畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）簡易電子琴設(shè)計(jì)教 學(xué) 系： 信息工程系 指導(dǎo)教師： xxx xxx 專業(yè)班級(jí)： 電信xxxx 學(xué)生姓名： xxx xxx 2011年六月畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目簡易電子琴設(shè)計(jì)1．目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品在人們的日常生活中占據(jù)著越來越重要的地位電子琴作為其中的一個(gè)典型代表，引領(lǐng)著許多孩子進(jìn)入音樂的殿堂因此，我們選擇了簡易電子琴這個(gè)題目來制作，因?yàn)樗粌H能夠提高我的實(shí)踐動(dòng)手能力，還與實(shí)際生活有著緊密地聯(lián)系單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，而此次課程設(shè)計(jì)依據(jù)的理論基礎(chǔ)是單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)其主要目的是通過本課程的培養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，進(jìn)一步理解數(shù)字系統(tǒng)的概念，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的組裝和調(diào)試技術(shù)，裝握查閱有關(guān)資料的技能單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。

單片機(jī)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用，世界上許多集成電路生產(chǎn)廠家相繼推出了各種類型的單片機(jī)，在單片機(jī)家族的眾多成員中，MCS-51系列單片機(jī)以其優(yōu)越的性能、成熟的技術(shù)及高可靠性和高性價(jià)比，迅速占領(lǐng)了工業(yè)測控和自動(dòng)化工程應(yīng)用的主要市場，成為國內(nèi)單片機(jī)領(lǐng)域中的主流它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用PC）的主要區(qū)別隨著科技的不斷進(jìn)步，單片機(jī)技術(shù)也有新的發(fā)展方向如嵌入式單片機(jī)和嵌入式Internet 技術(shù)Machz單芯片 pc是嵌入式單片機(jī)的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，是微電子技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物它的內(nèi)核為帶浮點(diǎn)單元的 486處理器，集成了 Pentium 的 I/O設(shè)備：南橋、北橋、PCI、ISA、USB、EIDS 接口以及1SUPER-I/O 接口嵌入式Internet”并非一般意義上的“嵌入式循控制囂”概念，而是后 pc 時(shí)代信息技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物前幾部分介紹的嵌入式MCU，已經(jīng)在工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域和家庭都得到了十分廣泛的應(yīng)用但大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)尚處于單獨(dú)應(yīng)用階段如果將這些互相獨(dú)立的分散的嵌入式系統(tǒng)再連接到 Internet 上，就可方便地、低廉地將信息傳送到幾乎世界的任何地方一一這就是嵌入式 Internet。

AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止8 位微控制器 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash AT89S52可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。

不過，這種電腦，通常是指個(gè)人計(jì)算機(jī)，簡稱PC機(jī)它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成還有一類計(jì)算機(jī)，大多數(shù)人卻不怎么熟悉這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）顧名思義，這種計(jì)算機(jī)的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進(jìn)行簡單運(yùn)算和控制因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里它在整個(gè)裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個(gè)裝置就癱瘓了現(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等各種產(chǎn)品一旦用上了單片機(jī)，就能起到使產(chǎn)品升級(jí)換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞——“智能型”，如智能型洗衣機(jī)等現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機(jī)或其它可編程邏輯器件上總之，單片機(jī)技術(shù)經(jīng)歷了這些年的發(fā)展有了很大的進(jìn)步和提高.隨著科技的進(jìn)步.我們有理由相信單片機(jī)技術(shù)一定有更美好的未來2．基本內(nèi)容和技術(shù)方案：用一個(gè)單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一簡易電子琴，按下不同按鍵，能夠發(fā)出不同的聲音通過每個(gè)按鍵的控制使單片機(jī)系統(tǒng)輸出不同頻率的脈沖，經(jīng)過揚(yáng)聲器發(fā)出不同頻率音調(diào)，且能播放多首歌曲。

1.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 本控制器以單片機(jī)系統(tǒng)為核心，設(shè)計(jì)能滿足上述目標(biāo)的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，工作模式為1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)該設(shè)計(jì)具有11個(gè)音節(jié)的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過揚(yáng)聲器將音樂播放出來由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器并不能產(chǎn)生所要實(shí)現(xiàn)的音樂，因?yàn)樗鼪]有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，這就需要音頻功率放大電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本次課程設(shè)計(jì)的顯示電路采用LED數(shù)碼管顯示，LED（Light-Emitting Diode）是一種外加電壓從而流過電流并發(fā)出可見光的器件LED是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻LED有單個(gè)LED和八段LED之分，也有共陰和共陽兩種常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示發(fā)光二極管的陽極連在一起的稱為共陽極顯示器(如圖b所示)，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器(如圖c所示)1位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管a~g控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡單，使用方便。

此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼才能顯示出正確的數(shù)字來 （a）外形 （b）共陽極 (C)共陰極單片機(jī)主程序模塊通過對鍵盤掃描程序信號(hào)的讀取，在通過對應(yīng)的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時(shí)器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號(hào)在這一過程中，對數(shù)碼管編碼是直接賦值，對聲音信號(hào)則是通過中斷程序進(jìn)行控制數(shù)碼管顯示模塊核心是共陽級(jí)數(shù)碼管，通過來自單片機(jī)I/O口的電平高低來點(diǎn)亮和熄滅數(shù)碼管上的發(fā)光二極管，通過單片機(jī)送來的數(shù)碼管顯示編碼可以在數(shù)碼管上顯示數(shù)字和字符，使應(yīng)用人員可以很容易的理解按鍵按下所對應(yīng)的音符數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖由于單片機(jī)驅(qū)動(dòng)能力不夠，在處理音符信號(hào)時(shí)，需加功率放大裝置，因LM386芯片具有低功耗、高增益的特點(diǎn)，這合適單片機(jī)低功耗輸出，所以加裝LM386音頻信號(hào)放大器對信號(hào)進(jìn)行放大2.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)編寫實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的源程序，進(jìn)行仿真調(diào)試，并進(jìn)行編譯與固化了解音樂的一些基本知識(shí)后可知，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂，對于單片機(jī)而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時(shí)/計(jì)數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號(hào)，因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)的關(guān)系。

在本實(shí)驗(yàn)中，單片機(jī)工作于12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，工作模式為1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)，在此情況下，C調(diào)的各音符頻率與計(jì)數(shù)值T的對照如下表：音符頻率（HZ）計(jì)數(shù)值（T值）音符頻率（HZ）計(jì)數(shù)值（T值）低1DO26263628#4FA#74064860#1DO#27763737中5SO78464898低2RE29463835#5SO#83194934#2RE#31163928中6LA88064968低3MI33064021#6LA#93264994低4FA34964103中7SI96865030#4FA#37064185低1DO104665058低SO39264260#1DO#110965085#5SO#41564331高2RE117565110低6LA44064400#2RE#124565134#6LA#46664463高3MI131865157低7SI49464524高4FA139765178中1DO52364580#4FA#149065198#1DO#55464633高5SO156865217中2RE58764633#5SO#166165235#2RE#62264884高6LA176065252中3MI65964732#6LA#186565268中4FA69864820高7SI196765283音符頻率與計(jì)數(shù)值T的對照表T的值決定了TH0和TL0的值，其關(guān)系為：TH0=T/256，TL0=T%256該程序設(shè)計(jì)思路比較清晰既從開始到聲明變量與函數(shù)再到讀取按鈕開關(guān)，判斷是否按下，然后就是一個(gè)一個(gè)按鈕的動(dòng)作。

其主程序如下：主程序框圖3．進(jìn)度安排：4．指導(dǎo)老師意見：指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：1. 開題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫，在畢業(yè)設(shè)計(jì)開始后三周內(nèi)完成；2．設(shè)計(jì)的目的及意義至少800字，基本內(nèi)容和技術(shù)方案至少400字；3．指導(dǎo)教師意見應(yīng)從選題的理論或?qū)嶋H價(jià)值出發(fā)，闡述學(xué)生利用的知識(shí)、原理、建立的模型正確與否、學(xué)生的論證充分否、學(xué)生能否完成課題，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)鄭 重 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)本人簽名： 日期： 目 錄【摘要】 21 緒論 41.1 電子琴設(shè)計(jì)的背景意義 41.2 電子琴設(shè)計(jì)的目標(biāo) 41.3方案比較以及選擇 42硬件設(shè)計(jì)及說明 52.1系統(tǒng)組成及總體框圖 52.2元件簡介 52.21 AT89S52 52.22 LM386 72.23 LED數(shù)碼管 92.3 各功能模塊原理圖 102.31 AT89S52模塊電路原理圖 10。