内容：
通过每个按键的控制使单片机系统输出不同频率的脉冲，经过扬声器发出不同频率音调。
硬件设计：SD接单片机系统某一口线（如P1.0），利用P1.0输出不同频率的脉冲通过扬声器发出不同频率音调。
软件实现：根据功能需求与电路结构编写程序，然后将该程序编译与链接，以生成*.HEX文件。通过程序编译器写入单片机，调试运行。
二、设计方案及工作原理
原理
1.音乐产生原理及硬件设计
由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来苞生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来苞生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。本次设计中单片机晶振为12MHZ，那么定时器的计数周期为1MHZ，假如选择工作方式1，那T值便为T=216--5﹡105/相应的频率，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示：
按键
音阶
参数
S1
中音do
108
S2
中音re
102
S3
中音mi
91
S4
中音fa
86
S5
中音so
77
S6
中音la
68
S7
中音xi
61
S8
高音do
57

目 录
第一章、 系统设计要求和解决方案
第二章、 硬件实现
第三章、 软件实现
第四章、 实现的功能
第五章、 缺点及可能的解决方法
第六章、 心得体会
附录一、参考文献
附录二、硬件原理图
附录三、程序流程图

第一章 系统设计要求和解决方案
系统功能介绍
利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出8个不同的音调，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另一音调的声音。
具体过程：当系统扫描到键盘上有键子被按下，则快速检测出是那一个键子，然后单片机的定时器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音。
设计要求：
1. 根据课题的设计内容，正确设计电路原理图。
2 . 合理排布电路元器件，正确焊接硬件电路板。
3. 正确设计程序流程图，正确编写软件程序，设计的软件程序能够在调试好的硬件电路上正常运行。
4. 写出相应的程序，得到相应的结果。
第二章 硬件实现
1 电路框图
硬件电路由键盘电路、8051单片机、8255扩展电路和扬声器发声电路组
具体框图见图2-1。
图2-1 硬件电路框图
主要元器件介绍
89CS51:
89C51单片机管脚图
89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。89C2051是一种带2K字节闪烁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傲除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制异技术制异，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89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。89C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。
1．主要特性：
与MCS-51 兼容
4K字节可编程闪烁存储器
寿命：1000写/擦循环
数据保留时间：10年
全静态工作：0Hz-24Hz
三级程序存储器锁定
128*8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
2．管脚说明：
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门电流。当P1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仆夫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口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
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（0000H-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。
3．振荡器特性：
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
4．芯片擦除：
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来玩成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
5.结构特点：
8位CPU；
片内振荡器和时钟电路；
32根I/O线；
外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K；
2个16位的定时器/计数器；
5个中断源，两个中断优先级；
全双工串行口；
布而处理器；
第三章 软件实现
/*ch9-1.c-简易电子琴实验*/
#include //包含reg51.h文件
Sbit speaker=P1^0; //声明喇叭位置
Unsigned char keys; //声明变量
/*声明音阶数组-- Do Re Mi Fa So La Si Do# */
unsigned char tone[]={108102918677686157};
void sound(unsigned char); //声明发声函数
void delay8us(unsigned char); //声明延迟函数
//====主程序==================================================
main() //主程序开始
{P2=0xff; //将Port2规划成输入口
while(1) //while循环
{ keys=~P2; //读取按钮
switch(keys) //判断
{ case 0x01:sound(0);break; //按下S1 发 Do 音
case 0x02:sound(1);break; //按下S2，发 Re 音
case 0x04:sound(2);break; //按下S3，发 Mi 音
case 0x08:sound(3);break; //按下S4，发 Fa 音
case 0x10:sound(4);break; //按下S5，发 So 音
case 0x20:sound(5);break; //按下S6，发 La 音 case 0x40:sound(6);break; //按下S7，发 Si 音
case 0x80:sound(7);break; //按下S8，发 Do#音
}
} //while循环结束
} //主程序结束
//====发声函数============================================
void sound(unsigned char x) //发声函数开始
{char i; //声明变量
for(i=0;i

详细内容见附件

很好很强大，正好对我这次的课程设计很有帮助 谢谢啦

楼主贴出来的实验和下的文档不是一个程序啊。。。能否给一下实验的电路图参考？谢谢

楼主贴出来的实验和下的文档不是一个程序啊。。。能否给一下实验的电路图参考？谢谢

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