1、电子技术应用课程设计1I基于 51 单片机的液晶显示电子琴设计摘 要单片机是一种集成电路芯片，是把中央处理器 CPU、随机存储器RAM、只读存储器 ROM、I/O 接口、中断系统和定时器 /计数器等集成到一块硅片上构成一个小而完善的微型计算机系统。单片机具有体积小、功耗低、速度快、控制能力强、扩展灵活和使用方便等优点，已渗透到我们生活的各个领域，广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制的领域。音乐现在也成了人们生活的一部分，生活的压力，学习的压力，工作的压力，一切的不顺利可以在音乐声中放松下来，让人们心情舒畅，听着音乐放松心情，让我们提高生活质量。本次课
2、程设计是基于 51 单片机的简易电子琴系统设计。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种键盘乐器。本系统以 STC89C52 为主芯片，4*4 矩阵键盘、1602液晶显示屏、扬声器等电路组成，完成显示输入信息、播放相应音符等基本功能。关键词：STC89C52；LCD1602；电子琴系统电子技术应用课程设计IIDesign Of Liquid Crystal Display Keyboard Based On 51Single-chip MicrocomputerABSTRACTMCU is an integrated circuit chip,is the CPU,RAM,ROM,I/O
3、interface, interrupt system and timer/counter,etc.integrated into a silicon chip to form a small and perfect micro-computer system.SCM has a small size,low power consumption,speed,control,strong,flexible and easy to expand and other advantages,has infiltrated all areas of our lives,widely used in in
4、strumen -tation,household appliances,medical equipment,aerospace,special equipment of the intelligent management and process control areas.Music is now also a part of peoples lives,the pressure of life,the pressure of learning,work pressure,everything is not smooth can relax in the music,let people
5、feel comfortable,listening to music relax,let us improve the quality of life.This course design is based on the 51 single-chip simple keyboard system design.Keyboard is a combination of modern electronic technology and music products,is a keyboard instrument.This system is mainly composed of STC89C5
6、2 chip, 4*4 matrix keyboard,1602 LCD screen,speaker and other circuits to complete the display input information,play the corresponding notes and other basic functions.Keyword: STC89C52, LCD1602, keyboard system目 录第一章 引言 .- 1 -1.1 课题设计目的及其意义 .- 1 -1.2 课题设计的任务与主要内容 .- 2 -第二章 系统总体方案设计 .- 3 -2.1 系统设计要求
7、 .- 3 -2.2 系统电路框图 .- 3 -第三章 硬件设计 .- 5 -3.1 STC89C52 芯片 .- 5 -3.2 1602LCD.- 6 -3.3 矩阵键盘 .- 7 -3.4 振荡电路 .- 8 -3.5 复位电路 .- 9 -3.6 扬声器模块 .- 10 -第四章 软件设计与调试 .- 11 -4.1 使用 AltiumDesigner 绘制电路图 .- 11 -4.2 程序调试 .- 11 -第五章 总结与致谢 .- 13 -5.1 总结 .- 13 -5.2 致谢 .- 14 -参考文献 .- 15 -附录 .- 17 -附录 A 实物图 .- 17 -附录 B 程序
8、代码 .- 18 -电子技术应用课程设计- 1 -第一章 引言1.1 课题设计目的及其意义单片机（单片微型计算机）是大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠等特点。单片机的应用相当广泛，从平常的家用电器到航空航天系统和国防军事、尖端武器都能找到它的身影。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。随着社会的发展进步，人们的生活水平也逐步提高，音乐已经成为了我们生活中很重要的一部分，在工作和学习之余，欣赏音乐不仅使身心得到放松，同时也提高人们的精神品质和个人素养。当代，爱好音乐的年轻人越来越多，也有不少人自己练习弹奏乐器，作为业余爱好和一种放松
9、的手段。之所以以单片机电子琴选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论上的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践相得益彰。当前市场上的玩具市场需求量大，其中电子产品占有重要的位置，然而电子琴也是一个很好的应用方面。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化，可以用于玩具琴、音乐盒中、儿童车里等。电子技术应用课程设计- 2 -1.2 课题设计的任务与主要内容本文的主要内容是用 STC89C51 单片机为核心控制元件，设计一个简单的电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、
10、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有 16 个按键和扬声器。定时器按设置的定时参数产生中断，由于定时参数不同，就会发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。先根据要求设计硬件电路和编写相应的程序，然后进行仿真调试，最后细心焊接硬件电路图，将程序烧入芯片中，最终达到设计目的。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用价值。电子技术应用课程设计- 3 -第二章 系统总体方案设计2.1 系统设计要求本系统有两个功能，音乐播放和音乐的弹奏。1、要求达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲。2、用键盘
11、作出电子琴的按键，每个键代表一个音符。3、各音符按一定的顺序排列，必须符合电子琴的按键排列顺序。4、固定音乐播放有按键控制：“播放” 、 “弹奏/停止” 。5、弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放内置音乐。2.2 系统电路框图图 2.1 系统框图STC89C52单片机4*4 矩阵键盘复位电路振荡电路液晶显示发光二极管扬声器电子技术应用课程设计- 4 -电子技术应用课程设计- 5 -第三章 硬件设计3.1 STC89C52 芯片STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 可编程 Flash 存储器，兼容工业标准的 MCS-51 指令
12、集和输出管脚，引脚介绍如下： 主电源引脚（2 条）VCC(Pin40)：电源输入，接 5V 电源GND(Pin20)：接地线 外接晶振引脚（2 条）XTAL1(Pin18)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin19)：片内振荡电路的输出端 控制引脚（4 条）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现 2 个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。可编程输入/输出引脚（32 条）STC
13、89C52 单片机有 4 组 8 位的可编程 I/O 口，分别位电子技术应用课程设计- 6 -P0、P1、P2、P3 口，每个口有 8 位（8 条引脚） ，共 32 根。P0 口（Pin39Pin32）：8 位双向 I/O 口线，名称为 P0.0P0.7P1 口（Pin01Pin08）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P1.0P1.7 P2 口（Pin21Pin28）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P2.0P2.7 P3 口（Pin10Pin17）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P3.0P3.7STC89C52 主要功能如表 2-1 所示。表 2-1 STC89C52 主要功能
14、3.2 1602LCD字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式 LCD，目前常用 16*1，16*2，20*2 和 40*2 行等型号。本次设计采用1602 字符型液晶显示器，如图 3.1 所示为实物图，表 3-1 为其各引脚功能表。主要功能特性兼容 MCS-51 指令系统 8K 可反复擦写 Flash ROM32 个双向 I/O 口 256*8bit 内部 RAM3 个 16 位可编程定时/计数器中断 时钟频率 0-24MHz2 个串行中断 可编程 UART 串行通道2 个外部中断源 共 6 个中断源2 个读写中断口线 3 级加密位低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒
15、功能电子技术应用课程设计- 7 -图 3.1 1602LCD 正面与反面主要参数与引脚功能1602LCD 主要技术参数：显示容量:162 个字符芯片工作电压:4.55.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.954.35(W H)mm表 3-1 引脚功能说明编号 符号 引脚说明 编号 符号 引脚说明1 VSS 电源地 7 D02 VDD 电源正极 8 D13 VL 对比度 9 D24 RS 数据/命令选择(H/L) 10 D35 R/W 读/写选择(H/L) 11 D46 E 使能信号 12 D515 BLA 背光源正极 13 D616 BLK 背光源负极 14 D7DATA I/O3.3 矩阵键盘图 3.2 矩阵键盘模块
