摘 要：本文以AT89S52單片機(jī)作為核心控制元件，利用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器產(chǎn)生不同的頻率輸出產(chǎn)生音階，設(shè)計(jì)鍵盤(pán)及蜂鳴器為外圍電路，制作了一款簡(jiǎn)易電子琴。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；電子琴

電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂(lè)結(jié)合的產(chǎn)物，是一種鍵盤(pán)樂(lè)器，在現(xiàn)代音樂(lè)扮演著重要的角色，本文主要對(duì)電子琴原理進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)制作出一款簡(jiǎn)易電子琴。

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)如下：

（一）單片機(jī)控制模塊

主控芯片選擇AT89S52單片機(jī)，低功耗8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。

（二）鍵盤(pán)輸入部分

本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)8個(gè)按鍵，分別代表不同的音符。用P2口接獨(dú)立鍵盤(pán)，軟件消除抖動(dòng)處理，并能準(zhǔn)確判斷所需執(zhí)行的相應(yīng)程序。

（三）蜂鳴器

蜂鳴器本身相當(dāng)于一個(gè)喇叭，需要一個(gè)頻率適當(dāng)?shù)慕涣餍盘?hào)驅(qū)動(dòng)才能發(fā)聲，三極管在蜂鳴器中，和壓電陶瓷片組成一個(gè)自激式振蕩電路，壓電陶瓷片同時(shí)充當(dāng)反饋元件和發(fā)聲元件兩個(gè)功能。

二、軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

音樂(lè)是由許多不同的音符組成的，而每個(gè)音符對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣就可以利用不同的頻率組合，加上拍數(shù)對(duì)應(yīng)的延時(shí)從而構(gòu)成音樂(lè)。

單片機(jī)程序主要實(shí)現(xiàn)的功能：產(chǎn)生一定頻率的方波一般是先將某口線輸出高電平，延遲一段時(shí)間后再輸出低電平。通過(guò)改變延遲時(shí)間可以改變單片機(jī)的輸出方波的頻率。

例如低3MI音，頻率為330Hz，其周期T=1/f=1/330=3030us，計(jì)數(shù)值N=3030/2=1515，所以每計(jì)數(shù)1515次P1.0反向。計(jì)數(shù)初值T=65536N=64021。C調(diào)的各音符頻率與計(jì)數(shù)值T的對(duì)照表如下表所示。

89S52單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，本設(shè)計(jì)選用計(jì)數(shù)器中斷模式，寄存器設(shè)置的步驟如下：

（1）確定工作方式（即對(duì)TMOD賦值）；

（2）預(yù)置定時(shí)或計(jì)數(shù)的初值；

（3）設(shè)置計(jì)數(shù)器的中斷（直接對(duì)IE位賦值）；

（4）啟動(dòng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。

當(dāng)有按鍵按下時(shí)，打開(kāi)定時(shí)器，并且把對(duì)應(yīng)的值輸入到定時(shí)器中斷程序，定時(shí)器就會(huì)按照不同的周期溢出，使單片機(jī)引腳輸出不同頻率的方波，從而使蜂鳴器發(fā)出不同的聲音，然后關(guān)閉定時(shí)器。等待下次按鍵。

三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)實(shí)驗(yàn)成功實(shí)現(xiàn)了不同按鍵對(duì)應(yīng)的8個(gè)音階，達(dá)到預(yù)期實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。簡(jiǎn)易電子琴實(shí)物圖：

四、總結(jié)

本文根據(jù)電子琴設(shè)計(jì)原理，理解掌握了聲音頻率等知識(shí)，設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)易的電子琴實(shí)驗(yàn)制作，能夠通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)不同音樂(lè)的音階。

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作者簡(jiǎn)介：李佳琪（1999），女，漢族，四川成都人，學(xué)生，高中。