摘要随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。
我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。
本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。
我们对于电子琴如何实现其功能，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经融入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
以单片机作为主控核心，与键盘、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。
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，具有一定的实用和参考价值。
关键词：AT89C51；电子琴；音频功率放大器；发光二极管AbstractWith the development and progress of society,music has become an important part of life,it was said that people do not like the music to the evil.We will find time to enjoy the world music,as the baptism of the spirit.This thesis developed a simple microncontroller-based electronic key board.Electronic organ is a modern electronic music technology and the product is a new type of keyboard instruments.It played and important role in modern music.SCM has powerful control functions and flexible proguamming characteristics.It has converged with modern people’s lives, become an irreplaceable part.The main content is AT89C51 control of the core components,design of a electronic organ.SCM as a host to the core,with the keyboard,speaker and other core modules.In the main control module has 16 keys and a speaker.The system is steady,its simple hardware circuits,software functions,reliability of control system and high cost performance is its advantages.It also has certain practical and reference value.Key words：AT89C51 single-chip；electric piano；LM386；LED第1章绪论 (1)1.1 题目的来源与开发意义 (1)1.2 系统功能概述 (2)第2章总体方案提出与论证硬件 (4)第3章硬件的设计 (5)3.1 硬件的构成 (5)3.1.1 AT89C51单片机 (5)3.1.2 芯片的擦除 (8)3.1.3 功放LM386 (10)3.1.4 LCD硬件接口 (12)3.1.5 4×4行列式键盘识别及显示 (12)3.1.6 时钟频率 (13)3.1.7 晶振电路原理 (14)3.1.8 复位电路 (14)3.1.9 输入输出（I/O）引脚 (15)3.2 硬件框图 (16)第4章软件的设计 (18)4.1 设计原理 (18)4.1.1 音乐知识 (18)4.1.2 播放原理 (18)4.2 按键识别 (18)4.3 LED数码管显示原理 (19)4.4 音乐产生原理 (20)4.5 按键功能识别 (22)4.6 音符产生方法 (22)4.7 播放功能软件原理 (23)第5章系统调式与仿真 (26)5.1 Keil简介 (26)5.2 Keil C51开发系统基本知识 (26)5.2.1 系统概述 (26)5.2.2 Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (27)5.3 编程Keil uVision软件 (27)5.4 Professional 7软件的介绍 (29)5.5 程序代码 (31)第6章系统的调试 (35)6.1 系统硬件调试 (35)6.2 系统软件调试 (35)第7章结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)第1章绪论1.1题目的来源与开发意义单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机，它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。
它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。
因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域一项重大课题。
随着计算机在社会各领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动着工业、农业、商业、家电以及玩具的日新月异的更新，极大地提高了电子电路及系统设计质量和效率。
本设计是以主控芯片AT89C51为中心器件，电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经融入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。
本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。
以单片机作为主控核心，与键盘、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。
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，具有一定的实用和参考价值。
电子乐器的结构较为复杂，音源是由晶体管产生的电振动，并通过音色回路而产生各种音色；同时由周波数调制产生颤音效果，由振幅调制产生各种乐器的音效。
电子琴的外形很像普通键盘乐器，只是某些种类多一排脚踏键盘，而且手触键盘也往往分为两层。
键盘式电子琴声音丰富、柔美，有变音装置，能发出多种不同的音色，可以作为独特的乐器进行演奏，还能代替传统的风琴、钢琴供音乐课教学。
传统乐器的声音是通过机械的方式产生的，电子琴的声音是用“电”产生的。
振荡器时根据需要产生一定频率的振荡信号，振荡信号通过分频器分解成不同频率的信号输送到放大器，放大器将信号放大，推动扬声器发出声音。
键盘实际是一些开关，如果没有键盘，许多频率的信号一齐进到放大器里，通过扬声器发出的声音就会乱七八糟，不成音乐。
按下键盘的一支键，就等于按通一只开关，只允许某一种频率的信号通过到放大器离去，扬声器就发出一个音来。
这样，按照一定的演奏规律来按键，就能奏出美妙的音乐来。
电源的任务是给各部分供电。
这次的电子琴是由16个按钮，设计成16音符。
然后再用一个模拟音频放大模块来使音乐播出的声音变大。
用户通过这16个键的随意组合产生一首简单的音乐。
本文主要对使用单片机设计建议电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件组成。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。
并且本文分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。
本系统是简易电子琴的设计，按下键盘矩阵中的按键会使扬声器播放对应的音符。
通过设计本系统可了解单片机的基本功能。
对单片机的了解有了一个小的飞跃。
一首音乐是许多不懂的音阶组成的，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。
1.2系统功能概述本系统是利用AT89C51单片机设计的电子琴，硬件电路简单，如果设计对象为复杂的电子琴系统，其实际原理与方法与本设计基本相同。
由于单片机的强大功能，除了在测试控制领域中有着广泛的应用外，还有一些而有趣的应用。
比如，使用单片机可以驱动蜂鸣器或者扬声器发出声音，还可以控制其发出的不同声调，从而连接起来构成一个曲子。
目前，市场上有很多种音乐模块或者音乐芯片，可以直接产生各种曲子。
但是，这种模块价格比较昂贵，电路结构比较复杂。
如果系统中仅需要产生简单的音符或者简短的曲子，可以使用单片机配合简单的扬声器而产生需要的音乐效果。
一般来说，单片机不像其他专业乐器那样能奏出多种音色的声音，即不包含相应幅度的谐波频率。
单片机演奏的音乐基本都是单音频率。
因此单片机演奏音乐比较简单，只需要清楚“音调”和“节拍”。
音调表示一个音符唱多高的频率。
节拍表示一个音符唱多长的时间。
本设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，达到电子琴固有的基本功能，故叫简易电子琴。
利用定时器可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。
其次，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频率的脉冲，本设计中按键一次，会发出50个脉冲，松开后随之延时10个脉冲，但在延时的10个脉冲期间继续检测键盘，若此时又有键被按下，若被按下的仍为原键则声音不变，否则键盘会译出被按下的另一个键的音调。
这次的电子琴是由4×4组成16个按钮矩阵，设计成16个音。
然后再用一个音频放大模块来使音乐播出的声音变大。
用户可通过这16个键的随意组合来产生不同的音乐，使用起来也很简单。
第2章总体方案提出与论证硬件方案一：采用静态RAM存储显示屏的显示内容，静态数据存储器具有存储容量大，传输速度快等优点。
但其存储的数据掉电后会消失，因此不适合用于存储长时间不变的数据。
方案二：采用ROM芯片存储LED显示屏要显示的信息，采用ROM芯片可以长时间的存储信息，而且掉电数据不丢失，此种方式适合于存储不变的数据。
方案三：采用串行EEPROM存储LED显示屏要显示的信息。
串行EEPROM技术是一种非易失性存储技术，它几乎具有所有类型存储器的优点：不挥发性、可更新性、高密度、低功耗和高性价比，非常适合应用于各类工业测控系统。
它克服了常用的2816、2817、2864等并行EEPROM器件价格高、体积大、可靠性低（这些器件如不采取措施，在上电、下电时常会丢失数据）等不足，在速度要求不是很高的情况下，该器件是最理想的选择。