單片機電子琴課程設(shè)計-- 基于單片機的音樂演奏器設(shè)計

1、<p>　　《單片機原理及應(yīng)用》</p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　學(xué) 院： 水利與能源動力工程學(xué)院__</p><p>　　班 級：_______ ___ </p><p>　　學(xué) 號：_______ ______</p><p>

2、;　　姓 名：_________ ____</p><p>　　時 間：2014-1-6 ~ 2014-1-10</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　任務(wù)書1</b></p><p>　　第一章方案設(shè)計2</p><p&

3、gt;　　第二章硬件系統(tǒng)設(shè)計4</p><p>　　第三章軟件設(shè)計7</p><p>　　第四章系統(tǒng)調(diào)試8</p><p><b>　　小 結(jié)9</b></p><p>　　附錄1：原理圖11</p><p>　　附錄2：源程序12</p><p>&l

4、t;b>　　任務(wù)書</b></p><p><b>　　題 目：</b></p><p>　　基于單片機的音樂演奏器設(shè)計</p><p><b>　　設(shè)計要求：</b></p><p>　?。?）利用實驗箱上KEY1~KEY7作為電子琴按鍵，通過軟件編程，輸出相應(yīng)的音調(diào)。&l

5、t;/p><p>　?。?）輸出發(fā)聲采用實驗箱上的蜂鳴器。</p><p>　　本次課程設(shè)計為期一周。</p><p><b>　　方案設(shè)計</b></p><p>　　本系統(tǒng)是以51系列單片機AT89C51為主控制器，附有揚聲器組成。系統(tǒng)完成播放相應(yīng)音符基本功能。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，其優(yōu)點是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)

6、可靠，性價比較高等，具有一定的實用和參考價值。</p><p>　　1．利用定時器,可以發(fā)出不同頻率的脈沖,不同頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動電路放大濾波后,就會發(fā)出不同的音調(diào)。</p><p>　　2．定時器按所設(shè)置的定時參數(shù)產(chǎn)生中斷,這一次中斷發(fā)出脈沖低電平,下一次反轉(zhuǎn)發(fā)出脈沖高電平。由于定時參數(shù)不同,就發(fā)出了不同頻率的脈沖。本實驗中當(dāng)有鍵按下，會發(fā)出連續(xù)脈沖，直到按鍵松開，才停止發(fā)音。發(fā)完后繼

7、續(xù)檢測鍵盤，如果按鍵還在按下狀態(tài)，繼續(xù)發(fā)音。</p><p><b>　　各音階標(biāo)稱頻率值：</b></p><p>　　利用實驗儀上提供的鍵盤，使數(shù)字鍵1、2、3、4、5、6、7、8作為電子琴按鍵，按下即發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。用P3.0口發(fā)出音頻脈沖,驅(qū)動喇叭。</p><p>　　1．單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)的P1口接查詢式鍵盤，單片機P2.0口接音頻

8、驅(qū)動電路。</p><p>　　2．用串行數(shù)據(jù)通信線連接計算機與仿真器。</p><p>　　3．打開Keil uVision2仿真軟件，首先建立本實驗的項目文件，接著添加“電子琴.ASM”源程序，進行編譯，直到編譯無誤。</p><p>　　4．進行軟件設(shè)置，選擇硬件仿真。</p><p>　　5．打開模塊電源和總電源，點擊開始調(diào)試按鈕，點

9、擊RUN按鈕運行程序。按查詢式鍵盤的1～8鍵，揚聲器發(fā)出高低不同的聲音。</p><p><b>　　硬件系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　原理圖的確定。（原理圖見附錄1）</p><p><b>　　CPU的選型</b></p><p>　　CPU為AT89C51單片機</p>

10、<p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出

11、管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃速存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p><b>　　蜂鳴器</b></p><p>　　蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計算機、打印機、復(fù)印

12、機、報警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機、定時器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。</p><p>　　單片機驅(qū)動他激蜂鳴器的方式有兩種：一種是PWM 輸出口直接驅(qū)動，另一種是利用I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動波形對蜂鳴器進行驅(qū)動。</p><p>　　PWM 輸出口直接驅(qū)動是利用PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅(qū)動蜂鳴器。在單片機的軟件設(shè)置中有幾個系統(tǒng)寄存器是用來設(shè)置PWM 口的輸出的，

13、可以設(shè)置占空比、周期等等，通過設(shè)置這些寄存器產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形之后，只要打開PWM 輸出，PWM 輸出口就能輸出該頻率的方波，這個時候利用這個波形就可以驅(qū)動蜂鳴器了。比如頻率為2000Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為500μs，這樣只需要把PWM 的周期設(shè)置為500μs，占空比電平設(shè)置為250μs，就能產(chǎn)生一個頻率為2000Hz 的方波，通過這個方波再利用三極管就可以去驅(qū)動這個蜂鳴器了。</p><p

14、>　　而利用I/O 定時翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動波形的方式會比較麻煩一點，必須利用定時器來做定時，通過定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個波形就可以用來驅(qū)動蜂鳴器了。比如為2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動，可以知道周期為400μs，這樣只需要驅(qū)動蜂鳴器的I/O 口每200μs 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個頻率為2500Hz，占空比為1/2duty 的方波，再通過三極管放大就可以驅(qū)動這個蜂鳴器了。</p><p&

15、gt;<b>　　軟件設(shè)計</b></p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題</p><p><b>　　蜂鳴器音調(diào)錯誤</b></p><p><b>　　蜂鳴器聲音斷斷續(xù)續(xù)</b></p>&

16、lt;p><b>　　改進的方案</b></p><p>　　對音調(diào)頻率進行調(diào)整，看轉(zhuǎn)換是否有錯</p><p>　　換掉一些接觸不良的導(dǎo)線</p><p><b>　　小 結(jié)</b></p><p>　　單片機是我所學(xué)專業(yè)的主要課程之一，因此我認為單片機課程設(shè)計是十分必要而且十</p

17、><p>　　分重要的。盡管剛剛拿到課程設(shè)計題目時有點迷惘，不知道如何著手，但通過上網(wǎng)和圖書館查閱相關(guān)資料，自己認真鉆研以及虛心詢問同學(xué)，終于解決了一個又一個的困難和障礙，成功完成了任務(wù)。 </p><p>　　通過本次的單片機課程設(shè)計，不僅大大地豐富了我的理論知識，而且在實踐過程中更令我學(xué)會了堅持、耐心和努力。此次單片機課程設(shè)計需要運用到許多之前所學(xué)過的知識，令我認識到自己以前學(xué)習(xí)

18、的一些不足之處，例如對以前所學(xué)知識的理解不夠深刻，掌握得不夠牢固，運用不夠靈活。這讓我懂得了認真學(xué)習(xí)的重要性，以及要孜孜不倦地鉆研所學(xué)過的知識，做得融會貫通，不能一覽而過，不求甚解。在邊學(xué)習(xí)邊動手的過程中，我對電子時鐘的構(gòu)造以及原理有了進一步的了解，同時也加深和鞏固了我對單片機匯編語言的認識。除此之外，由于是第一次做單片機，因此在此次課程設(shè)計的過程中，無論是電路繪制還是匯編語言編寫都難免遇到了不少困難和障礙，例如匯編語言編寫出錯、電路元

19、件無從入手等。在面對困難和障礙時，我慶幸自己沒有退縮和逃避，而是通過各種方法，迎難而上，以堅持、耐心和努力勇敢無畏地面對困難，克服困難，解決困難。讓我發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題以及動手實踐的能力都有了很大的提高，并了解到理論知識與實踐相結(jié)合的重要意義。 </p><p>　　從這次的課程設(shè)計中，我們真真正正的意識到，在以后的學(xué)習(xí)中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學(xué)的理論知識用到實際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機片機更是如此

20、，程序只有在經(jīng)常的練習(xí)的過程中才能提高。本次課程設(shè)計盡管時間不長，但從中所獲，將令我受益終生。</p><p><b>　　附錄1：原理圖</b></p><p><b>　　附錄2：源程序</b></p><p>　　BUZZ EQU P1.0</p><p>　　ORG

21、0000H</p><p>　　LJMP MAIN</p><p>　　ORG 000BH</p><p>　　LJMP INT_T0</p><p>　　ORG 0100H</p><p><b>　　MAIN: </b></p><p

22、>　　MOV SP,#60H ;初始化堆棧指針</p><p>　　MOV 30H,#00 ;定時器初值清零</p><p>　　MOV 31H,#00</p><p>　　MOV P1,#0FFH ;設(shè)置P1口為輸入模式</p><p>　　MOV

23、 TMOD,#01H ;設(shè)置定時器0為工作模式1</p><p>　　SETB ET0 ;開定時器0中斷</p><p>　　SETB EA ;開總中斷</p><p>　　CLR TR0 ;關(guān)閉定時器0 </p><p><b&g

24、t;　　START: </b></p><p>　　MOV R0,P2 </p><p>　　CJNE R0,#0FFH,KEY1 ;鍵盤掃描</p><p>　　CLR TR0</p><p>　　SJMP START</p><p><b>

25、　　KEY1:</b></p><p>　　CJNE R0,#0FEH,KEY2 ;K1鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FBH ;設(shè)置音階1</p><p>　　MOV 31H,#0E9H</p><p>　　LJMP SET_TIMER</p><

26、;p><b>　　KEY2: </b></p><p>　　CJNE R0,#0FDH,KEY3 ;K2鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FCH ;設(shè)置音階2</p><p>　　MOV 31H,#5CH</p><p>　　LJMP SET_TIM

27、ER</p><p><b>　　KEY3:</b></p><p>　　CJNE R0,#0FBH,KEY4 ;K3鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FCH ;設(shè)置音階3</p><p>　　MOV 31H,#0C1H</p><p>　　L

28、JMP SET_TIMER</p><p><b>　　KEY4:</b></p><p>　　CJNE R0,#0F7H,KEY5 ;K4鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FCH ;設(shè)置音階4</p><p>　　MOV 31H,#0EFH</p>

29、;<p>　　LJMP SET_TIMER</p><p><b>　　KEY5:</b></p><p>　　CJNE R0,#0EFH,KEY6 ;K5鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FDH ;設(shè)置音階5</p><p>　　MOV 31H

30、,#045H</p><p>　　LJMP SET_TIMER</p><p><b>　　KEY6:</b></p><p>　　CJNE R0,#0DFH,KEY7 ;K6鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FDH ;設(shè)置音階6</p><p>

31、;　　MOV 31H,#92H</p><p>　　LJMP SET_TIMER</p><p><b>　　KEY7:</b></p><p>　　CJNE R0,#0BFH,KEY8 ;K7鍵按下</p><p>　　MOV 30H,#0FDH ;設(shè)置音階7</p

32、><p>　　MOV 31H,#0D6H</p><p>　　LJMP SET_TIMER</p><p><b>　　KEY8: </b></p><p>　　CJNE R0,#7FH,NOKEY ;K8按下</p><p>　　MOV 30H,#0FDH

33、 ;設(shè)置音階8</p><p>　　MOV 31H,#0FBH</p><p>　　SET_TIMER:</p><p>　　SETB TR0 ;發(fā)聲</p><p>　　SJMP START</p><p><b>　　NOKEY:</b>&

34、lt;/p><p>　　CLR TR0 ;無鍵按下</p><p>　　SJMP START</p><p>　　INT_T0: ;T0中斷服務(wù)程序</p><p>　　MOV TH0,30H ;定時器賦初值</p><