单片机电子琴电路图及源程序代码
单片机电子琴电路图及源程序代码
电子琴的设计
摘要：介绍了用单片机设计微型电子琴的方法。给出了硬件电路、程序及程序说明。
关键词：电子琴，单片机，电路图，程序设计
单片机因其体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。本文介绍用AT89S51单片机设计微型电子琴的方法，仅需AT89S51最小系统，可按需要扩展一组小键盘（本设计只要求发7个音，因此不需扩展），再加一片LM386做音频小功放，输出到扬声器。电源可由三节5号电池提供或者由7805稳压得到5V电压。
1. 设计原理
因为每个乐音都是有固定的周期，我们可以利用单片机的P1.0（任一个I/O口都可，本设计利用P1.0）来产生音频脉冲。这样就可以发一个乐音了，然后利用程序循环这样就可以发出想要的乐音，直到完成一首完整的歌曲。
1．怎样在P1.0引脚上产生音频脉冲了？
首先知道某一音频的周期，然后将此周期除以2，即为半周期的时间了。利用定时器计时这半个周期的时间，每当半个周期的时间到了就将P1.0反向，就可以在P1.0脚上得到某一音频的脉冲了。
2．T值的计算方法（T值就是给定时器的初值）
T=65536 — N
N= Fi / 2 / Fr Fi : 内部计时一次的时间（这里为1us,
晶振12M）
FR：要产生的频率
C调各音符频率与计数值T的对照表
音符 频率(Hz) 简谱码(T值) 音符 频率(Hz) 简谱码(T值)
低 1 DO 262 63628 # 4 FA # 740 64860
# 1 DO # 277 63731 中 5 SO 784 64898
低 2 RE 294 63835 # 5 SO # 831 64934
# 2 RE # 311 63928 中 6 880 64968
低 3 M 330 64021 # 6 # 932 64994
低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030
# 4 FA # 370 64185 高 1 DO 1046 65058
低 5 SO 392 64260 # 1 DO # 1109 65085
# 5 SO # 415 64331 高 2 RE 1175 65110
低 6 LA 440 64400 # 2 RE # 1245 65134
# 6 # 466 64463 高 3 M 1318 65157
低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178
中 1 DO 523 64580 # 4 FA # 1480 65198
# 1 DO # 554 64633 高 5 SO 1568 65217
中 2 RE 587 64684 # 5 SO # 1661 65235
# 2 RE # 622 64732 高 6 LA 1760 65252
中 3 M 659 64777 # 6 # 1865 65268
中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283
3．音符码表和节拍码表的建立
因为每个音符的T值如上表，可以将所有的T值按照顺序建一个表，歌曲中需要发任何一个音都可以查表得到。
TABLE0：DW 63628，63731，63835，63928，64021，64103
DW 64185，64260，64331，64400，64463，64524
DW 64580，64633，64684，64732，64777，64820
DW 64860，64898，64934，64968，64994，65030
DW 65058，65085，65110，65134，65157，65178
DW 65198，65217，65235，65252，65268，65283
节拍码的建立则根据歌曲本身来建立。
4．延时程序的编写
在这里我们先算出1/4拍时间DELAY，则2/4拍为2倍DELAB，1拍为4倍DELAB，以此类推。
延时时间的设定；石英晶振为12MHz，1个机械周期为一微秒。
机械周期
MOV R4， #20 2个 2
D1： MOV R5， #248 2个 2 20*（498+2）+2=10002
2+2*248=498 机械周期
DJNZ R5， $ 2个 2*248
DJNZ R4, D1 2个 2*20
故时间为10002*1微秒=10.002毫秒
设1/4拍时间为125毫秒延时程序如下：
DELAY：MOV R3，#02
D0： MOV R4，#125
D1： MOV R5，#248
DJNZ R5， $
DJNZ R4, D1
DJNZ R3, D0
DJNZ R2, DELAY /R2 中存放节拍数/
RET
2.电路图分析
如图为AT89S51最小系统，LM386为音频小功放（其功放电路参考网上资料），7447为数码管驱动。数码管显示状态，F表示没有键按下，1—9分别对应有1—9键按下。1—7表示发DO—SI的乐音。8表示完成一首完整的歌曲，9表示从唱歌到按键发音，而按键发音到唱歌可以直接按下8键即可。采用中断响应方式发音。
3.软件设计
首先完成按键发音的程序，当有1—7键中任一个键按下时会引起INT1中断，系统如果没有正在响应INT0中断，则会马上响应此中断。进行键盘扫描，判断是哪个键按下，并记下键值。然后根据键值查T值表，把T值写入T0，开启T0定时。继续扫描键盘检查键是否还是按下的，如果是按下的则继续扫描，否则返回中断。在T0定时器产生中断时又重新载入T值，并使P1.0反向。748