鍵電子琴設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目錄1 摘要-42 方案設(shè)計(jì)-51.方案一-52.方案二-53.方案對比-5三系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)-51.電子琴所用引腳 -6四系統(tǒng)原理圖-71.復(fù)位電路-72.振蕩電路-73.音頻功放部分設(shè)計(jì)-74.電路仿真圖-8五仿真程序設(shè)計(jì)-9六實(shí)驗(yàn)總結(jié)-101.該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能-102.實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)-10 一摘要本實(shí)驗(yàn)的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)8鍵電子琴，它能夠用喇叭發(fā)1、2、3、4、5、6、7、8,并且要求按下按鍵發(fā)聲，松開延時(shí)一段時(shí)間停止,.中間再按別的鍵則發(fā)另一音調(diào)的聲音。通過按鍵盤輸入功能，,按鍵同時(shí)對應(yīng)指示燈點(diǎn)亮，按鍵結(jié)束，指示燈熄滅。本系統(tǒng)采用AT89C51完成全部功能，T89C5

2、1是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。它通過單片機(jī)得到不同的頻率來得到相應(yīng)的音階，奏出完整的曲子。該系統(tǒng)硬件單路由AT89C51單片機(jī)、鍵盤電路、LM386音頻功放電路、擴(kuò)展電路及揚(yáng)聲器發(fā)生組組成。該系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序由主程序，發(fā)聲程序以及延時(shí)程序構(gòu)成。 關(guān)鍵字：AT891；程序 二方案設(shè)計(jì)1.方案一：采用CPLD外接揚(yáng)聲器、鍵盤、數(shù)碼管等。8個(gè)譯碼輸出顯示的數(shù)碼管，以顯示目標(biāo)芯片的32 位輸出信號，且8個(gè)發(fā)光管也能顯示目標(biāo)器件的8位

3、輸出信號。時(shí)鐘為50MHz ，輸出接揚(yáng)聲器。具體過程：主系統(tǒng)可由兩個(gè)模塊組成：當(dāng)系統(tǒng)檢測到有按鍵按下時(shí)，對應(yīng)音符的頻率由模塊1獲得，這是一個(gè)數(shù)控分頻器。由其clk端輸入一具有較高頻率的信號，分頻后輸出。 音符的持續(xù)時(shí)間須根據(jù)樂曲的速度及每個(gè)音符的節(jié)拍數(shù)決定，模塊2的功能是為模塊1提供決定所發(fā)音的分頻預(yù)置值，而此數(shù)在模塊1輸入口停留的時(shí)間即為此音符的節(jié)拍值。2.方案二：采用單片機(jī)外接揚(yáng)聲器、鍵盤、數(shù)碼管等。具體過程：當(dāng)系統(tǒng)掃描到鍵盤上有鍵子被按下，則快速檢測出是那一個(gè)鍵子，然后單片機(jī)的定時(shí)器被啟動(dòng)，發(fā)出一定頻率的脈沖，該頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動(dòng)電路放大濾波后，就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。如果在前一個(gè)按下的鍵

4、發(fā)聲的同時(shí)有另一個(gè)鍵被按下，則啟用中斷系統(tǒng)，前面鍵的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按的鍵的發(fā)音程序，發(fā)出后按的鍵的音。3.方案對比對比兩套方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，方案一采用CPLD，工作速度快，系統(tǒng)穩(wěn)定，效果好，但是其價(jià)格昂貴；而方案二在設(shè)計(jì)這樣小型電子系統(tǒng)方面，無論是效果還是工作速度與方案一都相差不大，而且價(jià)格較為便宜。因此，選擇方案二即單片機(jī)加外設(shè)的方式設(shè)計(jì)該系統(tǒng)較好。 三系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)單片機(jī)1.電子琴所用管腳說明  VCC：供電電壓。       GND：接地。      

5、 P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。       P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P

6、1口作為第八位地址接收。        P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。

7、0;      P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)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。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.

8、7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。       RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)

9、， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。      /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。       /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA

10、端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。       XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。       XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。四電路原理圖1.振蕩器電路振蕩器電路在單片機(jī)系統(tǒng)中起著非常重要的作用，是保證系統(tǒng)正常工作的基礎(chǔ)。在為達(dá)到振蕩周期是12MHZ的要求，這里要采用12MHZ的晶振，另外有兩個(gè)22P的獨(dú)石電容，兩晶振引腳分別連到XTAL1和XTAL2振蕩脈沖輸入引腳。具體連接圖如圖

11、5所示: 2.系統(tǒng)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)智能系統(tǒng)一般應(yīng)有手動(dòng)或上電復(fù)位電路。復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)通常有兩種方式：RC復(fù)位電路和專用µ監(jiān)控電路。本次課程設(shè)計(jì)采用了上電按鈕電平復(fù)位電路，如圖43.音頻功放部分設(shè)計(jì)音頻功放部分可用一片LM386來對信號進(jìn)行放大在輸入揚(yáng)聲器發(fā)聲。LM386是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn)品。為使外圍元件最少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳之間增加一只外接電阻和電容，便可將電壓增益調(diào)為任意值，直至200。輸入端以地位參考，同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置到電源電壓的一半，在6V電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mW,使得LM386特別適用于電池供電的

12、場合。 LM386的封裝形式有塑封8引線雙列直插式和貼片式。下圖為LM386芯片引腳圖：4.電路仿真圖該系統(tǒng)硬件單路由AT89C51單片機(jī)、鍵盤電路、LM386音頻功放電路、擴(kuò)展電路及揚(yáng)聲器發(fā)生組組成。具體原理圖如下：五仿真程序設(shè)計(jì)該系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序由主程序，發(fā)聲程序以及延時(shí)程序構(gòu)成。程序：#include<reg51.h.>                      

13、                  /包含reg51.h文件Sbit speaker=P30;                             

14、;           /聲明喇叭位置Sbit led=P1; /聲明指示燈位置Unsigned  char  keys;                 /聲明變量 /*聲明音階數(shù)組- Do  Re  Mi  Fa  So  La  Si 

15、; Do# */unsigned char freq=108,102,91,86,77,68,61,57;void sound(unsigned char);                                /聲明發(fā)聲函數(shù)void delay(unsigned char);&

16、#160;                            /聲明延遲函數(shù)/=主程序=/main()                  

17、0;                                 /主程序開始P2=0xff;               &

18、#160;                                  /將P2規(guī)劃成輸入口while(1)              

19、;                                    /while循環(huán)  keys=P2;           

20、;                                   /讀取按鈕switch(keys)