基于51单片机的7键电子琴音乐播放器proteus

本设计仅供参考
基于51单片机的7键电子琴音乐播放器proteus（仿真+源码+原理图）
原理图：Altium Designer
仿真图proteus 7.8
程序编译器：keil 4/keil 5
编程语言：C语言
编号C0036

设计介绍：

本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路和编写软件的程序，最后进行软硬件的调试运行。并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示，并且能自动播放程序中编排的音乐。

系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比高等，具有一定的使用和参考价值。

设计思路：

用独立式键盘的7个按键分别对应相应的音符，当按下某一个按键时，产生一个相应音符，操作者按一定的节奏、规律进行输入时，信号经过单片机处理，然后经音频放大后经扬声器输出音频信号，产生乐曲。本次设计有一个创新，就是预先存放一段音乐程序在芯片内，整个设计既可以作电子琴用又可以作音乐盒用，且带显示功能。

仿真图（提供源文件）：

原理图：

硬件设计分析

电源的设计
系统电源使用直流5伏。
由电脑USB接口提供电源。
USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)接口的简称。它是目前使用比较广泛的电脑接口之一，主要版本有1.0、1.1和最新的2.0三种版本。根据USB总线的工业标准，它可以提供额定功率为5V/500mA的电源供USB设备使用。

单片机最小系统

51单片机是对目前所有兼容intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是intel的8031单片机，后来随着技术的发展，成为目前广泛应用的８为单片机之一。单片机是在一块芯片内集成了CPU、RAM、ROM、定时器／计数器和多功能I/O口等计算机所需要的基本功能部件的大规模集成电路，又称为MCU。51系列单片机内包含以下几个部件：

一个８位CPU；一个片内振荡器及时钟电路；
4KB的ROM程序存储器；
一个128B的RAM数据存储器；
寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储空间的控制电路；
32条可编程的I/O口线；
两个16位定时／计数器；
一个可编程全双工串行口；
５个中断源、两个优先级嵌套中断结构。

显示系统

显示系统采用2位数码管来显示，LED显示屏作为大型显示设备的一种，具有亮度高、价格低、寿命长、维护简便等优点。LED数码管的结构简单，分为七段和八段两种形式，也有共阳和共阴之分。以八段共阳管为例，它有8个发光二极管(比七段多一个发光二极管，用来显示sP，即点)，每个发光二极管的阳极连在一起，如图（图3-3）所示。

这样，一个LED数码管就有I根位选线和8根段选线，要想显示一个数值，就要分别对它们的高低电平来加以控制。为方便起见，本文主要讨论共阴八段LED数码显示管，其他类形的显示管与其类似。

LED 灯的显示原理:通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同的字形，如 H,G,F,E,D,C,B,A全亮显示为8，采用共阴极连接驱动代码，代码表如下表（表2-2-2）所示。

程序：

#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
typedef unsigned int  uint;   
typedef unsigned char uchar;
sbit SDA1=P0^2;//串行数据输入,对应595的14脚SER
sbit SCL1=P0^1;//移位寄存器时钟输入,对应595的11脚SCK
sbit SCL2=P0^0;//存储寄存器时钟输入,对应595的12脚RCK
sbit W1=P0^3;
sbit W2=P0^4;
sbit k1=P1^0;
sbit k2=P1^1;
sbit k3=P1^2;
sbit k4=P1^3;
sbit k5=P1^4;
sbit k6=P1^5;
sbit k7=P1^6;
sbit D1=P2^6;//播放音乐模式
sbit D2=P2^7;//弹奏模式 
sbit k8=P3^2;//功能切换键
sbit k9=P3^3;//低音
sbit k10=P3^4;//中音
sbit k11=P3^5;//高音
sbit beep=P2^2;//蜂鸣器接口
uchar code table1[]={   
						0x3F,/*0*/
						0x06,/*1*/
						0x5B,/*2*/
						0x4F,/*3*/
						0x66,/*4*/
						0x6D,/*5*/
						0x7D,/*6*/
						0x07,/*7*/
						0x7F,/*8*/
						0x6F,/*9*/
						0x37,/*N*///中音	
						0x38,/*L*///低音
						0x76,/*H*///高音
						0x79 /*E*/
					};//共阴极数码管
uchar code table2[]={		 
						0xFC,0xFC,0xFD,0xFD,0xFD,0xFD,0xFE,//中音
						0xF9,0xF9,0xFA,0xFA,0xFB,0xFB,0xFC,//低音的高8位
						0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFE,0xFF,
                	};//音阶频率表 低八位
uchar code table3[]={		
						0x8E,0xED,0x44,0x6B,0xB4,0xF4,0x2D,//中音
						0x21,0xDB,0x87,0xD7,0x68,0xE8,0x5B,//低音的低8位
						0x47,0x77,0xA2,0xB6,0xDA,0xFA,0x16,
					};
uchar code table4[]={
						1,2,3,1,      
						1,2,3,1,      
						3,4,5,    
						3,4,5,     
						5,6,5,4,3,1,    
						5,6,5,4,3,1,   
						1,12/*低音5*/,1,     
						1,12,1
					}; 
uchar code table5[]={
						4,4,4,4,   
						4,4,4,4,     
						4,4,8,    
						4,4,8,     
						2,1,2,1,4,4,    
						2,1,2,1,4,4,   
						4,4,6,      
						4,4,6
					};
uchar i;
uchar key,aa=0;
uchar bb,cc;
bit flag=0;
//延时子函数
void delay(uint z)
{
	uint x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=340;y>0;y--);		
}
void in(uchar Data)
{
	uchar i;
	for(i=0;i<8;i++)   //循环8次，刚好移完8位
	{
      	Data<<=1;
	  	SCL1=CY;
	  	SDA1=1;        //先将移位寄存器控制引脚置为低    
      	_nop_();
	  	_nop_();
      	SDA1=0;
	}
}
void out()
{
	SCL2=0;   //先将存储寄存器引脚置为低
	_nop_(); 
	SCL2=1;    //再置为高，产生移位时钟上升沿，上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，更新显示数据。
	_nop_(); 
	SCL2=0;
}
//初始化子函数
void init()
{
	beep=0;
	D1=1;
	D2=0;
	EA=1;//开总中断
	TCON=0x01;//外部中断0设置为边沿触发
	EX0=1;//开外部中断0
	ET0=1;
	ET1=1;
	TMOD=0x11;//定时器0,1工作在定时状态，均为方式1
}
//数码管显示子函数
void display1()
{
	in(table1[aa]);  //再传段码
	out();
	W1=0;;
	delay(1);             //延迟时间2ms以内
	W1=1;
	in(table1[cc+1]);  //再传段码
	out();
	W2=0;
	delay(1);             //延迟时间2ms以内
	W2=1; 
}
//高低音选择子函数
void yinjie()
{
	if(k10==0)
	{	
		delay(5);
		if(k10==0)
		{   
			aa=10;
			bb=0;//返回10为seg[10]显示C
		}
	}
	if(k9==0)
	{	
		delay(5);
		if(k9==0)
		{	
			aa=11;
			bb=1;//返回11为seg[11]显示L
		}
	}
	if(k11==0)
	{	
		delay(5);
		if(k11==0)
		{	
			aa=12;
			bb=2;//返回12为seg[12]显示H
		}
	}
	if(aa==0)
	{
		aa=13;
	}
}
//播放音乐子函数
void display_music()
{	
	TH0=table2[table4[i]-1];
	TL0=table3[table4[i]-1];
	while(flag==0)
	{	
		if(i<32)
		{
			TR0=1;
			delay(57*table5[i]);
			i++;
		}
		if(i==32)
		{
			i=0;
		}
	}	
}
//演奏模式子函数
void display_play()
{
	TR0=0;
	TR1=0;
	yinjie();
	in(table1[aa]);  //再传段码
	out();
	W1=0;;
	delay(1);             //延迟时间2ms以内
	W1=1;
	if(aa!=13&&flag==1)
	{	
		if(k1==0)
		{	
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;	
			while(k1==0)
			{	
				cc=0;
				display1();
			}
		}
		if(k2==0)
		{	
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;
			while(k2==0)
			{	
				cc=1;
				display1();
			}
		}	
		if(k3==0)
		{		
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;
			while(k3==0)
			{	
				cc=2;
				display1();
			}
		}
		if(k4==0)
		{
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;
			while(k4==0)
			{	
				cc=3;
				display1();		
			}
		}
		if(k5==0)
		{	
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;
			while(k5==0)
			{
				cc=4;
				display1();
			}
		}
		if(k6==0)
		{	
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;
			while(k6==0)
			{
				cc=5;
				display1();							
			}
		}
		if(k7==0)
		{		
			TH1=table2[7*bb+cc];
			TL1=table3[7*bb+cc];
			TR1=1;	
			while(k7==0)
			{
				cc=6;
				display1();	
			}
		}		
	}
}
//主函数
void main()
{
	init();
	while(1)
	{	
		if(flag==0)
			display_music();
		else
			display_play();
	}
}
//外部0中断子函数
void wb0() interrupt 0 
{
	if(k8==0)
	{
		delay(5);
		while(k8==0);
		flag=~flag;
		D1=~D1;
		D2=~D2;
	}		
}

设计报告：