十六个红色的 LED 代表按键的音符 DO，RE，MI。。。分别接到 P0 口的各个 I 端口和 P2 口各个端口。音符 DO，对应 4 个 LED（4,8,12,16）亮，音符 MI 时，另外 4 个 LED（3,7， 11,15）亮。

2。5 系统总体功能概述

该设计方案是通过按键随意按下所要表达的音符，扬声器中发出有效的声音。通过功 能键可以选择播放音乐或者弹奏音节，硬件主要有下面几个部分组成，如图 2-2 所示。

（1）总体实现功能

图 2-2 系统结构示意图

以 STC89C51 单片机为基础的声光电子琴实现按键手动播放，和自动播放音乐及 LED

流水灯配合工作的功能。此设计是在 LED 小灯上显示灯光的变换，扬声器播放弹奏的曲子。 电路包括：键盘、单片机及 LED 显示电路，声音电路。

（2）单片机部分功能

单片机要产生音频脉冲，主要处理过程是在 CPU 中完成的，CPU 会随时对音符输入 信号进行读取数据的操作。在读取了相应的寄存器的值后，CPU 将读取的值进行处理， 再通过 I/O 口把音乐通过扬声器播放出来。文献综述

（3）主体方案

本电子琴就是从单片机 STC89C51 切入，通过使用 STC89C51 的内部的可编程定时器

/计数器，结合对外接晶振的调节来确定一个合适的振荡周期，从而确定出内部的机器周 期。该简易电子琴通过控制单片机内部的定时器 T0 来产生不同频率的方波,驱动喇叭发出 不同音节的声音。再利用延迟来控制发音时间的长短,即可控制音调中的节拍。把乐谱中的 音符对应的频率转换为定时常数,把相应的节拍变换为定时常数,然后作成表格存放在储存 器中,由程序查表得到定时常数和延时常数,分别用以控制定时器产生方波的频率和该频率 方波的持续时间。当延迟常数到时,再查下一个音符的定时常数和延迟常数。依次进行下去,

（1）键盘用于弹奏音乐，八个按键 8 种音符。

（2）单片机通过输出各种电脉冲信号驱动控制各部分正常工作。

（3）单片机发送的信号分别经过 LED 显示电路通过译码最终在 LED 小灯和声音电路通 过扬声器显示出来。

2。6 单片机最小系统

本文研究时为了能使单片机正常的工作，需要先为单片机构建出一个最小系统。而单 片机的最小系统一般由三个部分组成，分别是电源电路，晶振时钟电路以及复位电路。

首先是电源电路，任何电子产品都需要电能作为能量来源，单片机也不例外，所以要 想单片机正常工作，电源电路是不可或缺的部分，其结构如图 2-5 所示。

+5V 电源电路结构图

因为单片机的工作电压为 5V 直流电，所以将这一电压的电源接到单片机的 VCC 引脚上， 之后将单片机的 GND 引脚接地以完成电源电路的连接。

 2-6 时钟电路结构示意图

单片机必须在时钟的控制下才能工作，在单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相 放大器，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定 性。其结构如图 2-6 所示。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

此设计中的时钟电路选用内部时钟方式的石英晶体振荡器，它的输入端为芯片引脚 XTAL1，在加电大约延迟 10ms 后振荡器起振；输出端为 XTAL2，产生幅度为 3V 左右的 正弦波时钟信号。这两个引脚跨接石英晶体和微调电容，构成一个稳定的自激振荡器，其 振荡频率主要由石英晶振的频率确定。电路中两个电容 C1、C2 的作用有两个：一是帮助 振荡器起振；二是对振荡器的频率进行微调。C1、C2 的典型值为 30PF。因为这样的话， 时钟电路的一个脉冲时间就是 1/12 微秒，而一个机器周期是 12 个脉冲周期组成的，这样 一个机器周期就正好是 1 微秒