1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作，而且由于它有具有现代音乐，特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构和特征，因而使我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音乐的教学时，更直接、更简便。单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。

电子琴设计方法的发展历史及现状：（1）基于数字电子技术的简易电子琴设计。简易电子琴可以利用数字电路产生不同频率信号驱动扬声器来实现，利用数字电路来产生c调的低、中、高二十一个音阶。对于固定简单功能的实现，数字电路具有结构简单、实现方便、产生频率稳定、成本低、低廉等优点。在数字电路中，可以用施密特多谐振荡器产生频率稳定的方波，该电路结构简单、操作方面，是制作简单电子琴很不错的选择。（2）基于模拟电子技术的简易电子琴的设计。首先，如果将七个音阶的低音、中音、高音对应的频率的输出。通过放置rc桥式振荡电路，也就是由rc串并联组成的选频网络和一套由集成运放opo7cp构成的电压负反馈放大电路组成的放大电路。其次，放置电压控制器，采用一个定值电阻和一个滑动变阻器串联，并将滑动变阻器接地，在这两个电阻之间接入一个由集成运算放大器（例如tl084acd）构成的电压跟随器。最后，放置功率放大器，对微弱信号进行放大。（3）基于eda技术的简易电子琴的设计。系统实现是用硬件描述语言verilog按模块化方式进行设计，然后进行编程、时序仿真、电路功能验证，奏出美妙的乐曲。系统设计采用自顶向下的设计方法，由乐曲演奏模块、音调发生模块和数控分频模块三部分组成。乐曲演奏原理：组成乐曲的每个音符的频率值（音调）及其持续的时间（音长）是乐曲能连续演奏所需的两个基本数据，因此只要控制输出到扬声器的激励信号频率的高低和持续的时间，就可以使扬声器发出连续的乐曲声。（4）基于微机原理的简易电子琴的设计。对于特定的d/a转换接口电路，cpu执行一条输出指令将数据送入d/a，即可在其输出端得到一定的电压输出。给d/a转换器输入按正弦规律变换的数据，在其输出端即可产生正弦波。按下某键后发音时间的长短可以由发出的正弦波的个数多少来控制。七段数码管采用共阴极，段码采用同相驱动，输入端加高电平，选中的数码管亮，位码加反相驱动器，位码输入端高电平选中。（5）基于单片机的简易电子琴的设计。当有按键按下的时候，单片机接收到是那个按键按下，从而扬声器显示发音，并在液晶显示器上显示所发的是七个音符里的哪一个，同时按键附近的灯随之也亮起来。

本设计将采用at89c51芯片实现乐曲的演奏。at89c51是美国atmel公司生产的低功耗，高性能cmos 8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的flash只读程序存储器，器件采用atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中，atmel的at89c51是一种高效微控制器，at89c51是它的一种精简版本。at89c51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案,可为您提供许多高性价比的应用场介，可灵活应用于各种控制领域。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

(1)研究或者解决的问题

用at89c51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器,并能够发出声音

当单片机检测到某一个按键按下的时候，按键附近的灯随之也亮起来，扬声器发出按键设计时所要发出的音，在液晶显示器上显示出该音是七个音阶里的那个音。连续按下按键之后，扬声器就可以发出一段连续的音乐，从而达到电子琴演奏的效果。