51单片机简易电子琴

院    系；电气信息工程学院

班    级；10通信工程三班

*    **** 

指导老师：

设计周数：一周

一设计题目：

设计一简易电子琴，要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。

使用元件：ATC51、LM324，喇叭，按键等

二设计目的

（1）能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，对其进行测试与检查。

（2）熟悉8051单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。

（3）为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。

（4）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。

三设计思路

在本次课程设计中，根据复杂程序设计思想——模块化程序设计，分析和确定程序总体设计目标：电子琴基本功能及部分扩展功能后，将总体目标划分为若干模块（子程序，具体可见下）。

程序设计的思路按以下顺序进行：

1．分析与确定程序总体设计目标

2．将总体目标划分为若干模块

3．定义每个模块的具体任务，明确它与其他模块间的通信方式

4．编写源程序，进行调试

四、设计原理、思路及流程图

设计原理

（1）对于一个特定的Ｄ/Ａ转换接口电路，CPU执行一条输出指令将数据送入Ｄ/Ａ， 即可在其输出端得到一定的电压输出。给Ｄ/Ａ转换器输入按正弦规律变化的数据， 在其输出端即可产生正弦波。对于音乐，每个音阶都有确定的频率。 

各音阶标称频率值： 

（2）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，当然对于单片机来产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。

原理:

 系统硬件图

 流程图:

。 

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，：

 五 实验源程序

方案一：产生按键音符

  ORG 0000H

M设置定时器0的工作方式

       SETB ET0               ; 设置定时器0中断

       SETB TR0               ; 启动定时器0

W调用KEY子程序，判断有键按下否？第几个键？

       CLR EA                 ;屏蔽中断

       CJNE R3,#00H,WAIT1     ;如果R3=0，表示有键按下

       MOV A,22H              ;将22H里存放的按键号送给A

       RL A                   ; 因为查表里都是字，所以得乘2查得数据

       MOV DPTR,#TABLE      ;指向表头

       MOVC A,@A+DPTR      ; 查表

       MOV TH0,A             ;将数据高位送TH0

       MOV 21H,A             ; 将高位备份

       MOV A,22H             ;将22H里存放的按键号送给A

       RL A                   ;因为查表里都是字，所以得乘2查得数据

       INC A                  ;取低位数据

WAIT2: LCALL KEY

KEY:   MOV R3,#00H          ; KEY子程序，判断有键按下否？第几个键？

       CPL C               ;利用标志位CY来判断是哪个键按下

W移位判断

       INC R0       

S将按键号存22H，R3=0有键按下

B中断产生方波，从P1.0口输出

TABLE: DW 65030,968,8,820,777,684,580 ; 7，6，5，4，3，2，1

方案二：产生按键音符

START: MOV P1,#00H

       SETB ET0                       ;计数器0

       MOV TL1,#09CH                 ;定时器初植

       CLR TR0                        ;定时器不允许

S键盘扫描

       MOV A,P2                   ;判断键盘按下，跳到SCAN_1，若未按，继续扫描

SCAN_1:ACALL DELAY ;是不是真的要按下？如果是，则跳转SU_KEY查询是哪个按下？

S判断是哪个键按下？

 信号周期

M如果第一个按键按下，则R1=19，同时程序转NEXT

MU_3:  MOV R1,#15

MU_4:  MOV R1,#14

MU_5:  MOV R1,#13

MU_6:  MOV R1,#11

MU_7:  MOV R1,#10

       SETB TR0                       ;启动定时器

N没键按下继续执行，有键按下，返回读引脚

       MOV A,P2                       ;真的没键按下？

       CLR TR0                        ;不响

       AJMP SCAN                     ;扫描键盘去 

 中断程序

      DJNZ R0,RE                      ;R0不等于0时，返回

D延长时间等待，键盘消抖

生日快乐歌：（扩展功能部分程序）

M；设置定时器0工作方式

      MOV IE,#82H                    ；设置中断

MAIN0:MOV 30H,#00H

NEXT: MOV A,30H

      MOV DPTR,#TABLE              ；查表

SING: DEC A

      MOV DPTR,#TABLE1                   ；查表

T；中断服务程序

D；延时187ms

 W2:  MOV R4,#187

 W3:  MOV R3,#248

T；音符计数植

DW 65157,65178,65217

 ；节拍表

DB 0C4H,0B4H,04H

DB 0C4H,0B4H,04H

DB 0C4H,0B4H,04H

END

六、实验总结：

经过这个课程设计，虽然时间比较短，完成任务的效果不是很理想，但是既然自己尝试

过，就肯定学到了不少东西，也真正体会到做电子设计行业工作的辛苦，不过自己收获还是挺大的。

这次课程设计对我综合运用所学知识的能力的提高有不小的帮助，之前做的实验都是很简单的编程，跟硬件结合也没有这么复杂，实现的功能都比较简单，可是这次要实现的功能相对来说比较复杂，要求掌握的知识比较综合。

经过短短一周的课程设计，我认识到，课程设计能真正让人学到实际应用的东西的一门课程。收获比上几星期课还多。

    首先，要实现题目要求的功能并有所创新，我们必须全心地投入其中，养成一种敢于钻研敢于创新的习惯。在把课程要求实现到实际中来的过程中，首先必须清楚明白地了解几个参考程序的每一行的意思，这就需要敢于静心钻研。为了把使得程序更加完整，就必须进行创新，这就需要敢于创新。

    其次，通过课程设计，让我在课本的基础上，更深入的了解了各种芯片的用法和程序的完成过程，调试方法及技巧。为了了解键盘，查找了不少单片机的资料，了解了键盘的初始化，存取缓存，扫描键盘，读取键码以及键码和显示码之间的转换。为了实现基本功能，认真研究了参考程序的意义，了解了电子琴的不同音阶放音功能的实现，长短音的实现，更深入了解了单片机的使用方法。

编写程序的过程中，体会最深的是子程序的调用和程序的条理问题，一个程序就算功能实现了，但是也要使主程序和子程序的条理分明，易读性高，才能算一个比较好的程序。调试程序中，学习了DEBUG 的使用，DEBUG对检查程序的错误作用很大。同时，也要灵活使用各种调试方法，来缩小寻找错误的范围。

检查程序过程中，在充分思考的基础上多次实验是检查改正程序的良方。在设计扩展功能的过程中，大胆想像并且用多种思路来求解实现目标是必备的武器。

参考文献：

《单片机应用及C51程序设计》 机械工业出版社

《单片机原理与实践指导》 中国电力出版社

《电子线路CAD》北京大学出版社

《电子线路CAD设计》电子工业出版社

《51单片机开发与应用技术详解》电子工业出版社