技能训练报告 一、设计指标 1.1 设计任务
1．设计一个4X4的16个按键矩阵，并且每个键对应一个音,显示对应音键号。 2．用AT89C51将键盘连接设计成为电子琴。
3．编写电子琴的程序，要达到可以随意弹奏想要表达的音乐的目的。 4．程序的分析与调试，显示波形。 1.2 设计要求
1．用汇编语言编程实现程序设计。 2．利用查表，中断等方式实现目的。 3．系统的各各功能模块要清楚，有序。 4．程序运行时有友好的用户界面。 二、设计方框图
图2.1 系统主程序流程图
技能训练报告 图2.2
三、元器件介绍
该设计主要由以下几个部件组成： 1：单片机AT89C51 ：
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效的微控制器。
引脚说明：P0口：P0口为一个8位双向三态I/O口，每脚可驱动8个TTL负载。P0既可作为通用I/O口，又可作为外部扩展时的数据总线及低8位地址总线的分时复用口。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，每个引脚可驱动4TTL负载。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入， P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，驱动4个TTL门电流。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可驱动4个TTL负载。当P3口写入\后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能，管脚备选功能：P3.0 RXD（串行数据接受口） P3.1 TXD（串行数据发送口） P3.2 /INT0（外部中断0请求输入） P3.3 /INT1（外部中断1请求输入） P3.4 T0（定时器/计数器0外部输入口） P3.5 T1（定时器/计数器1外部输入口） P3.6 /WR（外部数据存储器RAM写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器RAM读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
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ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许ALE的输出电平用于锁存地址的地位字节。当不访问其时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。/PSEN：外部程序存储器ROM的选通信号。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：反向振荡放大器的出及内部时钟工作电路的输出。
2：电源：电源部分有二部分组成。一部分是由220V的市电通过变压、整流稳压来得到+5V电压，维持系统的正常工作；另一部分是由3V的电池供电，以保证停电时正常走时。正常情况下电池是不提供电能的，以保证电池的寿命。 3：4*4的16个按钮矩阵。
4：模拟示波器：模拟产生的波形。
5：LM386音频功率放大器，LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器,主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少,电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容,便可将电压增益调为任意值,直至 200。输入端以地位参考,同时输出端被自动偏置到电源电压的一半,在6V电源电压下,它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场 合。
6：74LS244锁存器：74LS244为3态8位地址锁存器， 地址锁存器就是一个暂存器，它根据控制信号的状态，将总线上地址代码暂存起来首先由CPU发出存储器地址，同时发出允许锁存信号ALE给锁存器，当锁存器接到该信号后将地址/数据总线上的地址锁存在总线上，随后才能传输数据。 四、设计原理 4.1 电路原理
主要分为二个部分：
（1）4X4行列式键盘识别； （2）音乐产生的方法；
①一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同
的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。现在以单片机12MHZ晶振为例，列出高中低音符与单片机计数T0相关的计数值如表3.1所示. 下面我们要为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据：低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间