基于51单片机设计的电子琴Proteus仿真设计

ID:269960 · 发表于 2018-12-21 22:42

市面上的电子琴又称作电子键盘，属于电子乐器(区别于电声乐器)，发音音量可以自由调节。音域较宽，和声丰富，甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，表现力极其丰富。它还可模仿多种音色，甚至可以奏出常规乐器所无法发出的声音（如合唱声，风雨声，宇宙声等）。另外，电子琴在独奏时，还可随意配上类似打击乐音响的节拍伴奏，适合于演奏节奏性较强的现代音乐。另外，电子琴还安装有效果器，如混响、回声、延音，震音轮和调制轮等多项功能装置，表达各种情绪时运用自如。电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。还常作为独奏乐器出现，具有鲜明时代特色。但电子琴的局限性也十分明显：旋律与和声缺乏音量变化，过于协和。这些是市面上电子琴，当然了电子琴还有一个很大的用途是孩子学习音乐最普遍的入门乐器之一。本设计中的电子琴还结合了电子音乐盒在里面，通过按键的转换可以作为电子琴，也可以作为音乐盒。（1）单片机型号可选STC89C52。
（2）音乐盒和电子琴转换在程序中完成。
（3）电子琴的音乐输入采用的是轻触按键。
（4）无论是电子琴模式还是音乐盒模式，只有在相应的模式下才能起作用。
（5）发声部分可采用小攻防驱动扬声器。

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

/******************************************************************/
#include <reg52.h>
#include "main.h"
/******************************************************************/
sbit BeepIO = P2^0; //定义音频输出管脚
sbit KEY1 = P1^0; //按键1 do
sbit KEY2 = P1^1; //按键2 re
sbit KEY3 = P1^2; //按键3 mi
sbit KEY4 = P1^3; //按键4 fa
sbit KEY5 = P1^4; //按键5 sol
sbit KEY6 = P1^5; //按键6 la
sbit KEY7 = P1^6; //按键7 si
sbit KEY8 = P1^7; //按键8 音乐切换
sbit LED=P0^0;
uchar music=0;
uchar n=0;
uchar n1=0;
uchar n2=0;
uchar n3=0;
uchar key=0;
char temp1,temp2; //存放初值的中间变量
uchar code music_dat[][2]= //两只老虎音乐数据，下面每一组是【音调【节拍】
//比如说：1，4。其中1是音调，在函数中取得1的值然后在table[]中取得相应的音调
//其中4是节拍，通过这个值来确定延时的长短
{
1,4, 2,4, 3,4, 1,4, //第一节
3,4, 2,4, 3,4, 1,4, //第二节
3,4, 4,4, 5,8, //第三节
3,4, 4,4, 5,8, //第四节
5,3, 6,1, 5,3, 4,1, 3,4, 1,4, //第五节
5,3, 6,1, 5,3, 4,1, 3,4, 1,4, //第六节
1,4, 8,4, 1,8, //第七节
1,4, 8,4, 1,8, //第八节
0XFF //结束
};
uchar code music_dat1[][2]= //祝你生日快乐音乐数据，下面每一组是【音调【节拍】
//比如说：1，4。其中1是音调，在函数中取得1的值然后在table[]中取得相应的音调
//其中4是节拍，通过这个值来确定延时的长短
{
1,2, 1,2, 2,4, 1,4, 4,4, 3,8, //第一节
1,2, 1,2, 2,4, 1,4, 5,4, 4,8, //第二节
1,2, 1,2, 8,4, 6,4, 4,4, 3,4, 2,4, //第三节
7,2, 7,2, 6,4, 4,4, 5,4, 4,8, //第四节
0XFF //结束
};
uchar code music_dat2[][2]= //铃儿响叮当音乐数据，下面每一组是【音调【节拍】
//比如说：1，4。其中1是音调，在函数中取得1的值然后在table[]中取得相应的音调
//其中4是节拍，通过这个值来确定延时的长短
{
6,2, 6,2, 6,4, 6,2, 6,2, 6,4, //第一节
6,2, 8,2, 4,3, 5,1, 6,8, //第二节
7,2, 7,2, 7,3, 7,1, 7,2, 6,2, 6,2, 6,1, 6,1, //第三节
6,2, 5,2, 5,2, 4,2, 5,4, 8,4, //第四节
6,2, 6,2, 6,4, 6,2, 6,2, 6,4, //第五节
6,2, 8,2, 4,3, 5,1, 6,8, //第六节
7,2, 7,2, 7,3, 7,1, 7,2, 6,2, 6,2, 6,1, 6,1, //第七节
8,2, 8,2, 7,2, 5,2, 4,6, //第八节
0XFF //结束
};
uchar code music_dat3[][2]= //音乐数据，下面每一组是【音调【节拍】
//比如说：1，4。其中1是音调，在函数中取得1的值然后在table[]中取得相应的音调
//其中4是节拍，通过这个值来确定延时的长短
{
6,4,4,4,5,4,2,4,6,2,5,2,4,2,5,2,2,4,6,4,4,4,5,4,5,2,5,2,8,2,6,2,3,4,4,4,4,1,3,1,
2,4,3,2,4,2,5,4,1,4,9,2,8,2,6,4,6,4,5,2,4,4,5,2,6,2,5,4,1,4,2,4,2,1,4,1,2,4,
0XFF //结束
};
uint code table[]={ //数组存放的数据是各个音调的初始值
0Xfc,0X8e,0Xfc,0Xed,0Xfd,0X43,0Xfd,0X6a,0Xfd,0Xb3,0Xfd,0Xf3,0Xfe,0X2d};
unsigned int code table1[9]={ //这个数组里存放的是1-7的音调的初始值
0xfc5b,0xfc8e,0xfced,0xfd43,0xfd6a,0xfdb3,0xfdf3,0xfe2d,0xfb68
};
/****************************************************************
延时函数，在程序里是当做节拍。我们把100ms作为1/4节拍
*****************************************************************/
void delay100ms(unsigned char z)
{
unsigned int i;
z++;
while(--z)
{
for(i=11502;i;i--);
}
}
/**********************************************************************************
延时函数，这个延时函数的延时值，大概是1ms，改变z可以获得不同时间的延时
***********************************************************************************/
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
/**********************************************************************************
按键发音函数
作用是：判断按键是否按下，然后把预设好的初值赋给定时器，从而得到想要的得到的音调
**********************************************************************************/
void key_scan()
{
if(KEY1==0) //等待按键按下
{
temp1=table[0]; //为赋初值做准备
temp2=table[1];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY1==0); //等待松手
TR0=1; //开始计时
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 1;
}
if(KEY2==0) //等待按键按下
{
temp1=table[2]; //为赋初值做准备
temp2=table[3];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY2==0); //等待松手
TR0=1;
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 2;
}
if(KEY3==0) //等待按键按下
{
temp1=table[4]; //为赋初值做准备
temp2=table[5];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY3==0); //等待松手
TR0=1; //开始计时
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 3;
}
if(KEY4==0) //等待按键按下
{
temp1=table[6]; //为赋初值做准备
temp2=table[7];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY4==0); //等待松手
TR0=1; //开始计时
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 4;
}
if(KEY5==0) //等待按键按下
{
temp1=table[8]; //为赋初值做准备
temp2=table[9];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY5==0); //等待松手
TR0=1; //按键松手
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 5;
}
if(KEY6==0) //等待按键按下
{
temp1=table[10]; //为赋初值做准备
temp2=table[11];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY6==0); //等待松手
TR0=1; //开始计时
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 6;
}
if(KEY7==0) //等待按键按下
{
temp1=table[12]; //为赋初值做准备
temp2=table[13];
TH0=temp1;
TL0=temp2;
while(KEY7==0); //等待松手
TR0=1; //开始计时
delay(100); //默认节拍是100ms
key = 7;
}
if(KEY8 == 0)
{
delay(5);
if(KEY8 == 0)
{
while(!KEY8);
music++;
if(music == 5)
{
music = 0;
}
key = 8;
}
}
TR0=0; //计时器停止，也就是停止放音
}
/*-------------------------------------------------------------------
定时器初始化程序
--------------------------------------------------------------------*/
void systimer0_init(void)
{
TMOD |=0x01;//设置为1时用或（|）
TMOD &=0xfd;//设置为0时用与（&）
EA = 1;
ET0 = 1;
TR0 = 1;
}
/**********************************************************************************
主函数
作用是：判断按键是否按下，然后把预设好的初值赋给定时器，从而得到想要的得到的音调
**********************************************************************************/
void main()
{
BeepIO=0;
LED=0;
systimer0_init();
while(1)
{
BeepIO=1;
key_scan();
if(music > 0)
{
key = 0;
if(music == 1) //判断按键是否按下
{
while(1)
{
key_scan();
if(key != 0)
{
if(key != 8)
{
music = 0;
}
break;
}
TH0=table1[music_dat[n][0]]/256; //赋初值
TL0=table1[music_dat[n][0]]%256;
TR0=1; //音乐开始
delay100ms(music_dat[n][1]); //调用延时，用做节拍的发生
n++; //下个音调开始
if(music_dat[n][0]==0xff)
{
n=0; //判断是否到最后一个音调
TR0=0; //一个调放完，即将进行下一个调
}
}
}
if(music == 4) //判断按键是否按下
{
while(1)
{
key_scan();
if(key != 0)
{
if(key != 8)
{
music = 0;
}
break;
}
TH0=table1[music_dat1[n1][0]]/256; //赋初值
TL0=table1[music_dat1[n1][0]]%256;
TR0=1; //音乐开始
delay100ms(music_dat1[n1][1]); //调用延时，用做节拍的发生
n1++; //下个音调开始
if(music_dat1[n1][0]==0xff)
{
n1=0; //判断是否到最后一个音调
TR0=0; //一个调放完，即将进行下一个调
}
}
}
if(music == 3) //判断按键是否按下
{
while(1)
{
key_scan();
if(key != 0)
{
if(key != 8)
{
music = 0;
}
break;
}
TH0=table1[music_dat2[n2][0]]/256; //赋初值
TL0=table1[music_dat2[n2][0]]%256;
TR0=1; //音乐开始
delay100ms(music_dat2[n2][1]); //调用延时，用做节拍的发生
n2++; //下个音调开始
if(music_dat2[n2][0]==0xff)
{
n2=0; //判断是否到最后一个音调
TR0=0; //一个调放完，即将进行下一个调
}
}
}
if(music == 2) //判断按键是否按下
{
while(1)
{
key_scan();
if(key != 0)
{
if(key != 8)
{
music = 0;
}
break;
}
TH0=table1[music_dat3[n3][0]]/256; //赋初值
TL0=table1[music_dat3[n3][0]]%256;
TR0=1; //音乐开始
delay100ms(music_dat3[n3][1]); //调用延时，用做节拍的发生
n3++; //下个音调开始
if(music_dat3[n3][0]==0xff)
{
n3=0; //判断是否到最后一个音调
TR0=0; //一个调放完，即将进行下一个调
}
}
}
}
else
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