单片机单片机控制电子琴论坛制作过程[1]

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摘要

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AT89S51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16个按键和扬声器。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。

关键词:单片机键盘扬声器电子琴

Abstract

Electronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboardinstruments It played an important role in modern music SCM has powerful control functions andflexible programming characteristics It has converged with modern people's l ives,become anirreplaceable part The main content is AT89S51 control of the core components,design of a electronicorgan SCM as a host to the core,with the keyboard,speaker and other core modules In the maincontrol module has 16 keys and a speaker The system is steady, its simple hardware circuits,software

资料内容仅供您学习参考如有不当或者侵权请联系改正或者删除。functions, rel iabi l ity of control system and high cost performance is its advantages It also has certainpractical and reference value

Key words :SCM keyboard speaker electronic organ

目 录

1引言1

2原理图2

21系统板硬件连线3

3主要芯片简介4

31 AT89S51简介4

31 1主要功能特性5

31 2引脚功能5

32LM386 6

321 LM386内部电路及特性7

322 LM386的引脚图8

4模块原理1 1

414X4行列式键盘识别1 1

41 1系统板上硬件连线设计12

41 2程序设计要求13

41 3键盘识别程序框图 13

42触摸式模块的实现原理15

431单片机产生音乐原理17

432音乐产生原理程序图 18

5 PCB电路板图20

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6汇编程序22

7结束语34

致谢32

参考文献33

1 引言

单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物,属第四代电子计算机,它具有高性能、 高速度、 体积小、 价格低廉、 稳定可靠、 应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。

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AT89S51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16个按键和扬声器。

本文主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析,并介绍了基于单片机电子琴统硬件组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶,最终可随意弹奏想要表示的音乐。而且本文分别从原理图,主要芯片,各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。

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,这样我们就能够利用不同的频率的组合,即可构成我们所想要的音乐了,当然对于单片机来产生不同的频率非常方便,我们能够利用单片机的定时/计数器T0来产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。

资料内容仅供您学习参考如有不当或者侵权请联系改正或者删除。2原理图

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图2-1 电子琴电路图

图2-2触摸式电器开关电路

2 1系统板硬件连线

系统板硬件连线如图2-1所示,发生模块,键盘模块,及触摸模块连接如下

1把”单片机系统”区域中的P1 0端口用导线连接到”音频放大模块”区域中的SPKIN端口上;

2把”单片机系统”区域中的P30P37端口用8芯排线连接到”4X4行列式键盘”区域中的C1 C4 R1R4端口上;

3把图2-2继电器的开关两端串联在单片机的工作电源上。

3主要芯片简介

3 1 AT89S51简介

AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可重复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、 非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

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AT89S51具有如下特点:40个引脚(引脚图如图3-1所示) ,4k Bytes Flash片内程序存储器, 128 bytes的随机存取数据存储器(RA M) ,32个外部双向输入/输出( I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。

另外,AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可经过软件设置省电模式。空闲模式下,CPU暂停工作,而RA M定时计数器,串行口,外中断系统可继续工作,掉电模式冻结振荡器而保存RA M的数据,停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、 TQFP和PLCC等三种封装形式,以适应不同产品的需求。

图3-1管脚图

3 1 1主要功能特性

兼容MCS-51指令系统 32个双向I/O口

2个16位可编程定时/计数器 全双工UART串行中断口线

2个外部中断源 中断唤醒省电模式

看门狗(WDT)电路 灵活的ISP字节和分页编程

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4k可重复擦写ISPFlashROM 45-55V工作电压

时钟频率0-33MHz 128x8bit内部RAM

低功耗空闲和省电模式 3级加密位

软件设置空闲和省电功能 双数据寄存器指针

3 1 2引脚功能

VCC(40) : 5V;

GND(20) :接地;

P0口(3932) :P0口为8位漏极开路双向I/O口,每引脚可吸收8个TTL门电流;

P1口( 1 8) :P1口是从内部提供上拉电阻器的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收和输出4个TTL门电流;

P2口(21 28) :P2口为内部上拉电阻器的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收和输出4个TTL门电流;

P3口( 10 17) :P3口是8个带内部上拉电阻器的双向I/O口,可接收和输出4个TTL门电流,P3口也可作为AT89 C 51的特殊功能口;

RST(9) :复位输入。当振荡器复位时,要保持RST引脚2个机器周期的高电平时间;

ALE/PROG(30) :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低位字节,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,它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的,要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过1个ALE脉冲;

PSEN(29) :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2次PSEN有效,但在访问外部数据存储器时,这2次有效的PSEN信号将不出现;

EA/VPP(31) :当EA保持低电平时,外部程序存储器地址为(0000HFFFFH)不论是否有内部程序存储器。 FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP) ;

XTAL 1( 19) :反向振荡器放大器的输入及内部时钟工作电路的输入;

XTAL2( 18) :来自反向振荡器的输出;

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3 2 LM386

LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、 电压增益可调整、 电源电压范围大、 外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。

3 2 1 LM386内部电路及特性

图3-2 LM386内部电路原理图

LM386内部电路原理图如图3-2所示。与通用型集成运放相类似,它是一个三级放大电路。

第一级为差分放大电路,T1和T3、 T2和T4分别构成复合管,作为差分放大电路的放大管;T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载;T3和T4信号从管的基极输入,从T2管的集电极输出,为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载,可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。

第二级为共射放大电路,T7为放大管,恒流源作有源负载,以增大放大倍数。

第三级中的T8和T9管复合成PNP型管,与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压,能够消除交越失真。

引脚2为反相输入端,引脚3为同相输入端。电路由单电源供电,故为OTL电路。输出端(引脚5)应外接输出电容后再接负载。