论文总字数：21353字

摘 要

随着人们现在对精神娱乐方面的追求，音乐在人们生活中扮演的角色越来越重要，本设计顺应这个潮流，在单片机的基础上设计了一个声光电子琴。声光电子琴在满足人们精神需求的同时融合了科技的元素，这使它在当今的音乐世界中占有重要的地位。单片机有很好的操控性和可编译性，可以灵活的实现功能，简易且精确的操作，很好的将科技融入当今人们的生活。本设计使用AT89c51单片机作为系统的CPU，通过按键来控制灯亮以及扬声器的播放，实现系统的运作。本设计具有运行稳定，电路简明，操作方便等优点，具有很好的实用性和娱乐性。

关键词：单片机 电子琴 键盘控制

The Design of the Sound and Light Keyboard Based on MCU

Abstract

As people is on the pursuit of spiritual entertainment nowadays, music p-lays a more and more important role in people. The project design a keyboard based on the MCU to conform to this trend. The keyboard meets people’s spiritual needs while incorporating elements of technology. This makes it occupies an important position in today's music world. MCU has a good quality of operability and it can be edit flexibly. It also can achieve function agility that blend technology into people’s live well. The design use AT89c51 as CPU of this system. It control the lights and loudhailer through the buttons to achieve the operation of the system.

Key Words: MCU; Electronic organ; Keyboard control

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 声光电子琴的课题背景 1

1.2 声光电子琴的设计意义 1

1.3 声光电子琴的设计依据 1

第二章 系统设计要求及方案论证 3

2.1 设计要求 3

2.1.1 基本要求 3

2.2.1 拓展部分 3

2.2 系统设计方案及其论证 3

2.2.1 控制器模块 3

2.2.2 时钟模块方案 4

2.2.3 发声模块方案 5

2.2.4 显示模块的方案 5

2.2.5 软件模块的方案 5

第三章 硬件电路设计 7

3.1 系统的结构 7

3.2 电路硬件概述 7

3.3 各个模块的硬件电路设计 7

3.3.1 控制电路 7

3.3.2 时钟电路 8

3.3.3 复位电路 9

3.3.4 按键控制模块 10

3.3.5 播放模块 11

3.3.6 显示模块 12

第四章 系统软件设计 14

4.1 定时/计数器的设置 14

4.2 音乐节拍的设置 15

4.3 系统总体功能 16

第五章 系统的组装与调试 18

5.1 硬件的组装 18

5.1.1 硬件的焊接过程 18

5.1.2 硬件的常见故障 18

5.2 硬件的调试 19

5.3 软件的调试 21

第六章 总结与展望 25

6.1 总结 25

6.2 展望 25

参考文献 26

致 谢 27

附录一 系统原理图 28

附录二 系统实物图 29

附录三 软件程序 30

第一章 绪论

1.1 声光电子琴的课题背景

本设计为基于AT89c51单片机的声光电子琴的设计，也是根据本人的兴趣爱好设计的，是在对传统电子琴的研究的基础上的创新和改进，声光电子琴是传统电子琴与现代科技的结合，在当今的音乐界占有重要的地位。

传统电子琴大多是通过汇编语言来编写系统软件的，系统比较简单，所实现的功能比较单一，而且只有通过按键的按下来实现音乐的弹奏，不能实现音乐的随意播放，且大部分电子琴没有流水灯的设计，这样用户体验就比较单调。本设计的实现是建立在对AT89c51的理解上，加入了花样灯的元素，也增加了播放储存的功能，对传统电子琴进行改进和创新所实现的。这样既尊重传统，又在传统的基础上做了改进，具有很好的娱乐性，使之更加符合现在社会的需求。

1.2 声光电子琴的设计意义

随着社会的发展与进步，高科技产品越来越体现出高效率，稳定性好，可靠性强的特点，从而也越来越受到人们的重视，单片机系统稳定，操作简易，运行高效的优点也取得了很好的效果和关注，目前市场利用单片机来开发的产品也越来越多，产品的功能也越来越多，在这个社会大背景下，科技产品越来越容易取得成功，而本设计的声光电子琴的设计就是基于单片机来实现的，对于传统功能的创新和改进使得功能的多样性和技术的实用性得到广泛的认可，所以本设计的市场前景很好。此外作为一名电子系的学生，很好的掌握单片机的应用原理是必要的，本设计的设计过程也是一个学习单片机的过程，在原先的学习基础上对单片机的有更进一步的理解。，有利于自身的发展和增值。

1.3 声光电子琴的设计依据

单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，所以单片机的集成度很高，体积很小。大多基于单片机都应用在工业环境等稳定性较差的环境中，所以对芯片的抗环境影响能力的要求比较高，单片机的设计要求是按照工业环境下的测控要求来规定的，内部线路的布局很简短，零件的焊接也很牢固，所以单片机的抗干扰性能优于一般的CPU。单片机的指令封装在ROM中，这是一个固化的ROM，所以单片机的稳定性也很高。此外，单片机的处理能力很强，I/O接口的逻辑功能丰富，而且很多引脚有第二功能，这样大大提高了单片机的实用性。单片机具有抗干扰性能好，稳定性强，功能强大，实用性能高的特点，适合用来作为本设计的系统控制中心。

本设计用89c51单片机作为系统的控制中心，与键盘模块和播放模块构成系统的主控制模块，键盘模块有八个代表八个音符的按键，花样流水灯功能键，播放音乐功能键以及复位键。系统运行时，单片机产生音频脉冲，单片机会不停地对输入信号读取，并对读取的信号进行处理，最后送到播放模块通过喇叭播放出所需要的音调。

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