單片機課程設計--簡易電子琴設計

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文檔簡介

1、　　計算機與通信工程學院　　單片機與接口技術課程設計總結報告　　設計題目：簡易電子琴設計　　學生姓名： 　　系別：計算機與通信工程學院　　專業(yè)：電子信息科

2、學與技術　　班級：09-01　　學號： 　　指導教師： 　　2011年12月26日　　簡易電子琴設計

3、　　電子琴概述 　　這次設計的電子琴與市場上的電子琴相比雖然音色遜了一點，但是其物美價廉，功能強大，攜帶方便，深受大家喜歡。此次課程設計的電子琴是有4*4矩陣鍵盤來實現(xiàn)發(fā)音，其中4個鍵是功能鍵，剩下的12鍵實現(xiàn)真正的發(fā)音。此外在電子琴的功能上又加上了音樂播放功能、選擇歌曲、暫停以及錄音回放功能，使電子琴變得更強大。讓

4、電子琴不再是簡單的彈出音調簡單的電子琴，而是一個功能齊全的電子琴。　　本設計功能　　通過矩陣鍵盤能夠彈出美妙的音樂。　　通過功能切換，能夠切換到音樂播放器功能　　能夠把彈出的音樂錄制下來，并且還能夠回放出來。&

5、lt;p>　　本設計的仿真圖　　引腳描述：矩陣鍵盤接的是P3口，顯示部分的段控制口接的是P0口，位控制口接的是P2.0、P2.1、P2.2、P2.4、P2.5，蜂鳴器接的P2.3口。各種功能鍵如圖所示。　　設計的流程圖<b&g

6、t;　　我負責的模塊　　主程序：也就是本程序的整體構造、功能構造。　　主程序程序：　　void main()　　{　　init();/

7、/初始化　　while(1)　　{　　keyscan();//調用鍵盤掃描　　display();//顯示　　if(key_function==1)//如

8、果選擇音樂播放　　{　　switch(count)　　{　　case 1:play(music1,music1_L);break;//播放第一首　　cas

9、e 2:play(music2,music2_L);break;//播放第二首　　case 3:play(music3,music3_L);break;//播放第三首　　}　　}　　else /

10、/否則選擇為電子琴　　{　　if(key_record==2)//判斷是否回放　　replay(record,record_L); 　　}

11、;　　}　　}　　錄音功能。錄音程序和鍵盤掃描再一個模塊中。　　功能描述：它能夠把你所彈的音調、按下鍵盤的時間即音長以及鍵與鍵之間的時間給記錄下來，它完全模擬了現(xiàn)實中電子琴的功能，功能之強大。　　時間的記錄是利用定

12、時器1實現(xiàn)的。定時器0是產(chǎn)生一定頻率的方波，使蜂鳴器發(fā)出不同的音調。　　本功能程序：　　void keyscan() //鍵盤掃描：線反轉法　　{　　uchar h,l; //h：行 l：列<

13、;/p>　　if(key_record==1&&flag==0)//記錄鍵與鍵之間的時間　　{　　TH1=(65536-5000)/256;　　TL1=(65536-5000)%256;&l

14、t;b>　　TR1=1;　　flag=1;　　}　　P3=0xf0; //列全置低電平，行全置高電平　　h=P3&0xf0;<p

15、>　　while(h!=0xf0) //若有鍵按下則行會出現(xiàn)低電平　　{　　delay(10); //按鍵去抖　　P3=0xf0; //列全置低電平，行全置高電平　　h=P3&0xf0;<p

16、>　　while(h!=0xf0)　　{　　if(key_record==1)//如果有按鍵按下，則把按鍵前的時間記錄下來　　{　　TR1=0;//關閉計時<p

17、>　　record_L[b]=a;//把按鍵前的時間記錄下來　　a=0;//時間次數(shù)清零　　b++;//下標加一　　}　　h=P3&0xf0; //讀入行值　　P3=0x0f;

18、 //電平反轉　　l=P3&0x0f; //讀入列值　　k=h+l;　　switch(k)　　{　　case

19、 0xee:temp=0;key_function++;　　if(key_function==2)　　key_function=0;　　break;//功能選擇按鈕 　　case 0xed:temp=0;count++;next_flag=1;&l

20、t;p>　　if(count==4)　　count=1;　　break;// 選曲按鈕　　case 0xeb:temp=0;key_record++;　　if(key_record==3)<p&g

21、t;　　key_record=0;　　break;//錄音、回放、返回 　　case 0xe7:temp=0;pause++;　　if(pause==2)　　pause=0;

22、　　break; //　　case 0xde:temp=6;break; //6　　case 0xdd:temp=7;break; //7　　case 0xdb:temp=11;break; //11　　case 0xd7:temp=12;break;

23、 //12　　case 0xbe:temp=13;break; //13　　case 0xbd:temp=14;break; //14　　case 0xbb:temp=15;break; //15　　case 0xb7:temp=16;break; //16</p&

24、gt;　　case 0x7e:temp=17;break; //17 　　case 0x7d:temp=21;break; //21　　case 0x7b:temp=22;break; //22　　case 0x77:temp=23;break; //23<p&

25、gt;　　}　　display(); //顯示　　if(key_record==1&&temp!=0)//錄音時，如果有按鍵按下且不是功能鍵　　{　　record[j]=8;//先

26、把按鍵前的初始值記下　　record[j+1]=temp;//再把此按鍵的值記下　　j=j+2;//下標值加2　　TH1=(65536-5000)/256;//裝初始值　　TL1=(65536-5000)%256;　　TR1=1;

27、//啟動定時　　}　　if(temp!=0)//如果不是功能按鍵則發(fā)出聲音　　{　　TH0=table[temp]/256;　　TL0=table[te

28、mp]%256;　　TR0=1;　　}　　while(h!=0xf0)//檢查按鍵是否彈起　　{　　P3=0xf0;

29、 //列全置低電平，行全置高電平　　h=P3&0xf0;　　}　　TR0=0;//彈起后關閉定時　　if(key_record==1&&temp!=0)//錄音時，如果有按鍵按下且不是功能鍵

30、　　{　　TR1=0;//關閉計時　　record_L[b]=a;//把按鍵的時間記下　　a=0;//時間次數(shù)清零　　flag=0;

31、　　b++;　　}　　}　　}　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉<b

32、>　　}　　回放功能：就是把錄的音給回放出來　　源程序：　　void replay(uint *Song,uint *Song_L)//回放功能　　{

33、　　uint i;　　for(i=0;i<j;i++)　　{　　temp=Song[i]; //把音譜頻率賦給n　　m=Song_L[i];//把音長賦給m</p

34、>　　if(temp==8)//如果此時播放的是鍵與鍵之間的空隙時間　　{　　TR0=0;//定時關閉即不發(fā)出聲音　　BUZZER=1;//關閉蜂鳴器　　temp=Song[i-1];

35、　　}　　else//否則　　{　　TH0=table[temp]/256; 　　TL0=table[temp]%256;</p&g

36、t;　　TR0=1;　　}　　delay1(m/2);　　}　　j=0;a=0;b=0;//把錄音清除<

37、p>　　TR0=0;//關閉定時　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉　　}　　實驗總結　　經(jīng)過這次課程設計，我真正學會了如何使用單片機，懂得了仿真和用真實的單片機板子實現(xiàn)本功能的差別，仿

38、真畢竟不是真實的現(xiàn)象，有時候仿真能實現(xiàn)，但是把程序下載到板子上后現(xiàn)象可能不是你所想的那樣。　　做這個設計給我最大的感觸就是當一個模塊實現(xiàn)了，但是當把各個模塊結合到一塊后就會變得有點復雜。當然剛開始做這個程序時，要從實現(xiàn)簡單的功能入手，然后一點點把功能做大做強。　　在做這個設計時我也遇到了很多問題:比如，做錄音、回放功能的時候，記錄鍵與鍵之間的時間的設置時

39、，記錄的時間很短，原因就是當沒有鍵按下的時候，程序會一直進行鍵盤掃描，而且每次都會重新進行定時初始值設置，我們希望的現(xiàn)象是定時初始值設置一次就夠了，如果每次都重新設置定時器初始值，那么記錄的時間就會不準確。所以這時就要設置一個標志，開始時標志變量為0，如果是第一次設置，則設置完后就令這個標志變量置1，下次循環(huán)的時候，程序就不會進行重新設置定時初始值了。所以這個標志位再程序設計的時候顯得很重要。1和0是二進制數(shù)，有時它不僅僅是一個數(shù)值，它

40、也可以是代表一件事，1代表這件事做了，0則相反。標志變量就像是一個站崗放哨的人，只有這個人同意了，你才能進入。　　所以當我做這個課程設計所遇到的問題以及我如何解決的過程，我感覺這個過程是如此的美妙，我絲毫感覺不到這是一件痛苦的事情，反而覺得這是一件讓人上癮的趣事。每當遇到的問題解決了，我都把他們當做是一筆財富。我覺得我們學習的不僅是單片機本門課的知識，而且是學習獲得知識的方法。授之魚不如授之漁，

41、這句話也體現(xiàn)了方法的重要性。　　7、參考文獻　　[1] 張毅剛彭喜來.《單片機原理與應用設計》[Ｍ].電子工業(yè)出版社，2011　　[2]張毅剛．《MCS-51單片機應用設計》（第二版）．哈爾濱大學出版社，2002

42、　　8、附錄　　本課程設計的源程序：一個.c文件，兩個.h文件　　主程序源程序：　　#include<reg51.h>　　#include<intrins.h><

43、;p>　　#include<keyscan.h>　　#include<play_music.h>　　#define uchar unsigned char 　　#define uint unsigned int 　　void init()//

44、初始化程序　　{　　TMOD=0X11;//定時器0、1都設為工作方式1　　EA=1;//總中斷打開　　ET0=1;//允許T0定時　　ET1=1;//允許T1定時&l

45、t;p>　　}　　void main()　　{　　init();//初始化　　while(1)

46、;　　{　　keyscan();//調用鍵盤掃描　　display();//顯示　　if(key_function==1)//如果選擇音樂播放　　{　　switch(cou

47、nt)　　{　　case 1:play(music1,music1_L);break;　　case 2:play(music2,music2_L);break;　　case 3:play(music3,music3_L);break;

48、　　}　　}　　else //否則選擇為電子琴　　{　　if(key_record==2)//判斷是否回放<

49、/p>　　replay(record,record_L); 　　}　　}　　}　　void T0_time() interrupt

50、 1 //用于音樂播放器定時產(chǎn)生音調　　{　　TH0=table[temp]/256;　　TL0=table[temp]%256;　　BUZZER=!BUZZER;　　}&l

51、t;/b>　　void timer1 () interrupt 3//用于電子琴錄音計時 　　{ 　　TH1=(65536-10000)/256;　　TL1=(65536-10000)%256;<

52、p>　　a++;　　}　　keyscan.h—鍵盤掃描源程序（錄音、顯示程序也在里面）　　#define uchar unsigned char 　　#define uint unsigne

53、d int 　　uint record_replay(); //錄音/回放　　void display();　　sbit BUZZER = P2^3;　　//sbit key3 = P2^4;　　sbit w1 = P2^0;&l

54、t;/p>　　sbit w2 = P2^1;　　sbit w3 = P2^2;　　sbit w5 = P2^4;　　sbit w6 = P2^5;　　sbit dula = P2^6;　　sbit we

55、la = P2^7;　　uchar j,a,b,flag,count=1;　　uchar key_function,key_record,next_flag;　　uint record[20],record_L[20];//存儲回放的音調　　uchar n,m,k,tem

56、p,pause;　　uchar code led[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0-f　　uint code table[]={0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524

57、,0,0,　　0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0,　　0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0};//每個音符的簡譜碼（T值）　　void delay1(uint j) <

58、;p>　　{ 　　while(j--)　　{　　uint x;　　for(x=125;x>0;x--);

59、　　display();　　} 　　} 　　void delay(uint a) // 1ms延時　　{<b&

60、gt;　　uint x;　　while(a--)　　{　　for(x=0;x<125;x++);　　}　　}&

61、lt;/b>　　void display()　　{　　dula=1;　　P0=led[key_function];　　dula=0

62、;　　wela=1;　　P0=0xfe;//數(shù)碼管第一位亮　　wela=0;　　delay(2);

63、;　　dula=1;　　P0=led[count];　　dula=0;　　wela=1;　　P0=0xfd; //數(shù)碼管第二位亮<

64、;p>　　delay(2);　　dula=1;　　P0=led[key_record];　　dula=0;　　wela=1;</

65、b>　　P0=0xfb; //數(shù)碼管第三位亮　　wela=0;　　delay(2);　　dula=1;　　P0

66、=led[temp/10];　　dula=0;　　wela=0;　　P0=0xef; //數(shù)碼管第四位亮　　wela=1;<p&

67、gt;　　delay(2);　　dula=1;　　P0=led[temp%10];　　dula=0;　　wela=0;&

68、lt;/p>　　P0=0xdf; //數(shù)碼管第五位亮　　wela=1;　　delay(2);　　}　　void keyscan()

69、 //鍵盤掃描：線反轉法　　{　　uchar h,l; //h：行 l：列　　if(key_record==1&&flag==0)//記錄鍵與鍵之間的時間　　{

70、　　TH1=(65536-5000)/256;　　TL1=(65536-5000)%256;　　TR1=1;　　flag=1;　　}

71、　　P3=0xf0; //列全置低電平，行全置高電平　　h=P3&0xf0;　　while(h!=0xf0) //若有鍵按下則行會出現(xiàn)低電平　　{　　delay(10); //按鍵去抖

72、　　P3=0xf0; //列全置低電平，行全置高電平　　h=P3&0xf0;　　while(h!=0xf0)　　{　　if(key_record==1)//如果有按鍵按下，則把按鍵前的

73、時間記錄下來　　{　　TR1=0;//關閉計時　　record_L[b]=a;//把按鍵前的時間記錄下來　　a=0;//時間次數(shù)清零　　b++;//下標加一<p

74、>　　}　　h=P3&0xf0; //讀入行值　　P3=0x0f; //電平反轉　　l=P3&0x0f; //讀入列值　　k=h+l;

75、;　　switch(k)　　{　　case 0xee:temp=0;key_function++;　　if(key_function==2)　　key_function=0;

76、　　break;//功能選擇按鈕 　　case 0xed:temp=0;count++;next_flag=1;　　if(count==4)　　count=1;　　break;// 選曲按鈕

77、　　case 0xeb:temp=0;key_record++;　　if(key_record==3)　　key_record=0;　　break;//錄音、回放、返回 　　case 0xe7:temp=0;pause++;&l

78、t;p>　　if(pause==2)　　pause=0;　　break; //　　case 0xde:temp=6;break; //6　　case 0xdd:temp=7;break; /

79、/7　　case 0xdb:temp=11;break; //11　　case 0xd7:temp=12;break; //12　　case 0xbe:temp=13;break; //13　　case 0xbd:temp=14;break; //14

80、　　case 0xbb:temp=15;break; //15　　case 0xb7:temp=16;break; //16　　case 0x7e:temp=17;break; //17 　　case 0x7d:temp=21;break; //21

81、　　case 0x7b:temp=22;break; //22　　case 0x77:temp=23;break; //23　　}　　display(); //顯示　　if(key_record==1&&temp!=0

82、)//錄音時，如果有按鍵按下且不是功能鍵　　{　　record[j]=8;//先把按鍵前的初始值記下　　record[j+1]=temp;//再把此按鍵的值記下　　j=j+2;//下標值加2

83、　TH1=(65536-5000)/256;//裝初始值　　TL1=(65536-5000)%256;　　TR1=1;//啟動定時　　}　　if(temp!=0)//如果不是功能按鍵則發(fā)出聲音

84、;　　{　　TH0=table[temp]/256;　　TL0=table[temp]%256;　　TR0=1;　　}

85、;　　while(h!=0xf0)//檢查按鍵是否彈起　　{　　P3=0xf0; //列全置低電平，行全置高電平　　h=P3&0xf0;　　}

86、TR0=0;//彈起后關閉定時　　if(key_record==1&&temp!=0)//錄音時，如果有按鍵按下且不是功能鍵　　{　　TR1=0;//關閉計時　　record_L[b]=a;//把按鍵的時間記下<

87、/p>　　a=0;//時間次數(shù)清零　　flag=0;　　b++;　　}　　}</p&g

88、t;　　}　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉　　}　　play_music.h—音樂播放源程序（回放功能也在里面）　　#define uint unsigned int

89、　　#define uchar unsigned char 　　void play(uint *Sound,uint *Sound_L);//音樂播放 　　//第一首音樂：一分錢　　uint code music1[]={15,21,16,21,15,13,15,12,1

90、3,15,8,　　13,15,16,21,15,16,15,13,15,11,13,12,8,　　13,12,11,12,13,16,15,13,15,16,8,　　15,21,16,15,13,15,12,15,12,13,12,11, 　　0x0};

91、//音調　　uint code music1_L[]={4,4,2,2,4,2,2,2,2,4,4,　　2,2,2,2,2,2,2,2,2,4,2,4,4,　　2,2,2,2,4,4,2,2,2,2,4,　　4,2,2,2,2,2,2,4,2,2,2,

92、2,4,4,　　4};//音長　　//第二首音樂：小兔子乖乖　　uint code music2[]={15,21,16,15,15,13,15,16,21,15,15,16,15,13,12,12,13,15,13,12,11,

93、16,15,16,15,13,16,15,12,15,13,12,11,6,11,12,13,11,　　0x0};　　uint code music2_L[]={4,2,2,4,4,2,2,2,2,4,4,4,2,2,4,4,4,2,2,4,4,　　2,2,2,2,2,2,4

94、,2,2,2,2,4,4,2,2,2,2,4,4,　　4};　　//第三首音樂：祝你生日快樂　　uint code music3[]={15,15,16,15,21,17,　　15,15,16,15,22,21,

95、　　15,15,25,23,21,17,16,　　24,24,23,21,22,21,　　0x0}; 　　uint code music3_L[]={2,2,4,4,4,8,　　2,2,4,4,4,8,</p

96、>　　2,2,4,4,4,4,8,　　2,2,4,4,4,4,2};　　void replay(uint *Song,uint *Song_L)//回放功能　　{　　uint i;<

97、/b>　　TR1=0;　　for(i=0;i<j;i++)　　{　　temp=Song[i]; //把音譜頻率賦給n　　m=Song_L[i]

98、;//把音長賦給m　　if(temp==8)//如果此時播放的是鍵與鍵之間的空隙時間　　{　　TR0=0;//定時關閉即不發(fā)出聲音　　BUZZER=1;//關閉蜂鳴器　　temp=Song[i

99、-1];　　}　　else//否則　　{　　TH0=table[temp]/256; 　　TL0=table[tem

100、p]%256;　　TR0=1;　　}　　delay1(m/2);　　}　　j=0;a=0;b=0;//把錄音清零&

101、lt;/p>　　TR0=0;//關閉定時　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉　　}　　void play(uint *Sound,uint *Sound_L)//音樂播放 　　{<

102、;/b>　　uchar k;　　for(k=n;Sound[k]!=0;k++) 　　{　　keyscan();//調用鍵盤掃描 　　if(key_

103、function==0)//如果選擇電子琴，則退出　　{　　TR0=0;//關閉定時　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉　　n=0;

104、　pause=0;　　break;//退出循環(huán)　　}　　if(next_flag==1)//選曲　　{　　TR0=0;//關閉定時&l

105、t;/p>　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉　　n=0;//如果暫停后突然選擇下一曲，則清除暫停時記錄的數(shù)據(jù)　　pause=0;//暫停取消　　next_flag=0;//把選曲標志位清零　　break;//退出循環(huán)

106、　　}　　if(pause==1)　　{　　TR0=0;//關閉定時　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉　　n=k;//記錄當前的下標

107、　　temp=Sound[k];//顯示暫停時的音調　　break;　　}　　temp=Sound[k]; //把音譜頻率賦給n　　m=Sound_L[k

108、];//把音長賦給m 　　if(n!=8)//如果此時播放不是休止符　　{　　TH0=table[temp]/256; 　　TL0=table[temp]%256;　　TR0

109、=1;　　}　　else//否則　　TR0=0;//關閉定時即不發(fā)音　　delay1(m*9); 　　}</b

110、>　　if(Sound[k]==0)//當播放音樂暫停后又繼續(xù)播放，當播完一首歌曲后要清除暫停時記錄的數(shù)據(jù)　　n=0;　　TR0=0;//關閉定時 　　BUZZER=1;//把蜂鳴器關閉

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