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1、專業(yè)班級： 孫越崎09-1班 組 長： 蔡 凱 學(xué)號04091699 組 員： 張 雪 學(xué)號03091109 組 員: 姜子健 學(xué)號03091023 鑒于單片機強大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性，本設(shè)計以AT89S52單片機為核心控制元件，設(shè)計一個由4 X 4組成16個按鍵矩陣，構(gòu)成16個音階，可以隨意彈奏想要表達的音樂的多音階電子琴。 目錄：1、首先將介紹基于單片機電子琴統(tǒng)硬件組成。2、分析電路原理圖3、元器件作用的簡單介紹4、軟件設(shè)計5、硬件及軟件的調(diào)試6、總結(jié) 多音階電子琴的主要電路主要由4 X 4按鍵矩陣電路、功率放大電路、揚聲器、復(fù)位電路、晶振電路、電源電路幾部分組成。單片機的P1.
2、0端口的輸出做音頻放大電路的輸入，P3.0P3.7端口分別做4 X 4按鍵矩陣電路的行掃描和列掃描。AT89S51 是一個低功耗，高性能CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4kB的可擦 除的Flash ROM，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51 指令系統(tǒng)及 80C51引腳結(jié)構(gòu)，功能強大的微型計算AT89S51 可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 AT89S51 具有如下特點：40 個引腳，4kB Flash 片內(nèi)程序存儲器，128B的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器,32個外部I/O口,5個中斷優(yōu)先級,2 層中斷嵌套中斷，2 個16 位可編程定時計數(shù)器,2 個全雙工串行通信口,片內(nèi)時鐘振蕩器。 VCC：供電
3、電壓 GND：接地 P0 口： P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH 編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口管腳寫入1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗時，P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： 當(dāng)P2 口被寫1時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2 口輸出地址的高八位。P2 口在 FLASH 編程和
4、校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口：P3 口管腳是8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出4 個TTL 門電流。當(dāng)P3 口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3 口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 程序設(shè)計框圖主要分成兩部分：（1）4X4行列式鍵盤識別； 鍵盤只簡單地提供按鍵開關(guān)的行列矩陣。有關(guān)按鍵的識別、鍵碼的確定與輸入、去抖動等功能均有軟件完成。 每個按鍵有它的行列值，行值和列值的組合就是識別這個按鍵的編碼。矩陣的行線和列線分別通過兩并行接口和CPU通信。每個按鍵的狀態(tài)同樣需要變成數(shù)字量0和1，開關(guān)的一端 （列線）
5、通過電阻接VCC，而接地是通過程序輸出數(shù)字0實現(xiàn)的。鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時的抖動。在兩個并行口中，一個輸出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)接地；另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同行成鍵編碼而識別按鍵，通過軟件查表，查處該案件的功能。一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂了，當(dāng)然對于單片機來說產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機的定時/計數(shù)器T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。 要產(chǎn)
6、生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/ 頻率），然后將此周期除以2，即為半周期的時間，然后利用計時器計時此半周期時間，每當(dāng)計時到后來就將輸出脈沖的I/O反相，然后重復(fù)計時此半周期時間再對I/O反相，如此就可以在I/O腳上得到此頻率的脈沖。 利用AT89S52單片機內(nèi)部計時器讓其工作在計數(shù)模式MODE1下，改變計數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同的頻率。基于前面所分析，通過改變定時/計數(shù)器的頻率，程序代碼在這個程序中用到了兩個定時/計數(shù)器來完成的。其中T0用來產(chǎn)生音符頻率，T1用來產(chǎn)生音拍。本設(shè)計的軟件系統(tǒng)主要分為主程序、定時計數(shù)中斷程序、時間調(diào)整或定鬧設(shè)置程序三大模塊。在程序設(shè)計過程中，加強了部分
7、軟件抗干擾措施在具體程序這里就不贅述，可見報告。硬件的調(diào)試主要是把電路各種參數(shù)調(diào)整到符合設(shè)計要求。具體步驟如下：（1）先排除硬件電路故障，包括設(shè)計性錯誤和工藝性故障。一般原則是先靜態(tài)后動態(tài)。（2）利用萬用表或邏輯測試儀器，檢查電路中的各器件以及引腳是否連接正確，是否有短路故障。（3）先要將單片機AT89S52芯片取下，對電路板進行通電檢查，通過觀察看是否有異常，然后用萬用表測試各電源電壓，若這些都沒有問題，則接上仿真機進行聯(lián)機調(diào)試觀察各接口線路是否正常。 軟件調(diào)試是利用仿真工具進行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯誤外也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。 單片機AT89S52是系統(tǒng)的核心，利用萬用表檢測單片機電
8、源VCC是否為（40腳）+5V、晶振是否正常工作（可用示波器測試，用萬用表檢測時，兩引腳一般為1.82.3V之間）、復(fù)位引腳RST是否正常（復(fù)位時為高電平，工作時為低電平）、EA是否為高電平，檢查無誤后單片機就能正常工作了。在這短暫而又充實的幾周電子設(shè)計過程中，我們感到平時我們學(xué)習(xí)的理論知識，一旦應(yīng)用到實際，才發(fā)現(xiàn)自己領(lǐng)悟了其實并不多。這次我們主要的設(shè)計是一個簡易型的電子琴，采用 16 個按鍵分別代表 16 個音，通過對按鍵的隨意按擊從而產(chǎn)生不同的音樂，主要是通過每個按鍵所產(chǎn)生的頻率不同來使得發(fā)出的各個音不同，從而產(chǎn)生音樂，雖然顯得很單一，但是至少我們懂得了設(shè)計的思想。這次主要參考了網(wǎng)上的一個
9、實例，再加上了自己的一些補充。我們主要針對這個設(shè)計的原理和程序進行編寫，從而來更好的學(xué)習(xí)設(shè)計的方法和創(chuàng)新。雖然我們現(xiàn)在并不能完全創(chuàng)新，程序也很長，我們也不可能完全靠自己編出來，但是我們以弄懂原理為基礎(chǔ)，根據(jù)每個程序的功能各不相同來使程序簡化。確實在此過程中，我們對已學(xué)過知識進行了鞏固，也學(xué)會了探究和把理論運用到實際中去的能力。確實在此過程中，我們對已學(xué)過知識進行了鞏固，也學(xué)會了探究問題的能力和把理論運用到實際中去的能力，三個人的合作也讓我們學(xué)會了妥協(xié)與謙讓，是一次意義非凡的鍛煉。俗話說讀萬卷書不如行萬里路。整個過程我們也犯了一些低級的錯誤，但是很快我們從錯誤中走出來，并開辟出一條清晰的道路，獲益匪淺。
基于at89s52單片機的多音階電子琴設(shè)計 答辯(ppt)
