第二章 系统方案 STC89C51介绍

2。1 系统基本设计思路

  电子琴通过按键来实现扬声器发出不同音调或自动演奏，同时led等进行灯光变幻。

   电路包括：stc89c51芯片、按键、LED灯、扬声器。

2。1。1 各部分说明

（1）按下按键能产生8个音阶的音调。

（2）stc89c51芯片输出信号使各个模块能够协调工作。

（3）通过译码电路使stc89c51芯片输出信号使灯模块和发声模块正常工作。

2。1。1系统工作过程

单片机产生对应音调频率的脉冲，在CPU中完成大部分工作，CPU会不停地检测按键的输入信号，读取到信号后，会进入芯片处理，通过p1输出到喇叭。

2。2 单元电路方案论证

根据设计要求，本系统主要由控制器模块、显示模块和输入模块构成。为较好的实现各模块的功能，我们分别设计了以下几种方案并分别进行了论证。

2。2。1 控制器模块

方案1：使用凌阳单片机为本设计的核心

凌阳单片机作为衍生机型，体积更小，稳定性更高，将所有元件放入一块小小的芯片，能够实现各种各样的功能。作为现代产品它拥有更高的运行速度，在大型系统中有更广泛的运用。

方案2：采用51系列作为系统控制器

传统51的一个显著优点就是长时间大量生产带来的成熟技术与低廉成本，在网络上可以随意购买。而且本身的运算，编程能力也不弱，拥有更高的自由度，用简单的c语言即可实现自己想要的功能。

本次设计的以上两种都可以满足，但我在学习中接触的51单片机更多更加熟悉，而且51也更加便宜，所有这次选择了方案二。

2。2。2 发声模块

发声模块是本设计的最主要的部分。

基本方案：在这次设计中最重要的就是发生电路，有了他我们才能实现吧产生的信号放大输出到扬声器中。为了实现这个功能我们需要用到两个三极管cs9031，它是一种属于npn的放大管，功率较小。

判断三极管引脚的方法：

首先判断三极管的基极。对于一个属于npn的三极管，我们可以假定一个基极然后用万用表的黑笔接上，接下来用红笔分别接另外两个并观察，如果两次的电阻值都较小，就调换笔观察，如果变大，那么假定的基极就是正确的，如果不是这样的情况，万用表数值一大一小，那么我们假定的基极就是错误的，可以换一极重复以上操作。

在判断出基极以后，我们可以用测量电阻的方法继续判断e和c。万用表分别接两级读出电阻，然后交换。读出的两侧阻值结果应该不相等，较小的一次就可以确定红为e黑为c。对于pnp管判断方法类似，在本设计中没有用到，所以不在多讲，具体在书或网络上都有。

使用万用表判断完npn管管脚后，我们就可以用它们形成一个复合管结构。串联形成的等效管对电流的放大作用是原来的两个三极管的乘积。这时的信号传导喇叭里声音会更响更清楚。

在本次设计中，我们通过改变管脚高低电平的输出频率来改变音调。

2。2。3 led模块 

LED方案选择

1。使用LED点阵屏4块大小为32mm*32mm、点大小3MM的8*8共阳点阵屏组成16*16点阵（大小64mm*64mm）。驱动部份使用两个移位带锁存的74HC595和两个3-8译码器74HC138组成4-16译码功能。数据接口有输入和输出并列两边，采用对称方式，可多块拼接组成32*16、48*16、64*16、64*32…等点阵。

左右两边各有10个引脚，输入与输出对称，很方便多板拼接。板子出厂安装好两个固定螺丝，有长（螺丝整长约20MM）和短（螺丝整长约10MM）两种。这种方案优点是轻巧方便，缺点是形状单一，没有办法改变任一led的位置。