基于51单片机的电子琴设计

邵阳学院信息工程系 徐江维 李 菲

基于51单片机的电子琴设计

邵阳学院信息工程系 徐江维 李 菲

基于51单片机的电子琴设计是以STC89C52单片机为微控制元件，包含了电源模块、4X4矩阵键盘、扬声器等模块，通过制作基于51单片机的电子琴硬件电路和基于51单片机的电子琴软件编写，然后对基于51单片机的电子琴进行硬件与软件的调试运行，最终达到基于51单片机的电子琴设计的基本要求，如乐器演奏、点歌、存储及显示功能。根据音符与频率关系图并利用STC89C52单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，从而可按照键盘控制弹奏音乐。

STC89C52单片机；4X4矩阵键盘；电子琴

1.方案设计

使用STC89C52单片机作为微控制器,因为它的性价比非常高,完全满足基于51单片机的电子琴设计智能的要求,STC89C52单片机具有 8K字节系统可编程Flash存储器,使基于51单片机的电子琴软件设计有足够的空间供内部使用。在设计的过程中，利用C51语言对STC89C52单片机进行编程，根据音符与频率关系图并利用STC89C52单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，从而可按照键盘控制弹奏音乐。

2.硬件设计

基于51单片机的电子琴设计的硬件设计的任务是在选择微控制器STC89C52单片机的基础上，具体确定基于51单片机的电子琴设计所需要使用的电子元器件，从而设计出系统原理框图。基于51单片机的电子琴设计总体原理框图如图1所示。

图1 电子琴系统原理框图

图2 音符与频率关系图

3.软件设计

一首简单而好听的音乐或者乐曲是由许多不同的音节组成的，但是每一个音节对应着不同的频率，这样基于51单片机的电子琴设计就可以利用不同频率的组合而得到我们所需要的音乐。利用STC89C52单片机的内部定时器而输出不同的频率的方波。音符与频率如图2所示。

4.系统调试与测试

在基于51单片机的电子琴设计系统设计中硬件与软件都采用了模块设计法,所以在系统的调试与测试中方便对各电路模块功能和各软件模块进行逐级测试。

在系统调试与测试中，我们将基于51单片机的电子琴设计的整个调试分为三大部分：基于51单片机的电子琴设计的硬件调试、基于51单片机的电子琴设计的软件调试和基于51单片机的电子琴设计的综合调试。基于51单片机的电子琴设计的硬件调试主要了电源调试、STC89C52单片机最小系统调试、数码管LED电路调试、单片机按键模块调试等各个模块调试。基于51单片机的电子琴设计的软件调试通常应该具备四种性能：跟踪、断点、查看变量、更改数值。通过不断调试与测试，基于51单片机的电子琴设计的系统大部分功能已经实现，可以按照键盘控制弹奏音乐，同时还可以显示在基于51单片机的电子琴的数码管上，基本达到了基于51单片机的电子琴设计要求。

5.结语

电子琴是一种键盘乐器，电子琴其实根本不是一个正确叫法，因为它形似钢琴，所以就有人叫它电子琴了，实际上正规的叫法应该是电子合成器，它在现代音乐中扮演一个非常重要的角色。本文的主要使用STC89C52单片机为核心控制部件，

包含了电源模块、4X4矩阵键盘和扬声器等模块，通过制作基于51单片机的电子琴硬件电路设计和基于51单片机的电子琴C51软件编写，然后对基于51单片机的电子琴进行硬件与软件的调试运行，最终达到基于51单片机的电子琴设计的基本要求。

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