摘 要

从国内古时宫商角徽羽到西方七声音阶，世界的不同国家对于音乐有着自己的发展进步，这样也就形成了音乐的多样性，也促进了音乐的交流融合。电子琴是现代科学技术与音乐相融的产物，它可以产生多种多样的音色的特点使它在现代音乐中越来越普及。单片机的体积小，功能强大，价格低廉，单片机在许许多多的领域得到了充分的应用。

本次设计是利用单片机STC89C52芯片为核心芯片，拓展外电路包括数码管，蜂鸣器，键盘电路共同实现设计。一首乐曲是由不同的音符组成的，每个音发出都有它独一无二的振动频率，根据这一特点利用单片机定时器\计数器来产生不同频率的脉冲的原理，通过驱动蜂鸣器使单片机发出旋律。在程序设计方面通过Keil软件给电子琴系统编程，在硬件电路设计方面通过Proteus软件仿真电路，测试电子琴系统的功能。

在仿真能够完美运行的基础上焊接了实物电路，从而实现电子琴的基本功能：①在初始中音状态下，按下音调功能切换按键可进行高低两个八度的变换。②按下音符切换按键可实现从do到si的21个音符显示播放。③存储歌曲，并能自动播放。最后完成系统实物电路，达到设计目标。

关键词：电子琴；STC89C52；定时器

Abstract

From the ancient ancient palace to the emblem of the emblem to the Western seven sound scale, the world's different countries for music has its own development and progress, which also formed a variety of music, but also to promote the exchange of music integration. The electronic organ is the product of modern science and technology and music, it can produce a variety of characteristics of the sound so that it is more and more popular in modern music. Single-chip small size, powerful, low price, single-chip in many areas have been fully applied.

This design is the use of single-chip STC89C52 chip as the core chip, to expand the external circuit, including digital control, buzzer, keyboard circuit to achieve the common design. A piece of music is composed of different notes, each tone has its unique vibration frequency, according to this feature using the microcontroller timer \ counter to generate the principle of different frequency pulse, by driving the buzzer to make the microcontroller melody. In the program design through the Keil software to the keyboard system programming, hardware circuit design through the Proteus software simulation circuit, test the function of the keyboard system.

In the simulation can be run on the basis of the perfect operation of the physical circuit, in order to achieve the basic functions of the keyboard: ①in the initial midrange state, press the tone function switch button can be high and low two octave transformation.②Press the note switch button to achieve from DO to Si 21 note display playback.③storage songs, and can automatically play. Finally complete the system physical circuit, to achieve the design goals.

Key words: keyboard; STC89C52; timer

目 录

第1章 绪论 1

1.1 目的及意义 1

1.2 电子琴及单片机国内外现状 2

1.3 论文主要内容 3

1.4 章节安排 3

1.5 电子琴系统所用软件介绍 4

1.5.1 Keil 4

1.5.2 Proteus 4

1.6 本章小结 4

第2章 电子琴系统总体方案及硬件设计 5

2.1总体设计 5

2.2 系统各硬件模块介绍 6

2.2.1 时钟模块 6

2.2.2 复位模块 7

2.2.3 数码显示模块 8

2.2.4 按键模块 9

2.2.5 发音模块 11

2.3 本章小结 12

第3章 电子琴系统软件设计 12

3.1电子琴系统程序分析 12

3.2 电子琴系统发音设计 13

3.2.1发音原理 13

3.2.2 音阶频率对应单片机定时器初值计算 14

3.3音阶程序以及播放音乐程序设计 17

3.3.1 判断音阶（高中低音）子程序设计 17

3.3.2 播放子程序（包括自动播放存储音乐和按键发音）设计 18

3.4 本章小结 19

第4章 Proteus仿真以及电子琴系统实物展示 19

4.1仿真结果 19

4.2仿真中出现的问题 20

4.3实物展示 21

4.3实物电路中出现的问题 23

4.4程序编写中存在的问题 23

4.5 本章小结 23

第5章 总结与展望 24

5.1 总结 24

5.2 展望 25

参考文献 25

致 谢 26

第1章 绪论

1.1 目的及意义

电子琴在流行音乐中出现极为广泛，电子琴的创造发明极大地推动了现代流行音乐的进步。大自然中存在着各类不同的音色，都可以通过电子琴演奏出来。音乐就像古人写的诗词，可以通过它来表达内心那时那景的心境。除此之外，电子琴具有收录其他乐器声音、演奏其他乐器音色的功能，在很多大型的演奏会或音乐艺术作品中得到实际的应用。当今社会，大众可以通过电子琴更加便捷的接触音乐，电子琴合理的经济性也有助于它的普及，人们可以通过电子琴开展音乐教育、培养音乐素质。在信息化和电子化的时代，许多歌曲的制作需要借助电子琴来完成，因此电子琴的发明与普及为音乐的全民化做出了不可磨灭的贡献，也丰富了人们的精神生活。

单片机芯片创造的目标就是把一些简单或复杂的电路集合到一起的芯片。它的使用材料是硅片，各种各样的功能和芯片都被集合到一个小小的硅片譬如CPU，RAM，ROM，I/O等等。还可以实现数字信号向模拟信号转变或者是模拟信号向数字信号转变，该芯片的发明与创造对于人类文明的发展有着功不可没的影响。譬如在军事领域，由单片机为核心的智能化跟踪系统可以被应用于导弹的研发与改进，在工业化工领域，单片机的人工控制功能可以实现工业化流水线的现实实现。在农业生产方面，该项核心技术的发明可以实现智能化浇水灌溉，已达到节约用水，节约资源的目的。在单片机的面世之初，它的结构比较简单，能实现的功能也有限，它的组成位数只有4位，随着单片机的进步与发展，8位的单片机最小系统也随之生产出来，8位的单片机一度占领了单片机的大部分的市场^[2]。但随着社会的进步与发展，8位的单片机已经逐渐不能满足人们的生产需求，300M的单片机也随着人们的期望应运而生了，它的集成功能更加优秀，对于某些数据的处理速度也翻了多倍，相信在不久的将来，会有更加先进的单片机以提高我们的生活质量。

该芯片的创造与发展完成了从单一向集合化的跨越化的发展，该转变是一个历史性的进步，如今日常见到的单片机同我们日常使用的计算机相比最大的区别就是没有输入与输出设备，如我们日常去实验室做的单片机系统，它可实现的功能多种多样，只需将程序烧录进去通入电源即可实现我们想要的功能，我们曾把它嵌入到机器人的身上，该机器人可以实现自动行走，自动挥手的功能，把它嵌入小型飞行器里，可以实现小型飞行器的航拍，旋转飞行等功能，我们平时批发购买的单片机价格非常便宜，生产的成本完全可以适应市场的发展，同时对于电子计算机的学习和研究来说，单片机与其也具有一定的相通性，我们通过对单片机的学习与研究也可以对计算机领域的研究产生一定有意义的影响。

1.2 电子琴及单片机国内外现状

电子琴是一种我们平常很常见的乐器，类似于钢琴，它的主要演奏功能是通过键盘来实现的，其次，它还有很多的音色音调调整功能譬如手风琴的音色，竖笛的音色，以至于钢琴的音色，正是因为把各类电子合成的功能，我们如今才把它称之为电子琴，在电子琴的面世之初，被称之为电子合成器，但是电子琴并非首个被发明创造的电子乐器，早在它被发明之前，一种名叫管风琴的电子乐器被发明出来，在17世纪达到了如日中天的程度。