基于51單片機的電子琴設計

邵陽學院信息工程系 徐江維 李 菲

基于51單片機的電子琴設計

邵陽學院信息工程系 徐江維 李 菲

基于51單片機的電子琴設計是以STC89C52單片機為微控制元件，包含了電源模塊、4X4矩陣鍵盤、揚聲器等模塊，通過制作基于51單片機的電子琴硬件電路和基于51單片機的電子琴軟件編寫，然后對基于51單片機的電子琴進行硬件與軟件的調試運行，最終達到基于51單片機的電子琴設計的基本要求，如樂器演奏、點歌、存儲及顯示功能。根據音符與頻率關系圖并利用STC89C52單片機產生不同頻率來獲得我們要求的音階，從而可按照鍵盤控制彈奏音樂。

STC89C52單片機；4X4矩陣鍵盤；電子琴

1.方案設計

使用STC89C52單片機作為微控制器,因為它的性價比非常高,完全滿足基于51單片機的電子琴設計智能的要求,STC89C52單片機具有 8K字節系統可編程Flash存儲器,使基于51單片機的電子琴軟件設計有足夠的空間供內部使用。在設計的過程中，利用C51語言對STC89C52單片機進行編程，根據音符與頻率關系圖并利用STC89C52單片機產生不同頻率來獲得我們要求的音階，從而可按照鍵盤控制彈奏音樂。

2.硬件設計

基于51單片機的電子琴設計的硬件設計的任務是在選擇微控制器STC89C52單片機的基礎上，具體確定基于51單片機的電子琴設計所需要使用的電子元器件，從而設計出系統原理框圖。基于51單片機的電子琴設計總體原理框圖如圖1所示。

圖1 電子琴系統原理框圖

圖2 音符與頻率關系圖

3.軟件設計

一首簡單而好聽的音樂或者樂曲是由許多不同的音節組成的，但是每一個音節對應著不同的頻率，這樣基于51單片機的電子琴設計就可以利用不同頻率的組合而得到我們所需要的音樂。利用STC89C52單片機的內部定時器而輸出不同的頻率的方波。音符與頻率如圖2所示。

4.系統調試與測試

在基于51單片機的電子琴設計系統設計中硬件與軟件都采用了模塊設計法,所以在系統的調試與測試中方便對各電路模塊功能和各軟件模塊進行逐級測試。

在系統調試與測試中，我們將基于51單片機的電子琴設計的整個調試分為三大部分：基于51單片機的電子琴設計的硬件調試、基于51單片機的電子琴設計的軟件調試和基于51單片機的電子琴設計的綜合調試。基于51單片機的電子琴設計的硬件調試主要了電源調試、STC89C52單片機最小系統調試、數碼管LED電路調試、單片機按鍵模塊調試等各個模塊調試。基于51單片機的電子琴設計的軟件調試通常應該具備四種性能：跟蹤、斷點、查看變量、更改數值。通過不斷調試與測試，基于51單片機的電子琴設計的系統大部分功能已經實現，可以按照鍵盤控制彈奏音樂，同時還可以顯示在基于51單片機的電子琴的數碼管上，基本達到了基于51單片機的電子琴設計要求。

5.結語

電子琴是一種鍵盤樂器，電子琴其實根本不是一個正確叫法，因為它形似鋼琴，所以就有人叫它電子琴了，實際上正規的叫法應該是電子合成器，它在現代音樂中扮演一個非常重要的角色。本文的主要使用STC89C52單片機為核心控制部件，

包含了電源模塊、4X4矩陣鍵盤和揚聲器等模塊，通過制作基于51單片機的電子琴硬件電路設計和基于51單片機的電子琴C51軟件編寫，然后對基于51單片機的電子琴進行硬件與軟件的調試運行，最終達到基于51單片機的電子琴設計的基本要求。

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