计算机硬件技术基础课程设计任务书编号：10河北工业大学计算机硬件技术基础（MCS-51单片机原理及应用）课程设计任务书学院班级设计人__成绩____一、题目：液晶显示+简易电子琴的设计二、目的与要求目的：（1）能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。（2）熟悉8051单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。（3）实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。（4）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。基本要求：（1）要按任务书的要求认真分析问题，并解决问题；（2）要求用MCS-51单片机知识完成程序的设计；（3）在实验室利用现有的设备，完成题目的设计与调试。创新要求在基本要求达到后，可以进行创新设计，如更加完善程序功能。书写设计报告的要求设计报告中包含以下几个方面：设计题目总体设计所实现的功能描述。设计方案的描述。硬件系统设计，包括所需设备，接线方式，以及资源分配。软件系统的设计，包括划分功能模块，写出各个功能模块实现的功能。画出程序流程图列出程序清单，并加以必要的注释写出调试程序的方法指出所设计问题的不足和改进方案自评分和收获体会三、设计方法和基本原理问题描述：设计一个简易的电子琴，要求用DP-51PROC的按键K1~K7作为电子琴的按键，控制蜂鸣器能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。电路图如下：问题的解决方案：由于一首音乐是由许多不同音阶组成，每个音阶对应不同的频率，这样我们可用不同频率组合，即可构成我们想要的音乐了，当然对单片机产生不同的频率非常方便，我们可用单片机的定时/计数器0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系设定正确即可。对于晶振频率为11.0592MHz的单片机，定时器假如选择工作方式1，那T值便为T＝216-5*105/相应的频率，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值。建立这样一个数据表，然后采用查表程序即可。连线要求：用导线将A2的P3.3（INT1）与B5区的BUZZ接口相连，用排线将D1区的J53与A2区的J61相连，如上图所示。四、课程设计的考核方式及评分方法1．考核方式课程设计结束时，在机房当场验收。学生演示，老师检查运行结果是否正确。回答教师提出的问题。学生提交课程设计报告（A4纸打印），并将电子文档和源程序发至知道教师信箱。2．评分方法(1)出勤率(2)课程设计准备工作(3)课程设计期间纪律(4)课程设计运行结果(5)课程设计报告（6）答辩情况附件1：音节与频率第一个问题：八度音的频率关系。每相邻的两个半音，高音频率是低音频率的“2的1/12次方倍”。例如国际标准音A的频率是440HZ，那么比它高半音的bB，频率就是：440*2^(1/12)=466.13HZ。所以，以此类推，一个八度的12个音，连乘下来，结果正好得2。通俗一点儿也就是说，高音1的频率是比他低一个八度的那个1的频率的两倍。第二个问题：不同乐器的同一个音的振动频率是否相同。大至相同，但有微小的差别。比如吉他的国际标准音A的频率是440HZ，而小提琴的这个A就用441HZ。音階與頻率的轉換標準A=440Hz高8度音的頻率為原來音頻率的2倍下圖為音階圖，每一格為一個半音。若f1距f2n個半音，則運算公式：n個半音=1/12*log2(f1/f2)，若f1<f2則n<0，若f1>f2則n>0.例：C比A低9個半音，計算C的頻率f，-9=1/12*log2(f/440)得f=261.6C調音階do,re,mi,fa,so,la,ti,do,為261.6,293.7,329.6,349.2,392.0,440.0,493.9,523.2。其中第一個do為261.6Hz，第二個do為523.2Hz是第一個do的2倍。一拍=四分音符，若建議速度=120(BPM)，則表示一秒=兩拍=兩個四分音符，若建議速度=60(BPM)，則表示一秒=一拍=一個四分音符。电子琴1．实验任务（1）.由4X4组成16个按钮矩阵，设计成16个音。（2）.可随意弹奏想要表达的音乐。2．电路原理图图4.22.13．系统板硬件连线（1）.把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上；（2）.把“单片机系统“区域中的P3.0－P3.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”区域中的C1－C4R1－R4端口上；4．相关程序内容（1）.4X4行列式键盘识别；（2）.音乐产