电子琴设计基于stc89c52rc单片机

电子琴是一种基于微处理器的乐器，通过按键控制发声，其发声原理是通过将数字信号转换为模拟信号，再经过音箱输出声音。在本设计中，我们以STC89C52RC单片机为核心，设计一个八键电子琴。

电子琴的硬件设计如下：

1. STC89C52RC单片机，作为电子琴的核心处理器。

2. 8个按键，分别对应8个音符，按下按键时，通过IO口输入到单片机。

3. 一个音频输出接口，通过该接口将数字信号转换为模拟信号，再经过音箱输出声音。

4. 一个LCD液晶显示屏，用于显示当前按下的音符。

电子琴的软件设计如下：

1. 确定8个音符的频率。

2. 初始化定时器，设置定时器的周期，控制每个音符的持续时间。

3. 按下按键时，通过IO口输入到单片机，根据不同的按键按下情况，控制输出对应的音符频率。

4. 将数字信号转换为模拟信号，通过音箱输出声音。

5. 利用LCD液晶显示屏显示当前按下的音符。

代码实现如下：

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char

// 定义IO口
sbit BEEP = P2^3;
sbit KEY1 = P3^0;
sbit KEY2 = P3^1;
sbit KEY3 = P3^2;
sbit KEY4 = P3^3;
sbit KEY5 = P3^4;
sbit KEY6 = P3^5;
sbit KEY7 = P3^6;
sbit KEY8 = P3^7;

// 定义LCD液晶显示屏接口
sbit RS = P1^0;
sbit RW = P1^1;
sbit EN = P1^2;

// 定义全局变量
uint code FREQ[8] = {523, 587, 659, 698, 784, 880, 988, 1047}; // 定义8个音符的频率
uchar code NOTE[8] = {'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'A', 'B', 'C'}; // 定义8个音符的名称
uchar note_index = 0; // 当前按下的音符索引
uchar note_name[2] = {0}; // 当前按下的音符名称

// LCD液晶显示屏初始化函数
void LCD_Init()
{
    delay_ms(500); // 等待LCD液晶显示屏上电
    LCD_WriteCmd(0x38); // 8位数据接口，2行显示，5x7点阵字符
    LCD_WriteCmd(0x08); // 关闭显示
    LCD_WriteCmd(0x01); // 清屏
    LCD_WriteCmd(0x06); // 光标移动，不移动屏幕
    LCD_WriteCmd(0x0c); // 显示开启，光标不显示
}

// LCD液晶显示屏写命令函数
void LCD_WriteCmd(uchar cmd)
{
    RS = 0;
    RW = 0;
    P0 = cmd;
    EN = 1;
    delay_us(5);
    EN = 0;
    delay_ms(2);
}

// LCD液晶显示屏写数据函数
void LCD_WriteData(uchar dat)
{
    RS = 1;
    RW = 0;
    P0 = dat;
    EN = 1;
    delay_us(5);
    EN = 0;
    delay_ms(2);
}

// LCD液晶显示屏写字符串函数
void LCD_WriteString(char *str)
{
    while (*str != '\0')
    {
        LCD_WriteData(*str++);
    }
}

// 延时函数
void delay_ms(uint n)
{
    uint i, j;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        for (j = 0; j < 1000; j++);
    }
}

// 播放音符函数
void Play_Note(uint freq, uint time)
{
    uint i, j, k;
    uint T = 1000000 / freq;
    for (i = 0; i < time; i++)
    {
        for (j = 0; j < T / 2; j++)
        {
            BEEP = 1; // 输出高电平
            for (k = 0; k < 10; k++); // 延时
            BEEP = 0; // 输出低电平
            for (k = 0; k < 10; k++); // 延时
        }
    }
}

// 定时器0中断服务函数
void T0_ISR() interrupt 1
{
    TH0 = (65536 - 1000) / 256; // 定时器初值
    TL0 = (65536 - 1000) % 256;

    note_name[0] = NOTE[note_index]; // 获取当前按下的音符名称
    LCD_WriteCmd(0x80); // 设置光标位置，第1行第1列
    LCD_WriteString("Note:");
    LCD_WriteData(note_name[0]); // 显示当前按下的音符名称

    Play_Note(FREQ[note_index], 100); // 播放当前按下的音符
}

// 主函数
void main()
{
    TMOD |= 0x01; // 设置定时器0为模式1
    TH0 = (65536 - 1000) / 256; // 设置定时器初值
    TL0 = (65536 - 1000) % 256;
    ET0 = 1; // 开启定时器0中断
    EA = 1; // 开启总中断
    TR0 = 1; // 启动定时器0

    LCD_Init(); // 初始化LCD液晶显示屏

    while (1)
    {
        if (KEY1 == 0) // 按下按键1
        {
            note_index = 0; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY2 == 0) // 按下按键2
        {
            note_index = 1; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY3 == 0) // 按下按键3
        {
            note_index = 2; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY4 == 0) // 按下按键4
        {
            note_index = 3; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY5 == 0) // 按下按键5
        {
            note_index = 4; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY6 == 0) // 按下按键6
        {
            note_index = 5; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY7 == 0) // 按下按键7
        {
            note_index = 6; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else if (KEY8 == 0) // 按下按键8
        {
            note_index = 7; // 设置当前按下的音符索引
        }
        else // 没有按下按键
        {
            note_index = -1; // 设置当前按下的音符索引为-1
        }
    }
}

在本代码中，我们定义了8个按键和一个音频输出接口，同时定义了LCD液晶显示屏的接口。在主函数中，我们通过循环不断检测按键的状态，并根据按键的状态控制输出对应的音符。同时，在定时器0中断服务函数中，我们获取当前按下的音符名称，通过LCD液晶显示屏显示出来，并播放当前按下的音符。具体实现中，我们使用了一个数组来保存8个音符的频率和名称，使用一个变量来保存当前按下的音符索引，通过改变索引来控制输出的音符。在播放音符的函数中，我们通过定时器控制音符的持续时间，同时通过BEEP口输出高低电平来控制发声。最后，我们在主函数中开启定时器中断和总中断，启动定时器，在循环中等待按键的触发。