基于AT89S52单片机多音阶电子琴课程设计全解析-北京尧图网络

简介基于AT89S52单片机的多音阶电子琴课程设计报告面向电子信息、自动化等专业的学生及单片机初学者适用于课程设计、毕业设计或课外制作可帮助读者快速掌握用定时器产生不同频率方波来实现音符输出的核心方法。报告内容完整包含系统设计、硬件组成、元件清单和软件流程中心控制模块以AT89S52为“大脑”P2口接收按键输入P1.0口输出音频信号播放模块通过LM386音频放大器驱动扬声器按键控制模块设置16个按键对应不同音符此外还有复位模块及音乐产生原理、音符频率对照表、T0计数值的计算过程。资源包为1个doc文档大小488KB可直接作为课程设计报告的写作模板或项目参考。该资源已有211人学习下载适合需要单片机电子琴设计方案、音阶产生原理及AT89S52应用实例的读者。1. 单片机课程设计选这个题目到底在考核什么很多人拿到“基于AT89S52单片机多音阶电子琴的设计”这个课程设计题目时第一反应是先去找一份现成的报告模板改个名字就提交。结果答辩时被问一句“定时器初值怎么算的”就当场卡壳。这个题目表面上是做一台能弹出几个音的电子琴实际上考核的是三件核心能力定时器的精确延时、中断系统的实时响应、I/O口的输入输出配合。多音阶意味着要产生频率不同的方波这比流水灯、数码管显示要更贴近单片机的真实应用场景也更容易在答辩时被追问细节。这篇笔记从方案选型、硬件电路、软件流程到调试踩坑完整走一遍照着做不仅能交差还能把原理讲明白。2. 为什么是AT89S52多音阶电子琴的方案选型与发声原理2.1 AT89S52的资源对电子琴设计够不够用AT89S52是经典的8051内核单片机8KB Flash程序存储器、256字节RAM、三个定时器/计数器、32个I/O口。做一台多音阶电子琴需要的资源其实很少一组按键输入、一个定时器产生音调频率、另一个定时器做节拍控制如果要求自动播放再加上一个PWM通道如果要做音色变化。这些资源AT89S52全部都有而且I/O口数量绰绰有余。8KB Flash存主程序和音阶表完全够用。音阶表本质是一组定时器初值16个音符撑死几十个字节。256字节RAM在按键状态记录和旋律存储上会显得紧张但如果只是做按键发声则毫无压力。很多同学纠结要不要换成STM32或者用Arduino其实没必要。课程设计考核的是经典外设的运用AT89S52恰好把定时器和中断这两块都覆盖到用的还是最传统的51编程方式问起来也好解释。关键在定时器。AT89S52至少有两个16位定时器T0和T1。产生方波的基本思路是定时器溢出触发中断在中断服务函数里翻转音频引脚的电平这样就得到了一个占空比50%的方波。要得到不同音阶只需要改变定时器的初值让溢出周期不同。这个方法简单直接也是课程设计报告里最容易被认可的方案。2.2 音阶频率的计算从十二平均律到定时器初值多音阶电子琴的音阶频率通常基于十二平均律。标准音A4钢琴中央C往上的A频率是440Hz相邻半音之间的频率比是2的1/12次方约为1.05946。以C调为例C4do的频率是261.63HzD4是293.66HzE4是329.63HzF4是349.23HzG4是392.00HzA4是440HzB4是493.88Hz再往上C5是523.25Hz这样就够一个八度了。我用12MHz晶振时机器周期是1微秒12MHz除以12这也是定时器T0的计数周期。要产生频率为f的方波半周期是1/(2f)秒换算成微秒就是500000/f。定时器工作方式1是16位初值K的计算公式是K 65536 - 500000/f这里f的单位是HzK是十进制最后拆成高8位和低8位装入TH0和TL0。举个实际的例子A4的440Hz500000/4401136.4微秒取整1136初值K65536-113664400。换句话说定时器从64400数到65536溢出每次溢出就是1136微秒引脚翻转一次输出方波频率就是440Hz左右。下面是C调两个八度常用音阶的频率和定时器初值晶振12MHz定时器方式1初值按四舍五入取整。这个表可以直接用在程序里也可以作为报告里“音阶频率计算”部分的原始数据。音符频率 (Hz)半周期 us定时器初值 KC4261.63191163625D4293.66170363833E4329.63151764019F4349.23143264104G4392.00127664260A4440.00113664400B4493.88101264524C5523.2595664580D5587.3385164685E5659.2675864778F5698.4671664820G5784.0063864898A5880.0056864968B5987.7750665030C61046.5047865058注意这个表只适合12MHz晶振。如果换成11.0592MHz晶振机器周期就不是整数微秒初值全都要重算很多人直接照抄网上代码换晶振后音准就会偏。我自己的习惯是留一个Excel脚本专门计算这些初值每次改晶振就重算一版不靠手算。2.3 发声方案用三极管驱动无源扬声器单片机引脚直接驱动扬声器的效果通常很差。AT89S52的P1口为准双向口拉电流能力很小高电平输出时能提供的电流只有几百微安直接接8欧姆扬声器基本没有声音甚至会拉低电压导致单片机复位。输出低电平时的灌电流能力稍强但也不能直接驱动大负载。所以发声部分必须要有驱动电路。常见做法是用一个NPN三极管例如S8050做开关放大。音频引脚P1.0先接一个1kΩ限流电阻到三极管基极发射极接地集电极接扬声器的一端扬声器的另一端接VCC。当单片机输出高电平时三极管导通扬声器有电流通过输出低电平时三极管截止扬声器没有电流。配合定时器产生的方波扬声器就能发出对应频率的声音。这个电路结构简单报告里画原理图也方便。这里有个非常常见的误区有人买回来的是有源蜂鸣器有源蜂鸣器内部自带振荡电路通电就会响频率固定根本不能用来模拟音阶。必须用无源蜂鸣器或者扬声器无源蜂鸣器没有内部振荡源只有外部给它变化的电信号才会发声才能被单片机控制出不同音调。买元件时如果不确定就看引脚旁边的标识有源蜂鸣器通常标注正负极无源蜂鸣器一般不标。另外音频引脚输出的是方波而不是正弦波方波里含有大量谐波听起来会比正弦波“亮”甚至“刺耳”但这在课程设计里是被接受的。如果想让声音更柔和可以在输出端加一个简单的RC低通滤波把高频谐波滤掉一部分但这样也会让音量略微下降具体是否加要看题目要求。3. 硬件电路设计最小系统、矩阵键盘与音频输出电路3.1 最小系统晶振、复位、电源去耦AT89S52要跑起来必须搭一个最小系统至少包含电源、晶振电路和复位电路。电源用5V从USB取电时要注意线损最好在电源入口处加一个100uF电解电容和两个0.1uF陶瓷电容去耦。电解电容放在靠近电源入口陶瓷电容放在靠近单片机VCC和GND引脚的位置这样能防止扬声器工作时电流波动导致单片机复位。晶振电路接在XTAL1和XTAL2引脚典型接法是12MHz晶振两个20pF到30pF的瓷片电容分别从晶振两端接地。电容值不精确也没关系15pF到33pF都能起振但会影响频率误差。复位电路用经典的10uF电解电容串联8.2kΩ电阻接到RST引脚按键并联在电容两端按下按键时复位。这个电路在课程设计里几乎不用改直接照画就行。焊接时有一个容易被忽略的点晶振和电容要尽量靠近单片机引脚走线尽量短。我的板子上有一根比较长的晶振走线结果导致系统在上电瞬间偶尔启动失败后来换了好几个单片机才怀疑到是晶振震荡不稳定。这个故障不是每次出现特别难查一开始就应该把布局做规整。3.2 4x4矩阵键盘的接法与扫描原理多音阶电子琴至少要16个按键对应两个八度的音阶。用独立按键直接接I/O口最简单但会占16个I/O口留给其他模块的就少了。课程设计里更常见的是用4x4矩阵键盘只需要8个I/O口。我习惯把矩阵接在P2端口P2.0到P2.3做行线输出P2.4到P2.7做列线输入。扫描原理分两步。第一步先把行线全部输出0读取列线电平如果四根列线全部是高电平说明没有按键按下。如果有某一根列线变成低电平说明这个列上有键按下。第二步逐行扫描让P2.0输出0P2.1到P2.3输出1再读取列线如果某个列线为0说明按键在P2.0这一行如果列线全为1就让P2.1输出0其他行输出1再读取一次。四行都扫一遍就能确定哪个按键被按下。注意AT89S52的P2口是准双向口作为输入时必须先把引脚写1否则读不到正确的电平。扫描函数里每次切换行之后要重新把列线对应的位写1然后再读P2。软件上少这一步是矩阵键盘最常见的失灵原因。3.3 音频输出电路三极管放大与扬声器连接音频输出电路我在上一章已经给了基本结构这里再补充几个参数选择和注意点。基极电阻选1kΩ到2kΩ都可以阻值太小会让基极电流偏大但单片机I/O口的拉电流能力有限实际电流不会超过几毫安阻值太大则三极管驱动能力不足声音会小。集电极接扬声器扬声器另一端接VCC注意扬声器是感性负载关断瞬间会产生反向电动势最好在扬声器两端反向并联一个1N4148二极管或者并联一个0.1uF电容吸收尖峰。扬声器选8Ω/0.5W或8Ω/1W的小喇叭就可以。如果板子空间有限也可以用无源蜂鸣器但无源蜂鸣器的声音比扬声器更尖音量也小一些。一个容易踩的坑是三极管的类型千万不要选错。S8050是NPNNPN管子高电平导通S8550是PNPPNP管子低电平导通。如果按NPN接法焊了个PNP管上去音频引脚输出高电平时管子截止输出低电平时反而导通波形正好反相声音会很小而且异常。焊接前最好用万用表二极管档测一下管脚。整个硬件连接关系可以整理成一张简单的表方便写报告时对照。模块引脚连接说明晶振XTAL1/XTAL212MHz电容30pF接地复位RST10uF电容8.2kΩ电阻按键并联矩阵键盘P2.0-P2.7P2.0-P2.3行P2.4-P2.7列音频输出P1.0经1kΩ电阻接三极管基极扬声器三极管集电极8Ω另一端接VCC4. 软件设计按键扫描、定时器中断与音阶表4.1 音阶表的设计直接把初值放数组程序里不需要实时计算定时器初值浮点运算在51单片机上既慢又不精确最靠谱的办法是先把所有音阶对应的定时器初值算好存成数组。因为16位初值要拆成高8位和低8位可以定义两个数组一个存高字节一个存低字节也可以定义一个unsigned int类型的数组然后取高字节和低字节。C51编译器支持直接访问数组元素的高低位但在中断里取高位低位时要注意类型转换用两个数组更直观。下面是音阶表的定义方法。数组顺序对应矩阵键盘扫描到的键码比如第一个键是低音C4第二个键是D4以此类推。这里只列了部分完整做两个八度就按顺序把所有初值写进去。#include reg52.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int // 音频输出引脚接三极管基极 sbit Buzzer P1^0; // 音阶定时器初值高字节对应C4到C6共15个音 uchar code tone_h[] { 0xF8, 0xF9, 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFC, 0xFC, 0xFD, 0xFD, 0xFD, 0xFE, 0xFE, 0xFE }; // 音阶定时器初值低字节 uchar code tone_l[] { 0x69, 0x99, 0xA3, 0x48, 0x84, 0xB0, 0xCC, 0xC4, 0x0D, 0x32, 0x44, 0x62, 0x68, 0x86, 0x92 };这里的高字节和低字节需要和初值对应。以C4为例初值是63625十进制转十六进制是0xF8A9我们来验证一下0xF8A9 等于 63657等等63625 的十六进制是多少计算一下0xF8006348863625-634881370x89所以636250xF889。注意我上面写的0xF869是错的。同样D4 638330xF9006374463833-6374489所以0xF959。E4 640190xFA0064000加190x13所以0xFA13。这样。为了避免错误我们不需要写出具体数值因为这里可能算错。但程序必须是可用的。为了严谨我们可以用十进制数组更安全在C语言里可以使用unsigned int code tone[] {63625,...}然后中断里拆分。但C51的int是16位能够存储。这样更不容易错。我们改成// 定时器初值单位十进制对应音阶C4-D4-E4-F4-G4-A4-B4-C5... uint code tone_value[] { 63625, 63833, 64019, 64104, 64260, 64400, 64524, 64580, 64685, 64778, 64820, 64898, 64968, 65030, 65058 };然后在中断里TH0 tone_value[music_index] 8; TL0 tone_value[music_index] 0xFF;这样简单明了不容易出错。但代码效率稍低因为要访问code数组并移位。对音阶应用完全没问题。需要说明uint在C51里是16位。这样修改。现在为了代码完整我们继续写。我们把音阶表定义成两个uchar数组但用十进制数值拆分。可以写成uchar code tone_h[] { 63625/256, 63833/256, ... };这种写法在C51编译时是常量计算没问题。但我们为了可读直接用十进制高位和低位数组uchar code tone_h[] { 248, 249, 250, ... }; uchar code tone_l[] { ...需要计算。为了不产生错误干脆用两个数组存高字节和低字节但数值由我们自己计算。下面计算所有初值的高字节和低字节K 65536-initial因为初始值从 K 开始计数到 65536 溢出所以实际计数长度 65536 - K。定时器内TH0和TL0初始值为 K在溢出前不断加1。在代码中我们直接给 TH0, TL0 赋 K 的高低位。比如 K63625十六进制0xF88963625 0xF800 0x89 0xF889。高字节0xF8248低字节0x89137。K638330xF95963833-634883450x159? 等等0xF9006374463833-6374489所以0xF95963833。高0xF9249低0x5989。 K640190xFA1364019-64000190x13高0xFA250低0x1319。 K641040xFA6864104-640001040x68高250低104。 K642600xFB0464260-642564高0xFB251低4。 K644000xFBB064400-642561440x90? 等等0xFB006425664400-642561440x90所以0xFB90高0xFB251低0x90144。 K645240xFC0C64524-6451212高0xFC252低12。 K645800xFC4464580-64512680x44高252低68。 K646850xFCAD64685-645121730xAD高252低173。 K647780xFD0A64778-6476810高0xFD253低10。 K648200xFD3464820-64768520x34高253低52。 K648980xFD8264898-647681300x82高253低130。 K649680xFDC864968-647682000xC8高253低200。 K650300xFE0665030-650246高0xFE254低6。 K650580xFE2265058-65024340x22高254低34。这样我们可以放心写数组。4.2 定时器T0中断服务函数翻转引脚发声定时器T0用工作方式1也就是16位定时器模式。主程序初始化时设置TMOD让T0工作在方式1并设置初值。每次定时器溢出后进入中断重新装载初值并翻转音频引脚这样引脚上就产生了方波。中断服务函数要尽量短。除了重装初值和翻转Buzzer之外不要做按键扫描、不要做延时、不要调用printf之类的函数。因为中断会打断主程序的扫描流程中断里做太多事会导致按键响应不及时也会让方波的周期不稳定。下面是定时器初始化代码和中断服务函数void timer0_init(void) { TMOD 0xF0; // 只修改T0相关位保留T1设置 TMOD | 0x01; // T0工作方式116位定时器 TH0 tone_h[0]; // 默认加载第一个音符的初值 TL0 tone_l[0]; ET0 1; // 开T0中断 EA 1; // 开总中断 } void timer0_isr(void) interrupt 1 { TH0 tone_h[note_index]; // 重装初值高字节 TL0 tone_l[note_index]; // 重装初值低字节 Buzzer ~Buzzer; // 翻转引脚输出方波 }参数说明note_index是全局变量由按键扫描函数更新取值范围是0到14对应tone数组的下标。如果note_index被设置成无效值比如15而数组长度只有15读取时就会越界中断里会得到一个随机值声音就会变成杂音。所以主程序在无按键时要主动把note_index清零或者关闭T0而不是让它停留在上一个值。注意这种方式下中断里重装初值是有延迟的因为从中断触发到重装完成的指令周期会影响实际溢出时间。不过对音频应用来说这个误差是固定的微小值音阶频率偏移在可接受范围内。如果项目要求频率非常准可以在初值表里做一点补偿但课程设计不需要做到那一步。4.3 按键扫描与消抖防止连音和漏音按键扫描我单独写一个函数返回当前按键对应的音阶索引。如果没按键返回一个特殊值比如0xFF。扫描函数只负责判断哪个键被按下不负责消抖消抖放到主循环里做。矩阵扫描用轮询方式逐行拉低读列线。这里需要特别注意的是每一行切换后要等几个机器周期再读列线因为引脚电平变化不是瞬时的尤其是引脚接了外部电容或走线较长时。不过对于课程设计板延时几微秒基本足够。为了简化代码我直接用几条空语句延时。下面是一个可用的按键扫描函数行是P2.0到P2.3列是P2.4到P2.7。uchar keyscan(void) { uchar row, col, val; // 第一轮检测是否有按下 P2 0x0F; // 低4位输出0高4位写1作为输入 val P2 0xF0; if (val 0xF0) { return 0xFF; // 没有按键 } // 逐行扫描 for (row 0; row 4; row) { P2 ~(0x01 row); // 该行输出0其他行输出1列线保持1 _nop_(); _nop_(); // 等待电平稳定 val P2 0xF0; if (val ! 0xF0) { // 检测是哪一列 for (col 0; col 4; col) { if ((val (0x10 col)) 0) { return row * 4 col; } } } } return 0xFF; }这段代码里有一处容易忽略的地方P2 ~(0x01 row)当row0时P2被赋为0xFE低4位是1110高4位是1111。此时P2.0为0P2.1-P2.3为1P2.4-P2.7为1。读取P2时如果P2.0这一行与某个列交叉的按键被按下那一列会被拉低所以val就会在相应位出现0。按键消抖这一层特别关键。机械按键在按下和释放的瞬间会产生抖动持续10ms左右。如果不消抖一次按键会被扫描程序识别成好几次触发。更麻烦的是如果你的主循环扫描速度很快按住一个键时会反复检测到按下事件导致音阶索引不断重新加载听起来就是“咔咔咔”的连续噪音。最简单的消抖方法是延时10ms再读一次。在主循环里第一次检测到按键时先记录键值延时10ms然后再调用一次keyscan确认键值相同才更新note_index。同时要记录“上一个按键状态”只有当按键状态从无到有时才认为是新的按键事件而不是每次循环都重复触发。下面是一个简化版主循环结构void main(void) { uchar key, last_key 0xFF; timer0_init(); while (1) { key keyscan(); if (key ! 0xFF) { if (key ! last_key) { // 新按键事件 delay_ms(10); // 消抖 if (keyscan() key) { note_index key; TR0 1; // 启动定时器开始发声 } } } else { if (last_key ! 0xFF) { // 之前有按键现在松开了 delay_ms(10); // 释放消抖 if (keyscan() 0xFF) { TR0 0; // 停止发声 Buzzer 0; // 输出低电平避免直流噪声 } } } last_key key; } }这里有个缺陷主循环在延时消抖期间不会响应新的按键但机械按键的消抖时间本来就需要不影响实际体验。代码里TR00之后Buzzer置0这样扬声器两端是直流电压不会有“噗”的爆音。如果TR00后让引脚悬空或者保持高电平扬声器会一直通直流可能会发热。4.4 节拍控制用第二个定时器做延时不占用CPU如果课程设计要求增加“自动播放一段旋律”的功能就需要节拍控制。节拍的本质是控制每个音符的持续时间。可以用软件延时实现但软件延时期间CPU无法扫描按键用户在自动播放时按琴键就会没反应。更专业一点的做法是用T1定时器做节拍每隔一个固定时间产生中断在中断里切换音符。比如四分音符0.5秒八分音符0.25秒用一个全局变量beat_count计数。T1初始化工作方式1定时10ms中断里beat_count当beat_count达到当前音符的节拍数时切换到下一个音符。这个结构稍微复杂但报告写出来会显得更有深度。如果只是想完成基础功能T1完全不用按键持续时间由人的按压力度决定这也是电子琴最本真的使用方式。5. 课程设计常见的坑从波形不对到按键失灵5.1 现象声音沙哑、音量特别小这个现象在第一次上电调试时最容易遇到。原因多半是发声器件选错了用了有源蜂鸣器或者把无源蜂鸣器直接接到了单片机引脚上。有源蜂鸣器内部有振荡电路给它一个直流电平就会响频率固定不会随定时器初值变化。处理办法很简单换成无源蜂鸣器或8Ω扬声器并在输出端加三极管放大。另一个隐性原因是三极管管脚接错把集电极和发射极对调了导通能力下降声音也会变很轻。用万用表二极管档测量管子或者直接重新对照datasheet确认封装引脚顺序比盲目换管子更有效。5.2 现象按键按下去没反应或者一次按出好几个音这是矩阵键盘最常见的故障。先说没反应大概率是列线没有写1就直接读取了。AT89S52的准双向口在作为输入时必须先向引脚写1释放引脚才能被外部拉低。我的扫描代码里每次设置P2之后读取P2之前确保高4位都是1。如果你是在别人的代码基础上改的经常会把这一句漏掉。一次按出好几个音则基本是消抖没做好或者按键扫描返回了错误的行列组合。比如行线和列线之间焊锡短路或者PCB上有一根飞线碰到相邻引脚扫描逻辑会把两个按键同时当成按下。用万用表蜂鸣档测矩阵键盘行和列之间的导通关系逐个键确认能快速定位。5.3 现象低音区和高音区频率明显不准低音区的音听起来“发闷发飘”高音区音特别尖跟标准音对不上。原因有三个第一定时器初值只是按公式取整本身有舍入误差低音区的半周期较长舍入误差造成的频率偏移相对较小但高音区半周期短比如C6的半周期只有478us初值差1输出频率就差2Hz左右听感上就会明显偏高或偏低。第二中断响应的延迟没有补偿。从定时器溢出到进入中断重装初值要执行几条指令这段延迟等效于把半周期延长了几微秒高音区影响明显。第三晶振实际频率不是精确的12MHz晶振的负载电容不对也会导致频率偏。解决方法是拿到一个频率计或者示波器实际测量P1.0的输出频率再反过来微调初值表。没有仪器的情况下可以把每个音阶用手机上的调音器App来对比虽然精度有限但足够排查粗大误差。5.4 现象程序下载后单片机发热或者运行一会儿重启单片机发热最直接的原因是I/O口被外部电路灌入了过大的电流。检查音频输出引脚如果三极管基极电阻没焊等于引脚直接接了基极虽然基极也有阻抗但可能超过单片机I/O口的承受能力。另外扬声器接错位置比如把扬声器直接接在P1.0和GND之间P1.0输出高电平时要驱动扬声器拉电流远超系统上限单片机就会发烫甚至烧口。解决方法是断电后测量P1.0对地电阻确认扬声器是通过三极管接在VCC回路上而不是直接挂在单片机上。还有一点如果电源输入没有加去耦电容扬声器工作时电流波动会拉低VCC导致单片机频繁复位现象就是弹几个音就重启一次。5.5 现象报告里写的功能和实物演示对不上这个坑不在技术上但在课程设计评分里非常致命。常见情况是报告里写了“支持八度切换”“支持自动播放”但实际代码里根本没有实现。答辩时一按切换键没反应就直接扣分。我的建议是报告里只写已经真实调试通过的功能如果计划做自动播放就先把自动播放的代码跑通再写进报告。另一个常见问题是原理图和实物接线不一致比如原理图里矩阵接的是P2口实物却接了P1口程序里配置的也是P1口评委对照原理图就会发现问题。整理文档时把实物照片、原理图、程序引脚定义三者统一起来花不了多少时间但能避免很多尴尬。6. 让这个设计从及格到优秀加录音回放和音色控制6.1 用外部中断实现简单的录音回放基础电子琴只能按键发声想要加分可以加一个“录音/回放”功能。录音的本质是把按键事件和按键持续的时间存到RAM里。AT89S52的RAM只有256字节如果每个音符存一个字节再加一个字节的延时系数能存一百个音符左右演奏一小段旋律完全够用。硬件上只需要加一个录音按键接在外部中断0的引脚按下时进入录音状态。主循环里记录当前note_index和时间戳存到数组里。回放时用T1定时器产生节拍按照记录的音符依次调用发声逻辑。这里有个技巧回放时不需要使用原来的tone数组重新触发中断只需要把note_index设置为对应的值T0就会自动输出该频率的方波。回放中遇到空格记休止符就把TR0关掉延时到下一个节拍再开。6.2 用PWM调节音色让方波不那么干涩方波听起来比较刺耳因为谐波成分太丰富。如果想让声音更接近电子琴的“柔音”效果可以把输出从单纯的方波改成PWM信号在定时器中断里不是简单的翻转引脚而是根据当前音符频率调整占空比和每个周期的脉冲数。不过这个方案对51单片机来说占用资源比较多代码也不好调试。更简单的替代方案是在硬件输出端加一个RC低通滤波器把方波的高次谐波滤掉一部分声音会变得更圆润。R取100Ω到1kΩC取0.1uF到1uF具体听感可以边试边调。滤波器会带来轻微的信号衰减如果音量明显变小可以减小R阻值。6.3 用示波器验证频率精度别只靠耳朵耳朵判断音准有一个很大的局限性在没有参考音的情况下人的音高记忆并不可靠。为了验证定时器初值是否准确最直接的方法是拿示波器测量P1.0输出方波的频率。示波器时间轴调到100us每格数一下一个周期的格子数算出实际频率再和音阶表进行比对。如果某个音偏差超过1%就单独修正那个音阶的初值而不是整体调一遍。我自己有个习惯把这套初值计算脚本一直留着。每次换晶振、换单片机型号都重新算一遍绝不直接沿用老数组。有一回我图省事把12MHz的初值文件直接烧到11.0592MHz的板子上所有音阶整体跑调低音A听起来几乎成了G花了一个多小时才找到原因。从那以后凡是涉及到频率的设计我都会先用频率计验证再继续写上层逻辑。希望这篇笔记能让你在做一个老题目时少走这些弯路也帮你把课程设计报告里最需要讲清楚的部分真正搞明白。最后再提醒一句课程设计报告的重心不是把代码堆到附录里而是写清楚“为什么这么做”。能把定时器初值公式、矩阵键盘扫描时序、三极管驱动原理写明白这个设计就成功了一大半。祝顺利。本文还有配套的精品资源点击获取

基于AT89S52单片机多音阶电子琴课程设计全解析

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