基于51单片机的16键多功能电子琴设计

论文总字数：9098字

摘 要

1 绪论 4

1.1本设计的背景 4

1.2本设计的目的、意义 4

1.3本设计研究的主要方向 4

2系统总体方案设计 5

2.1系统整体设计概述 5

3.1.1 STC89C52单片机 5

3.1.2 STC89C52引脚说明 6

3.1.3 最小系统电路 8

3.2数码管显示模块 8

3.2.1数码管显示模块的原理介绍 8

3.2.2数码管显示模块的电路设计 9

3.3矩阵键盘模块设计 10

3.4功率放大模块设计 12

3.4.1LM386内部原理 12

3.4.2 关于我LM386改进 13

3.5发声模块简介（扬声器模块） 14

4 系统软件设计 14

4.1系统软件总体设计框图 14

4.2定时器产生音乐信号原理 15

4.3程序设计的原理 16

5.系统调试 16

5.1硬件调试 16

5.2软件调试 17

5.3调试结果 17

5.2.2硬件图 18

结论 19

参考文献 20

致谢 21

摘要：当代乐器中，电子琴是新兴科技在音乐领域的一个伟大创作。传统的8键电子琴已经不能满足人们对音乐的需求。它应用于编曲，作曲，现场演奏，乐队等。本设计的硬件部分主要包括：以51单片机为主的单片机模块、LED数码管显示模块、矩阵键盘模块、功率放大模块、以扬声器为主的发声模块。本次设计具有很多优点，它的系统稳定、易于学习、无操作难度、易于携带及摆放、音色和音量固定、它还拥有16个音符。

关键词：单片机，矩阵键盘，LED数码管，扬声器

Abstract: Among contemporary musical instruments, the electronic piano is a great creation of emerging technology in the field of music. The traditional 8-key keyboard has not been able to meet people"s needs for music. It is used for arranger, composer, live performance, band and so on. The hardware part of this design mainly includes: 51 single-chip microcomputer module, LED digital tube display module, Matrix keyboard module, power amplifier module, speaker based vocal module. This design has many advantages. Its system is stable, easy to learn, no difficulty in operation, easy to carry and place, and has a fixed tone and volume. It also has 16 notes.

Keywords: Single chip microcomputer, matrix keyboard, led digital tube, speaker

1 绪论

1.1本设计的背景

单片机开发的时间不久，但是它的发展速度特别的快，而且它的种类五花八门。迄今，整个行业已经开发了很多种类的单片机。其中，八位，十六位，三十二位的，琳琅满目。就现在，单片机没有表面的出现在我们的生活环境中，但是它无时无刻不对我们的日常生活起到支配性的作用。常用的单片机，例如，电话，计算器，儿童玩具，智能家居之类的，都有单片机的身影。随着经济水平的提高，单片机发展日趋完善，将来或许会出现新型单片机。伴随着现代社会各个方面的飞速发展，体积小巧、价格低廉、运行速度快、功率低、容易控制的单片机，得到了社会各个方面的应用。

1.2本设计的目的、意义

1. 近现代，电子琴频繁在演奏会、音乐会、作曲以及编曲室现身。
2. 我设计电子琴，因为电子琴更便宜一点，性价比相当的高。并且因为乐理 和钢琴一样，都是键盘，同样都是五线谱，所以对于以后学习其他乐器，可
3. 奠定良好的学习基础。如果学的好，可以用电子琴进行配乐，演奏。
4. 键电子琴入门快，音量音色非常稳定。电子琴还可以直接设置混响效果。
5. 16键电子琴很容易携带，并且它的占地面积特别小，顺应了时代发展的 需求，可以满足我们普通家庭日益增长的物质文化需求与生活实际的平衡性问题。

1.3本设计研究的主要方向

其综合应用了两项设计。

1. 用4*4的行列式键盘来扫描我们使用的按键。
2. 可以通过不同的频率按键控制15种发音。
3. 其有一个按键，我们按下按键后可以播放本来存放的歌曲。

2系统总体方案设计

2.1系统整体设计概述

本设计以STC89C52单片机为控制核心。由最小系统模块进行电源供电，采用了4*4的行列式按键输入信号,由单片机控制显示模块LED数码管进行显示和功率放大模块LM386进行功放,再由LM386驱动发声模块扬声器进行发声。其主要实现弹奏和播放两种功能。

3.1.1 STC89C52单片机

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