本文设计的电子琴，在构造方面比较简单，体积也相对较小，可以进行独立地演奏，还设置了八个按键来进行音调的播放。

2 总体设计

2。1 设计目的

（1）通过上网或翻阅资料，了解单片机的相关知识，同时学会使用与之相对应的软件。

（2）深化单片机课程的相关概念，将理论有效地应用于实际。提高自己的创新思维能力。

（3）掌握Proteus和Keil等软件的使用。学会将两者有效的结合与应用。

2。2 设计要求

设计制作一个的电子琴，并且要有如下相关要求和相关功能：

（1）使用音频功率放大器对I0口的音频脉冲进行放大从而来驱动扬声器，产生不同的音符，从而演奏音乐。

（2）实现至少8个音调键的弹奏。

（3）至少可以播放3首音乐。

（4）当前电子琴播放的音调值需要被数码管显示出来。

（5）该电子琴应可以切换歌曲和停止播放。

2。3 方案比较来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

方案一：利用DSP作为系统的控制器。DSP芯片是一种具有特殊结构的微处理器。该芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理算法。它成本低，低功耗，具有高性能的处理能力。具有强大的外部通信接口（SCI，SPI,CAN）便于构成大的控制系统。但它成本较高，会有高频时钟的高频干扰和功率消耗较大等缺点。 

方案二：使用单片机，配合键盘、扬声器、数码管等模块，最终构成一个简单的电子琴。许许多多的音阶构成一首音乐，每个音阶又有着不同的频率，而单片机可以通过定时计数器T0产生这样的方波频率信号，从而构成音乐。并且单片机相对来说结构简单、功耗小。

终上所述，AT89C51单片机将作为本次设计电子琴的控制器。

3 系统硬件电路设计

3。1 整体方案设计

一首音乐是由许许多多的音符所组成的，一个音符由音调和节拍组成，我们只要让单片机产生相应的音调和节拍，并逐一地播放出来，就能形成一首完整的歌曲，单片机可以靠定时计数器和延时来实现音调和节拍。

我们可以将单片机设置在12MHZ时钟频率下工作，工作模式为1。通过改变T0的计数值TH0和TL0，来产生不同频率的音频脉冲信号。

弹奏输入和控制输入构成了单片机的输入部分。弹奏输入具体靠八个按键实现，对应着8个不同的音调值。控制输入则是通过设置按键来实现歌曲的切换和停止。

扬声器和数码管显示则构成了单片机输出部分。单片机通过I0口输出一定频率的音频脉冲，再通过音频功率放大器来使扬声器发出声音，如果没有音频功率放大器，原本的音频脉冲不足以驱动扬声器。数码管显示部分，本次设计使用的是共阳极数码管，来对当前演奏的音调值进行显示。

电源部分，本次是使用电脑的USB接口或者移动电源来对单片机进行供电。

整个电路的原理图如图3-1所示，系统框图如图3-2所示。

图3-1 原理图

图3-2 系统框图

3。2 单片机最小系统电路

3。2。1 单片机介绍

（1）概述论文网

 AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线。AT89C51有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。