物理与信息工程系
课 程 设 计 报 告
课程名称 专 业 综 合
课题名称 简易电子琴设计
专 业 电子信息科学与技术 年 班 级 08级电科二班 学 号 08417206 08417248 姓 名 梁仁 刘湘泉 指导教师 谢莉
2011年 5月 20 日
目 录
1、设计任务................................................................. .........................1 1.1 设计目的................................................. ...................................... 1 1.2设计指标及要求...................................... ...................................... 1 2、设计思路与总体框图............................. ....................... . ....................2
2．1 电子琴系统的设计思想. ................... . ...........................................2 2.2软件总体方案及设计流程. . ................... . ...........................................3 2.3总体框架....................................... ..................................... ........... ..4
2.3.1、程序简易流程图........................................ .........................................4 2.3.2、弹奏程序流程图....................................... ......................................5
3、系统硬件电路的设计……………………...............………………………….6 3.1、芯片介绍....................................... ..................................... ........... .6
3.2、硬件接图....................................... ..................................... ...........7
3.3音频放大电路设计....................................... .........................................7 3.4复位电路设计....................................... ..............................................8 3.5电路设计图....................................... ..................................................9
4、系统设计仿真…………………………...............………………………………..10
注：提供系统仿真软件和源程序
5、总结与体会…………………………...............…………………………….18 6、参考文献………………………………...............…………………………18
1、设计任务
1.1设计目的
（1）掌握MCS-51单片机定时器、计数器及中断的综合应用；
（2）掌握单片机演奏音乐的原理和编程方法；
（3）能够对电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。
1.2设计指标及有求
指标：
（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。
要求：
（1）按设计指标进行电路设计;
（2）列出音阶与单片机定时器输出频率关系表格; （3）制作符合设计指标的硬件电路。
2、设计思路与总体框图
2．1 电子琴系统的设计思想
关于声音的处理，第一种方法是使用汇编语言，利用定时器来控制频率，而每个音符的符号只是存在我自己定义的表中。音符的频率是通过查表得到的（见表2-1）。
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：
表2-1
音符 中 1 DO 中 2 RE 中 3 M 中 4 FA 中 5 SO 中 6 LA 中 7 SI 频率（HZ） 523 587 659 698 784 880 988 简谱码（T值） 64580 64684 64777 64820 64898 64968 65030 采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据：TABLE DB 64580，64684，64777，64820，64898，64968，65030
此外，结束符和体止符可以分别用代码00H和FFH来表示，若查表结果为00H，则表示曲子终了，若查表结果为FFH，则产生相应的停顿效果。
关于声音的处理，第二种方法是使用一个8位的二进制数来作为音符，高位的前两位用来判断音符是高音低音还是中音，后面六位判断的是Do还是Xi等音
符。设D7D6=01为低音区，D7D6=10为中音区，D7D6=11为高音。此方法与第一种方法比较起来较简单，所以在该系统的音符设计中采用的就是第二种方法。
2.2软件总体方案及设计流程
（1）键盘扫描程序：
检测是否有键按下，有键按下则记录按下键的键值，并跳转至功能转移程序；无键按下，则返回键盘扫描程序继续检测 （2）功能转移程序：
对检测到得按键值进行判断，是琴键则跳转至琴键处理程序，是功能键则跳转至相应的功能程序，我们设计的功能程序有两种，即音色调节功能和自动播放乐曲功能
（3）琴键处理程序：
根据检测到得按键值，查询音律表，给计时器赋值，使发出相应频率的声音 （4）自动播放歌曲程序：
检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序，电子琴会自动播放事先已经存放好的歌曲，歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序，继续等待是否有键按下。
按键 单片机AT89S52 音频功放电路 `扬声器
系统结构图