基于51单片机的电子琴初学单片机，基于51单片机的电子琴程序结构|产品选型|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

初学单片机，基于51单片机的电子琴程序结构

前面我们用了快一周的时间不断更新制作过程，实物终于打造完成了，到了最后阶段——给单片机编写程序。

这里采用c语言编写单片机程序。在编程之前先来分析一下程序的组成部分：

单片机电子琴设计——程序结构简化图

程序结构：

用一张图片来介绍程序的详细结构：

单片机电子琴设计——程序结构图

单片机头文件：

由于STC15系列单片机相对于传统51单片机多了很多寄存器和功能，因此最好获取一个头文件，然后在主程序main.c里声明一下，就可以了。在官方软件STC-ISP里面找到“头文件”选项，选择正确的系列，点击“保存文件”，保存到主程序文件所在文件夹里。

从官方工具软件里获取单片机头文件截图

定时器初装值对应频率表格：

开始制作了一个表格，后来针对1T单片机重新制定了一个。这里要说明的是：该系列单片机的定时器时钟既可以设置为1T，也可以设置为12T，前面的担心是多余的。

下面是新制作的“定时器时钟1T模式”表格图片，频率做了删减，保留了12个常用音的频率：

单片机电子琴设计——定时器初装值对应频率表截图

初始化函数：

初始化I/O端口。

信号输出端口P2.6设置为强推挽输出；

按键检测端口设置（开机默认）为准双向（弱上拉）。

初始化定时器0。

初始化不用赋值，不开计数，等到按键按下去再打开计数，定时器中断就会不断取反信号输出端口，产生相应频率的音频信号。

定时器0中断函数：

在中断里面只做一件事情，就是对信号输出端口取反，形成方波信号。

按键检测函数：

需要注意的问题：

不使用“等待按键释放”的函数语句。因为按键按下的时候应该发出声音，如果等待按键释放会产生延时，影响效果。按键松开则关闭定时器计数，音频停止。

同时按下两个或者多个按键的处理方法？这一点应该可以解决，此处暂未修改，当多个按键按下时，应该检测到无效键值，不产生声音。

关于按键检测的详细思路内容较多，本处暂且略过，以后再细聊。

主函数：

需要注意的问题：因“按键检测函数”不使用“等待按键释放”的函数语句，所以按键检测是连续循环的，但是不能不断的给定时器赋值，所以需要定义一个变量来记录按键值，当检测到相同的按键时不需要重复赋值给定时器。

以上是程序设计的结构和需要注意的问题。按照上面结构图中的框架，用kile软件新建一个工程，编写c语言程序，然后编译完生成烧写代码hex文件。

单片机下载hex文件：

用STC-ISP软件，通过串口小板把hex文件下载到单片机里面，单片机就可以工作了。当然一般需要反复修改程序，反复下载代码，直到单片机正常工作为止。

下载单片机代码截图

下载代码时，在新版软件里面，硬件选项里除了频率需要设置为12.000（MHz）以外，其它不用设置，用默认值就可以。

结合本周前面的多篇文章，制作一款基于51单片机的简易电子琴应该很简单了。由于头条没有提供下载附件功能，因此无法上传单片机烧写代码文件，当然办法是有的。

今天就聊到这里，如果您感兴趣，可以关注：头条号/春天说，后续文章会提供单片机代码文件，以及下载方法。欢迎在评论区交流，如果喜欢，也可以分享给更多朋友。

初学单片机，基于51单片机的电子琴原理图绘制

有了前期准备工作，今天开始绘制原理图。

在选择器件的时候我放弃了传统的STC89c52单片机，我选择了STC15W408AS。我的原则是：高效，简单。当然，如果你用前者，只要稍微修改下程序和管脚定义，也是完全可行的。

由于后者是1T单片机，在这之前我计算了一下定时器的最大定时时间：

1 / 12000000 * 65536 = 0.00546秒

前面列表的最低频率是196Hz，单个脉冲时间是：

1 / 196 / 2 = 0.00255秒

由于 0.00255秒 < 0.00546秒，所以按照前面的思路利用16位定时器产生脉冲是可行的。当然，即便是用8位定时器我们也可以通过累加等办法实现长定时。

单片机的电路：

核心器件——单片机电路原理图

由于这款单片机内部具有复位、时钟等电路，所以外围非常简洁。只需要供给2.4~5.5V范围内的工作电压就可以。

另外就是串口下载程序的接口。需要准备一块USB转串口的小板即可实现PC下载程序代码。

利用一个管脚P2.6（别的空脚都可以）来输出方波信号。

控制电路：

对于琴键（这里用按键代替），本来我们计划用4*4键盘，考虑到以实验和学习为目的，暂时不需要做的太费时间，就只作12个按键，而且可以不用按键，用一根导线接地的金属笔（硬导线之类），碰触单片机管脚就可以实现音乐的演奏。

按键电路原理图

如上图，如果是试验为目的，可以不接按键，直接用金属笔的导线接到R1电阻即可。单片机管脚比较密，也可以连线出来接到焊盘上。当然，用按键还是用起来方便。没有定式，灵活一些就可以。

输出电路：

下面给出简单的无源蜂鸣器电路：

蜂鸣器控制电路原理图

使用这个电路的目的是为了制作简单，当然也可以用功放加喇叭。

上图中采用的是无源蜂鸣器，供电好的情况下，电阻R3不要也可以正常工作。由于蜂鸣器内阻比较小，例如40欧姆，那么在5V供电下，电流可以达到5 / 40 = 0.125A，125mA对于电路的冲击也是不小的，特别是供电内阻比较大的电源，所以串接一个小阻值的电阻可以减低对电路的影响。但是也会降低效率，使声音变小，所以其阻值不需要太大，可根据实际情况选择调整。

Q1采用NPN三极管，单片机的信号输出脚需要设置成强推挽输出，蜂鸣器的供电可以高于单片机供电；对于89C52单片机，需要换成PNP三极管，而且蜂鸣器供电不能高于单片机供电；如果换成AVR或者430单片机，一般不能用PNP三极管，因为这些单片机的管脚输出高电平可能低于自身供电电压，其电压差足以致使三极管导通。

参考供电电路：

简单的供电电路原理图

上图是电池供电或者USB供电采用的电路，没有稳压电路。对于供电电路，可以灵活运用，手头有什么电源，只要满足要求就可以使用。当然，单片机使用的是稳压电源，不能用简单的整流电源。上面采用的是单片机和蜂鸣器共用电源，因此电源的电流要求不小于200mA。单片机供电电压根据实际采用的型号决定，考虑到蜂鸣器的供电电压一般在5V，所以尽量用5V，实际3.3V也可以正常工作。

我是春天，今天我们简单绘制了“基于51单片机的电子琴”原理图，遵循的原则是“制作要简单”，欢迎您能提出更好的建议和想法，我们一同实践初学单片机的乐趣。。。