基于51单片机的电子琴的设计.doc

PAGE PAGE 16 方案设计 １电子琴设计框图　 晶振 晶振 ８９Ｓ５２ 控制模块 显示模块 发声模块 图１　电子琴设计框图 2 总体设计 2.1 硬件部分 采用AT89S52 单片机作为主控制部件，AT89S52 用上电自动复位，12MHZ 的晶振和两个电容形成晶振电路。 面键，用于输入音符。 2.2 软件部分 软件部分采用汇编语言编写程序，单片机汇编语言程序设计步骤如下： 第一步:分析问题。 第二步:画出程序的基本轮廓。 第三步:实现该程序。 2.3 软硬件调试 使用 KEIL 软件，将程序输入进行编译，编译通过后，则将制作的电路进行联机仿真，检测功能和设计任务能不能实现。 如果不能达到预期效果，则必须重新检查硬件或修改程序。 2.4 程序固化 经过调试，实现了预期的成果和功能，就可以开始程序固化了。 将程序烧录到 AT89S52 内部ROM 中，然后将单片机放入到电路中，再进行观察。 相关技术简介 用电子琴可以演奏出各种美妙的音乐，而音乐是有音符组成的。不同的音符是由相应频率的振动产生不同频率的声音电信号经扬声器发音后，人耳所听到的便是不同的声音，换言之，只要向扬声器中输入不同频率的电信号就可以产生不同的声音。若将不同的音节于不同的节拍组合在一起便形成一定的曲调，因此一个单片机I/O口，通过软件，控制其输出不同频率的信号，就可以产生8个基本音节，将音节以一定的节拍进行组合，便可以产生歌曲。乐曲中每一音符对应着确定的频率，表1 给出C 调时各音符频率。如果单片机某个口线输出“高”“低”电平的频率和某个音符的频率一样，那么将此口线接上喇叭就可以发出此音符。 硬件设计 1. AT89S52单片机 图2 AT89S52单片机 （１）简介 AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash，使得 AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52 具有以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 （２）．引脚功能 1.　VCC : 电源 2.　GND: 地 3.　P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内部上拉电阻。在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 4.　P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器 2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。在 flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位地址字节。 表１　Ｐ１引脚功能 引脚号 第二功能 P1.0 T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入），时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用） P1.7 SCK（在系统编程用） 5.　P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用