### 基于51单片机简易电子琴的课程设计知识点详解
#### 一、课题背景
单片微型计算机（简称单片机）作为大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛等特点。它的应用不仅推动了传统控制技术的根本变革，而且已经成为高科技和工程领域的重要研究课题之一。
电子琴作为一种现代电子科技与音乐相结合的产物，是一种新型的键盘乐器，在现代音乐中扮演着重要的角色。单片机凭借其强大的控制功能和灵活的编程实现特性，已经深入到人们的日常生活中，成为不可或缺的一部分。本课程设计的核心是以AT89S52单片机作为控制元件，设计一款简易电子琴，利用单片机产生不同频率来获得所需的音阶，实现自由弹奏音符或播放预设曲目的功能。
#### 二、任务要求与总体设计方案
##### 2.1 设计任务与要求
设计要求利用所给的8个按键（1-8），使其能够发出7个不同的音调，并且设置一个按键用于自动播放歌曲。具体要求如下：
- 按键按下时发声，松开后延时一小段时间；
- 如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统，前面的发音停止，转到后按的键的发音程序；
- 需要实现按键扫描、音调识别、音调输出等功能。
##### 2.2 设计方案
- **播放模块**：由扬声器构成，具有良好的音响效果，所需驱动功率较小，成本低廉。
- **按键控制模块**：设有8个按键，其中7个作为音符输入，1个作为模式转换按键。通过软件编程实现模式切换，即用户可以存放自动播放的歌曲。
- **总体硬件组成框图**：主要包括中心控制模块、播放模块、按键控制模块、复位按键模块。
#### 三、系统的硬件设计
##### 3.1 中心控制模块的硬件设计
- 采用AT89S52单片机作为核心控制器；
- P2口作为输入接口，P1口作为信号输出口；
- P1.0连接扬声器驱动电路。
##### 3.2 声音播放模块的硬件设计
- 使用扬声器进行声音输出，根据设计需求选择合适的类型；
- 在本设计中选择了电磁式扬声器，具有较好的性能和较低的成本。
#### 四、电子琴主要电路及其芯片
- **AT89S52单片机**：拥有丰富的I/O端口资源，如P3口可接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号；RST引脚用于实现复位功能。
- **LM386音频放大器**：适用于电池供电场合，简化电路设计，提高声音播放质量。
#### 五、系统软件设计
软件设计方面采用了模块化编程的思想，将各个功能编写成独立的子模块，提高了软件的可读性和可移植性。具体的软件流程如下：
1. **T0初始化**：配置定时器T0，用于产生不同的频率信号。
2. **中断允许设置**：开启T0中断，以便实时响应按键操作。
3. **按键扫描**：定期检查按键状态，确定哪个按键被按下。
4. **音调识别与输出**：根据按键状态调整T0的计数值，从而改变输出频率，实现不同音调的播放。
基于51单片机的简易电子琴课程设计不仅涵盖了硬件电路的设计与实现，还包括了软件编程的细节。通过这一设计过程，学生能够全面掌握单片机的基本原理及其在实际项目中的应用技巧。
