常州工學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目錄第一章設(shè)計(jì)任務(wù)…………3第二章設(shè)計(jì)說(shuō)明…………42.1設(shè)計(jì)方案……………………42.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明……………………42.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………11第三章設(shè)計(jì)成果………………………143.1仿真圖………………………143.2程序…………………………15第四章結(jié)束語(yǔ)…………17第五章致謝………………18第六章參考文獻(xiàn)………………………19

第一章設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)16鍵電子琴，分別發(fā)出do的低音、re的低音、mi的低音、fa的低音、so的低音、la的低音、si的低音、do的中音、re的中音、mi的中音、fa的中音、so的中音、la的中音、si的中音、do的高音、re的高音。完成電路設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)和proteus仿真。第二章設(shè)計(jì)說(shuō)明2.1設(shè)計(jì)方案（構(gòu)思、分析、確定） 方案一：用可控硅制作電子琴。將220V交流電經(jīng)變壓器降壓，再經(jīng)過(guò)整流、濾波，獲得+13.5V直流電壓。將單向可控硅SCR和電阻、電容組成馳張振蕩器電路。但該設(shè)計(jì)方案制作成本高且復(fù)雜。方案二：采用AT89S52單片機(jī)進(jìn)行控制，由于其性?xún)r(jià)比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲(chǔ)空間達(dá)到8K，使軟件設(shè)計(jì)有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級(jí)，使用方便，抗干擾性能提高。鑒于上述對(duì)比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案二。2.2、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及說(shuō)明1.系統(tǒng)組成及總體框圖硬件設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的原理框圖。鍵盤(pán)輸入部分鍵盤(pán)輸入部分控制部分顯示部分揚(yáng)聲器發(fā)聲部分電源部分圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.各部分原理（1）控制部分該設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，單片機(jī)工作于12MHZ時(shí)鐘頻率，使用其定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0，工作模式為1，改變計(jì)數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號(hào)。該設(shè)計(jì)具有16個(gè)音節(jié)的鍵盤(pán)，用戶可以根據(jù)樂(lè)譜在鍵盤(pán)上進(jìn)行演奏，音樂(lè)發(fā)生器會(huì)根據(jù)用戶的彈奏，通過(guò)揚(yáng)聲器將音樂(lè)播放出來(lái)。由于實(shí)現(xiàn)的音樂(lè)發(fā)生器是由用戶通過(guò)鍵盤(pán)輸入彈奏樂(lè)曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。功能特性：AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門(mén)狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。主要性能：與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器、1000次擦寫(xiě)周期、全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz

、三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器

、32個(gè)可編程I/O口線

、三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源、全雙工UART串行通道、低功耗空閑和掉電模式、掉電后中斷可喚醒、看門(mén)狗定時(shí)器、雙數(shù)據(jù)指針、掉電標(biāo)識(shí)符。管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)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(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)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)，P1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(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“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(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)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(hào)和控制信號(hào)。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(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)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：管腳備選功能:P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7/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(hào)。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(wèn)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(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)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(guò)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)，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(wú)效。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。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(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)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(lái)自反向振蕩器的輸出。（2）顯示部分本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的顯示電路采用LED數(shù)碼管顯示，LED（Light-EmittingDiode）是一種外加電壓從而流過(guò)電流并發(fā)出可見(jiàn)光的器件。LED是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻。LED有單個(gè)LED和八段LED之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱(chēng)為共陽(yáng)極顯示器(如圖b所示)，陰極連在一起的稱(chēng)為共陰極顯示器(如圖c所示)。1位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管a~g控制七個(gè)筆畫(huà)（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫(huà)式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開(kāi)頭有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。此外，要畫(huà)出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來(lái)。（a）外形（b）共陽(yáng)極(C)共陰極圖2-2數(shù)碼管引腳數(shù)碼管顯示模塊核心是共陽(yáng)級(jí)數(shù)碼管，通過(guò)來(lái)自單片機(jī)I/O口的電平高低來(lái)點(diǎn)亮和熄滅數(shù)碼管上的發(fā)光二極管，通過(guò)單片機(jī)送來(lái)的數(shù)碼管顯示編碼可以在數(shù)碼管上顯示數(shù)字和字符，使應(yīng)用人員可以很容易的理解按鍵按下所對(duì)應(yīng)的音符。圖2-3數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖（3）揚(yáng)聲器發(fā)聲部分圖2-4揚(yáng)聲器發(fā)聲模塊電路原理圖音符頻率與計(jì)數(shù)值T的對(duì)照表音符頻率（HZ）計(jì)數(shù)值（T值）音符頻率（HZ）計(jì)數(shù)值（T值）低1DO26263628#4FA#74064860#1DO#27763737中5SO78464898低2RE29463835#5SO#83194934#2RE#31163928中6LA88064968低3MI33064021#6LA#93264994低4FA34964103中7SI96865030#4FA#37064185低1DO104665058低SO39264260#1DO#110965085#5SO#41564331高2RE117565110低6LA44064400#2RE#124565134#6LA#46664463高3MI131865157低7SI49464524高4FA139765178中1DO52364580#4FA#149065198#1DO#55464633高5SO156865217中2RE58764633#5SO#166165235#2RE#62264884高6LA176065252中3MI65964732#6LA#186565268中4FA69864820高7SI196765283T的值決定了TH0和TL0的值，其關(guān)系為：TH0=T/256，TL0=T%256（4）鍵盤(pán)輸入部分對(duì)鍵盤(pán)掃描電路的掃描方式有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法，在此次程序編寫(xiě)中，采用行掃描法，通過(guò)在p20~p23上循環(huán)送出0掃描信號(hào)，p24~p27輸入按鍵上的高低電平信息給單片機(jī)，經(jīng)處理程序，判斷出是哪個(gè)開(kāi)關(guān)按下，并送主程序以實(shí)現(xiàn)不同功能。圖2-5鍵盤(pán)輸入模塊電路原理圖（5）電源部分由于本次設(shè)計(jì)的芯片的工作電壓都為5V，為了排除因?yàn)殡妷翰环€(wěn)定或者不準(zhǔn)確影響電路的工作和軟件的調(diào)試，本次設(shè)計(jì)單獨(dú)用LM7805設(shè)計(jì)了一個(gè)輸出5V的電壓的電路，如圖3-11所示,其中J0為一變壓器插排接口，輸出電壓在7.5V，為交流電壓，經(jīng)過(guò)整流橋進(jìn)行整流，電容濾波，再經(jīng)過(guò)LM7805穩(wěn)壓后，得到本次設(shè)計(jì)所需的5V直流電源。圖2-6電源模塊電路原理圖2.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)總體功能流程圖NN定時(shí)器初始化數(shù)碼管顯示一主程序開(kāi)始循環(huán)檢測(cè)按鍵Y數(shù)碼管顯示揚(yáng)聲器出聲圖2-7系統(tǒng)總體功能流程圖按鍵子程序流程圖如下：K1鍵按下K1鍵按下K2鍵按下K3鍵按下K4鍵按下K5鍵按下K6鍵按下K7鍵按下數(shù)碼管顯示0.，并發(fā)出do的低音數(shù)碼管顯示1.，并發(fā)出re的低音數(shù)碼管顯示2.，并發(fā)出mi的低音K8鍵按下數(shù)碼管顯示3.，并發(fā)出fa的低音數(shù)碼管顯示4.，并發(fā)出so的低音數(shù)碼管顯示5，并發(fā)出la的低音數(shù)碼管顯示6，并發(fā)出si的低音數(shù)碼管顯示7，并發(fā)出do的中音K9鍵按下K9鍵按下K10鍵按下K11鍵按下K12鍵按下K13鍵按下K14鍵按下K15鍵按下數(shù)碼管顯示8并發(fā)出re的中音數(shù)碼管顯示9并發(fā)出mi的中音數(shù)碼管顯示A，并發(fā)出fa的中音K16鍵按下數(shù)碼管顯示B，并發(fā)出so的中音數(shù)碼管顯示C，并發(fā)出la的中音數(shù)碼管顯示D，并發(fā)出si的中音數(shù)碼管顯示E，并發(fā)出da的高音數(shù)碼管顯示F，并發(fā)出re的高音圖2-8鍵盤(pán)子程序第三章設(shè)計(jì)成果3.1仿真圖圖3-1仿真圖3.2程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodeDSY_Table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xBF};uintcodeTone_Delay_Table[]={64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,65058,65110,65157,65178};sbitBEEP=P3^0;ucharKeyNo;voidDelayMS(ucharx){ uchari; while(x--)for(i=0;i<120;i++);}voidKeys_Scan(){ ucharTmp,k; P1=0x0F; DelayMS(2); Tmp=P1^0x0F; switch(Tmp) { case1:k=0;break; case2:k=1;break; case4:k=2;break; case8:k=3;break; default:return; } P1=0xF0; DelayMS(2); Tmp=(P1>>4)^0x0F; switch(Tmp) { case1:k+=0;break; case2:k+=4;break; case4:k+=8;break; case8:k+=12;break; default:return; } KeyNo=k;}voidplay_Tone()interrupt1{ TH0=Tone_Delay_Table[KeyNo]/256; TL0=Tone_Delay_Table[KeyNo]%256; BEEP=~BEEP;}voidmain(){ P0=0xBF; TMOD=0x01; IE=0x82; while(1) { P1=0xF0; if(P1!=0xF0) { Keys_Scan(); P0=DSY_Table[KeyNo]; TR0=1; } else { TR0=0; } DelayMS(2); }}第四章結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考及書(shū)面表達(dá)能力，最終完成了本設(shè)計(jì)。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)的過(guò)程不是一帆風(fēng)順，遇到過(guò)各種各樣的問(wèn)題。特別是設(shè)計(jì)軟件時(shí)，一些很細(xì)小的問(wèn)題都可能導(dǎo)致功能性的錯(cuò)誤，修改了多次才通過(guò)仿真。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，所以也利用圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)資源查閱了大量文獻(xiàn)資料，也請(qǐng)教了老師和同學(xué)。同時(shí)在具體的制作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)一些書(shū)本上的知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用存在著一定的差距，書(shū)本上的知識(shí)很多都是理想化后的結(jié)論，忽略了很多實(shí)際的因素，或者涉及的不全面，可在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方面的問(wèn)題，這也讓我更深刻