单片机简易电子琴设计方案（一）

设计一简易电子琴，要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。

原理：

由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，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。

本次设计中单片机晶振为12MHZ，那么定时器的计数周期为1MHZ，假如选择工作方式1，那T值便为T=216--5﹡105/相应的频率，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示：

单片机简易电子琴设计方案（二）

通过单片机实现电子琴演奏，实质就是将不同按键和特定频率的方波信号对应起来，以方波信号驱动蜂鸣器发出乐音。下面简单介绍一下乐音的特性。乐音实际上是有固定频率的信号。在音乐理论中，把一组音按音调高低的次序排列起来就成为音节，也就是1、2、3、4、5、6、7和高音1。高音1的频率正好是中音1频率的2倍，而且音节中各音的频率跟1的频率之比都是整数之比。

为了发出某一特定频率的乐音，可以控制单片机的一个I/O口产生该频率的方波信号，经过电流放大后驱动蜂鸣器发出该乐音。对于方波的产生，可以启用单片机的一个定时器进行计时，产生溢出中断。中断发生时，将输出引脚的电平取反，然后重新载入计数器初始值。

因此，正确的设置定时器的工作模式和初始计数值是发出乐音的基础。例如中音l，其频率是523Hz，则周期为T=l/523=1912μs，半个周期为956μs。根据单片机计数器计数的机器周期，就可以算出计数器的预置初始值应为多少。

例如，假设采用的单片机的一个计数周期需要12个时钟周期，当采用12MHz晶振时，一个计数周期即lμs。要定时956μs，只需设置其计数初值为计数最大计数值减去956。对应不同的按键，调节Tl的溢出时间，即可输出不同频率的乐音，这样就实现了简易电子琴的设计。

形成每个乐音音高的频率是固定的，下表列出了一个8度以及其上下共16个音的音名、频率及定时器Tl初值对照（设晶体频率为12MHz）。

该简易电子琴的硬件电路设计较简单，通过Pl口进行按键扫描，从P0.1口输出方波信号，经三极管放大后驱动蜂鸣器发出声响。系统硬件电路如下图所示。

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