青岛理工大学琴岛学院课程设计报告课题名称：单片机原理课程设计学院：机电工程系专业班级：电气工程及其自动化104班学号：20100202135学生：刘银丽指导老师：耿立明青岛理工大学琴岛学院教务处2012年12月21日学生刘银丽指导老师耿立明课题名称电子琴设计时间2012.9.3—2012.9.72012.12.17—2012.12.21设计地点实训楼304室设计目的基于单片机STC89C52为核心，通过编写C语言程序，利用矩阵按键模块，实现简易电子琴功能。使其能够发出16个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另一个音调的声音，并且具有一般演奏功能。设计内容（包括设计过程、主要收获、存在问题、解决措施、建议）设计内容1.音乐产生的原理一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系正确即可。若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P3.7反相，然后重复计时再反相。就可在PP3.7引脚上得到此频率的脉冲。2.蜂鸣器发声原理蜂鸣器按其是否带有信号源又分为有源跟无源两种类型。（有源蜂鸣器内部带振荡源，无源蜂鸣器内部不带振荡源。）这里所说的“源”不是指“电源”，而是指“振荡源”。有源蜂鸣器直接接上额定电源就可连续发声;而无源的需要在其供电端上加上高低不断变化的电信号才可以驱动发出声音。而我们的蜂鸣器是无源器件必须给一个方波信号才能使蜂鸣器发声，在此电路中我通过定时器在中断中使蜂鸣器取反使其产生一个方波信号使其发声，同样可以通过送入蜂鸣器的不同频率能产生不同的音调。原理设计利用STC89C52的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。计数脉冲值与频率的关系式(如式3-1所示)是：N＝fi÷2÷fr（3-1）式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。其计数初值T的求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的计数值。T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr低音DO的T＝65536－500000/262＝63627中音DO的T＝65536－500000/523＝64580高音DO的T＝65536－500000/1046＝65059二、存在问题最初的时候，我们把按键定义在实习板左侧那8个按键，由于还要留一个按键进行歌曲播放功能，按键就不够用了。定义在实习板右侧的矩阵按键那，也出现了按键不能正常使用的现象。每个按键对应的音阶有偏差，而且高音低音之间没有什么区别，可能输入音乐频率出错。三、解决方法我们认真检查了实习板，尤其是矩阵按键焊接的部分，排除了按键不能用是硬件出现问题。然后，拿出单片机设计指导书和单片机原理书，认真的学习有关矩阵按键使用方面的内容。知道了矩阵按键使用线反法对应键号与键值的关系。0xe70xd70xb70x770xeb0xdb0xbb0x7b0xed0xdd0xbd0x7d0xee0xde0xbe0x7e四、主要收获在为期一周的单片机课程设计中，我在增长知识、提高能力的同时，产生了很深的感触。从初步定下方案到编出程序，从不断的运行排错到调试成功，在整个设计过程中，着实受益匪浅，不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的东西。在设计的过程中难免会遇到各种各样的问题，但是在这重重困难之中我了解到自己的真实水平，并努力提高自己。同时我明白，对于想要成功的人来说更重要的不是知识或技能，而是克服困难的信心。实践证明看似“莫名其妙”的错误只要坚持尝试必定有办法解决，应灵活地从各方面找原因而不是一味归咎于实验仪器或软件平台。同时我意识到合作的精神是非常重要的。有目的的分工可以提高课程设计的质量和效率，互帮互助的学风可以使每个成员走最少的弯路而增长最多的知识。将以调试好的程序烧进ST