邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 徐江維 李 菲

基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)

邵陽(yáng)學(xué)院信息工程系 徐江維 李 菲

基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)是以STC89C52單片機(jī)為微控制元件，包含了電源模塊、4X4矩陣鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊，通過(guò)制作基于51單片機(jī)的電子琴硬件電路和基于51單片機(jī)的電子琴軟件編寫(xiě)，然后對(duì)基于51單片機(jī)的電子琴進(jìn)行硬件與軟件的調(diào)試運(yùn)行，最終達(dá)到基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的基本要求，如樂(lè)器演奏、點(diǎn)歌、存儲(chǔ)及顯示功能。根據(jù)音符與頻率關(guān)系圖并利用STC89C52單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來(lái)獲得我們要求的音階，從而可按照鍵盤控制彈奏音樂(lè)。

STC89C52單片機(jī)；4X4矩陣鍵盤；電子琴

1.方案設(shè)計(jì)

使用STC89C52單片機(jī)作為微控制器,因?yàn)樗男詢r(jià)比非常高,完全滿足基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)智能的要求,STC89C52單片機(jī)具有 8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器,使基于51單片機(jī)的電子琴軟件設(shè)計(jì)有足夠的空間供內(nèi)部使用。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，利用C51語(yǔ)言對(duì)STC89C52單片機(jī)進(jìn)行編程，根據(jù)音符與頻率關(guān)系圖并利用STC89C52單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來(lái)獲得我們要求的音階，從而可按照鍵盤控制彈奏音樂(lè)。

2.硬件設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是在選擇微控制器STC89C52單片機(jī)的基礎(chǔ)上，具體確定基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)所需要使用的電子元器件，從而設(shè)計(jì)出系統(tǒng)原理框圖?；?1單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)總體原理框圖如圖1所示。

圖1 電子琴系統(tǒng)原理框圖

圖2 音符與頻率關(guān)系圖

3.軟件設(shè)計(jì)

一首簡(jiǎn)單而好聽(tīng)的音樂(lè)或者樂(lè)曲是由許多不同的音節(jié)組成的，但是每一個(gè)音節(jié)對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)就可以利用不同頻率的組合而得到我們所需要的音樂(lè)。利用STC89C52單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器而輸出不同的頻率的方波。音符與頻率如圖2所示。

4.系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試

在基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中硬件與軟件都采用了模塊設(shè)計(jì)法,所以在系統(tǒng)的調(diào)試與測(cè)試中方便對(duì)各電路模塊功能和各軟件模塊進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試。

在系統(tǒng)調(diào)試與測(cè)試中，我們將基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的整個(gè)調(diào)試分為三大部分：基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的硬件調(diào)試、基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的軟件調(diào)試和基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的綜合調(diào)試?；?1單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的硬件調(diào)試主要了電源調(diào)試、STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)碼管LED電路調(diào)試、單片機(jī)按鍵模塊調(diào)試等各個(gè)模塊調(diào)試?；?1單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的軟件調(diào)試通常應(yīng)該具備四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。通過(guò)不斷調(diào)試與測(cè)試，基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的系統(tǒng)大部分功能已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，可以按照鍵盤控制彈奏音樂(lè)，同時(shí)還可以顯示在基于51單片機(jī)的電子琴的數(shù)碼管上，基本達(dá)到了基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)要求。

5.結(jié)語(yǔ)

電子琴是一種鍵盤樂(lè)器，電子琴其實(shí)根本不是一個(gè)正確叫法，因?yàn)樗嗡其撉?，所以就有人叫它電子琴了，?shí)際上正規(guī)的叫法應(yīng)該是電子合成器，它在現(xiàn)代音樂(lè)中扮演一個(gè)非常重要的角色。本文的主要使用STC89C52單片機(jī)為核心控制部件，

包含了電源模塊、4X4矩陣鍵盤和揚(yáng)聲器等模塊，通過(guò)制作基于51單片機(jī)的電子琴硬件電路設(shè)計(jì)和基于51單片機(jī)的電子琴C51軟件編寫(xiě)，然后對(duì)基于51單片機(jī)的電子琴進(jìn)行硬件與軟件的調(diào)試運(yùn)行，最終達(dá)到基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)的基本要求。

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