一种基于单片机音乐演奏控制器的制作方法

1.本实用新型涉及音乐演奏技术领域，特别涉及一种基于单片机音乐演奏控制器。


背景技术：

2.现有技术的单片机与音乐结合产生的电子产品也层出不穷，人们通过单片机来实现真正的音乐微型化，从电子琴到各种儿童玩具，都能听到单片机所负责的各式旋律。因为音乐乐器需要61个音符，现有技术中的音乐演奏控制器使用61个单独音乐键盘，从而需要62根连接线都能实现连接61个单独音乐键的连接，从而造成需要多个按键及造成连线复杂的缺点。
3.因此，针对现有技术不足，提供一种基于单片机音乐演奏控制器以解决现有技术不足甚为必要。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于单片机音乐演奏控制器。该基于单片机音乐演奏控制器减少音乐键的个数并能减低连线复杂程度。
5.本实用新型的上述目的通过以下技术措施实现：
6.提供一种基于单片机音乐演奏控制器,设置有单片机模块、4*4按键矩阵模块、扬声器模块、显示模块、切换模块和光提示模块，4*4按键矩阵模块、扬声器模块、显示模块、切换模块和光提示模块分别与单片机模块连接。
7.优选的，上述单片机模块设置有芯片u1、排阻h1、晶振x1、耦合电容c1、电容c2、电容c3、电阻r1和按键k0，芯片u1的1脚至7脚分别与4*4按键矩阵模块连接，芯片u1的12脚和13脚分别与切换模块连接，芯片u1的14脚和15脚分别与光提示模块连接，芯片u1的17脚与扬声器模块连接，芯片u1的26脚至28脚和32脚至39脚分别与显示模块连接，芯片u1的9脚串连电阻r1接地，芯片u1的9脚还与按键k0的1脚连接，芯片u1的9脚还与耦合电容c1的负极连接，按键k0的4脚和耦合电容c1的正极与电源输入端vcc连接，芯片u1的18脚串连接电容c2接地，芯片u1的19脚串连接电容c3接地，晶振x1的两端分别与芯片u1的18脚和19脚连接，芯片u1的20脚接地，芯片u1的31脚和40脚与电源输入端vcc连接，芯片u1的40脚与排阻h1的1脚连接，芯片u1的39脚与排阻h1的2脚连接，芯片u1的38脚与排阻h1的3脚连接，芯片u1的37脚与排阻h1的4脚连接，芯片u1的36脚与排阻h1的5脚连接，芯片u1的35脚与排阻h1的6脚连接，芯片u1的34脚与排阻h1的7脚连接，芯片u1的33脚与排阻h1的8脚连接，芯片u1的32脚与排阻h1的9脚连接。
8.优选的，上述4*4按键矩阵模块设置有按键k1、按键k2、按键k3、按键k4、按键k5、按键k6、按键k7、按键k8、按键k9、按键k10、按键k11、按键k12、按键k13、按键k14、按键k15和按键k16，按键k1的3脚与芯片u1的4脚连接，按键k1的2脚、按键k5的2脚、按键k9的2脚和按键k13的2脚均与芯片u1的8脚连接，按键k1的4脚与按键k2的3脚连接，按键k2的2脚、按键k6的2脚、按键k10的2脚和按键k14的2脚均与芯片u1的7脚连接，按键k2的4脚与按键k3的3脚连
接，按键k3的2脚、按键k7的2脚、按键k11的2脚和按键k15的2脚均与芯片u1的6脚连接，按键k3的4脚与按键k4的3脚连接，按键k4的2脚、按键k8的2脚、按键k12的2脚和按键k16的2脚均与芯片u1的5脚连接，按键k5的3脚与芯片u1的3脚连接，按键k5的4脚与按键k6的3脚连接，按键k6的4脚与按键k7的3脚连接，按键k7的4脚与按键k8的3脚连接，按键k9的3脚与芯片u1的2脚连接，按键k9的4脚与按键k10的3脚连接，按键k10的4脚与按键k11的3脚连接，按键k11的4脚与按键k12的3脚连接，按键k13的3脚与芯片u1的1脚连接，按键k13的4脚与按键k14的3脚连接，按键k14的4脚与按键k15的3脚连接，按键k15的4脚与按键k16的3脚连接。
9.优选的，上述扬声器模块设置有扬声器l1、电阻r2、电阻r3、三极管q1和三极管q2，芯片u1的17脚与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极串连电阻r2与扬声器l1的一端连接，三极管q1的发射极与三极管q2的基极连接，三极管q2的集电极与三极管q1的集电极连接，三极管q2的发射极接地，扬声器l1的另一端与电源输入端vcc连接。
10.优选的，上述显示模块设置有显示器u2、电阻r6和电阻r7，显示器u2的1脚接地，显示器u2的2脚与电源输入端vcc连接，显示器u2的3脚串连电阻r7接地，显示器u2的3脚还串连电阻r6与电源输入端vcc连接，显示器u2的4脚与芯片u1的28脚连接，显示器u2的5脚与芯片u1的27脚连接，显示器u2的6脚与芯片u1的26脚连接，显示器u2的7脚与芯片u1的39脚连接，显示器u2的8脚与芯片u1的38脚连接，显示器u2的9脚与芯片u1的37脚连接，显示器u2的10脚与芯片u1的36脚连接，显示器u2的11脚与芯片u1的35脚连接，显示器u2的12脚与芯片u1的34脚连接，显示器u2的13脚与芯片u1的33脚连接，显示器u2的14脚与芯片u1的32脚连接，显示器u2的15脚与电源输入端vcc连接，显示器u2的16脚接地，
11.优选的，上述切换模块设置有按键k17和按键k18，按键k17的3脚与芯片u1的12脚连接，按键k18的3脚与芯片u1的13脚连接，按键k18的2脚和按键k17的2脚分别接地。
12.优选的，上述光提示模块设置有发光二极管d1、发光二极管d2、电阻r5和电阻r4，芯片u1的14脚串连电阻r4与发光二极管d1的负极连接，芯片u1的15脚串连电阻r5与发光二极管d2的负极连接，发光二极管d1的正极和发光二极管d2的正极与电源输入端vcc连接。
13.优选的，上述芯片u1的型号为stc89c51单片机，电阻r6、电阻r3、电阻r1、排阻h1的电阻值为10千欧，晶振x1的频率为12兆赫兹，耦合电容c1的电容值为10微发，电容c2和电容c3的电容值为30皮法，电阻r2的电阻值为30欧，三极管q1和三极管q2的型号为8050，显示器u2的型号lcd1602，电阻r7的电阻值为1千欧，电阻r5的电阻值为2.2千欧，电阻r4的电阻值为220欧。
14.本实用新型的一种基于单片机音乐演奏控制器设置有单片机模块、4*4按键矩阵模块、扬声器模块、显示模块、切换模块和光提示模块，4*4按键矩阵模块、扬声器模块、显示模块、切换模块和光提示模块分别与单片机模块连接。本实用新型选用的基于单片机音乐演奏控制器通过4*4按键矩阵模块，也就是说通过16个按键实现了61个音符的输入，从而能大大降低音乐键的个数并能减低连线复杂程度。
附图说明
15.利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
16.图1为单片机模块的电路图。
17.图2为4*4按键矩阵模块的电路图。
18.图3为显示模块的电路图。
19.图4为扬声器模块的电路图。
20.图5为切换模块的电路图。
21.图6为光提示模块的电路图。
具体实施方式
22.结合以下实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。
23.实施例1。
24.一种基于单片机音乐演奏控制器，如图1至6所示，设置有单片机模块、4*4按键矩阵模块、扬声器模块、显示模块、切换模块和光提示模块，4*4按键矩阵模块、扬声器模块、显示模块、切换模块和光提示模块分别与单片机模块连接。
25.其中，单片机模块设置有芯片u1、排阻h1、晶振x1、耦合电容c1、电容c2、电容c3、电阻r1和按键k0，芯片u1的1脚至7脚分别与4*4按键矩阵模块连接，芯片u1的12脚和13脚分别与切换模块连接，芯片u1的14脚和15脚分别与光提示模块连接，芯片u1的17脚与扬声器模块连接，芯片u1的26脚至28脚和32脚至39脚分别与显示模块连接，芯片u1的9脚串连电阻r1接地，芯片u1的9脚还与按键k0的1脚连接，芯片u1的9脚还与耦合电容c1的负极连接，按键k0的4脚和耦合电容c1的正极与电源输入端vcc连接，芯片u1的18脚串连接电容c2接地，芯片u1的19脚串连接电容c3接地，晶振x1的两端分别与芯片u1的18脚和19脚连接，芯片u1的20脚接地，芯片u1的31脚和40脚与电源输入端vcc连接，芯片u1的40脚与排阻h1的1脚连接，芯片u1的39脚与排阻h1的2脚连接，芯片u1的38脚与排阻h1的3脚连接，芯片u1的37脚与排阻h1的4脚连接，芯片u1的36脚与排阻h1的5脚连接，芯片u1的35脚与排阻h1的6脚连接，芯片u1的34脚与排阻h1的7脚连接，芯片u1的33脚与排阻h1的8脚连接，芯片u1的32脚与排阻h1的9脚连接。
26.其中，4*4按键矩阵模块设置有按键k1、按键k2、按键k3、按键k4、按键k5、按键k6、按键k7、按键k8、按键k9、按键k10、按键k11、按键k12、按键k13、按键k14、按键k15和按键k16，按键k1的3脚与芯片u1的4脚连接，按键k1的2脚、按键k5的2脚、按键k9的2脚和按键k13的2脚均与芯片u1的8脚连接，按键k1的4脚与按键k2的3脚连接，按键k2的2脚、按键k6的2脚、按键k10的2脚和按键k14的2脚均与芯片u1的7脚连接，按键k2的4脚与按键k3的3脚连接，按键k3的2脚、按键k7的2脚、按键k11的2脚和按键k15的2脚均与芯片u1的6脚连接，按键k3的4脚与按键k4的3脚连接，按键k4的2脚、按键k8的2脚、按键k12的2脚和按键k16的2脚均与芯片u1的5脚连接，按键k5的3脚与芯片u1的3脚连接，按键k5的4脚与按键k6的3脚连接，按键k6的4脚与按键k7的3脚连接，按键k7的4脚与按键k8的3脚连接，按键k9的3脚与芯片u1的2脚连接，按键k9的4脚与按键k10的3脚连接，按键k10的4脚与按键k11的3脚连接，按键k11的4脚与按键k12的3脚连接，按键k13的3脚与芯片u1的1脚连接，按键k13的4脚与按键k14的3脚连接，按键k14的4脚与按键k15的3脚连接，按键k15的4脚与按键k16的3脚连接。
27.其中，扬声器模块设置有扬声器l1、电阻r2、电阻r3、三极管q1和三极管q2，芯片u1的17脚与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极串连电阻r2与扬声器l1的一端连接，三极管q1的发射极与三极管q2的基极连接，三极管q2的集电极与三极管q1的集电极连接，三
极管q2的发射极接地，扬声器l1的另一端与电源输入端vcc连接。
28.其中，显示模块设置有显示器u2、电阻r6和电阻r7，显示器u2的1脚接地，显示器u2的2脚与电源输入端vcc连接，显示器u2的3脚串连电阻r7接地，显示器u2的3脚还串连电阻r6与电源输入端vcc连接，显示器u2的4脚与芯片u1的28脚连接，显示器u2的5脚与芯片u1的27脚连接，显示器u2的6脚与芯片u1的26脚连接，显示器u2的7脚与芯片u1的39脚连接，显示器u2的8脚与芯片u1的38脚连接，显示器u2的9脚与芯片u1的37脚连接，显示器u2的10脚与芯片u1的36脚连接，显示器u2的11脚与芯片u1的35脚连接，显示器u2的12脚与芯片u1的34脚连接，显示器u2的13脚与芯片u1的33脚连接，显示器u2的14脚与芯片u1的32脚连接，显示器u2的15脚与电源输入端vcc连接，显示器u2的16脚接地。
29.其中，切换模块设置有按键k17和按键k18，按键k17的3脚与芯片u1的12脚连接，按键k18的3脚与芯片u1的13脚连接，按键k18的2脚和按键k17的2脚分别接地。
30.其中，光提示模块设置有发光二极管d1、发光二极管d2、电阻r5和电阻r4，芯片u1的14脚串连电阻r4与发光二极管d1的负极连接，芯片u1的15脚串连电阻r5与发光二极管d2的负极连接，发光二极管d1的正极和发光二极管d2的正极与电源输入端vcc连接。
31.其中芯片u1的型号为stc89c51单片机，显示器u2的型号lcd1602。
32.本实用新型的切换模块和光提示模块作用是切换及提示当前工作模式，4*4按键矩阵模块的作用是进行演奏输出音符并进行歌曲选择，显示模块是显示曲目和音调等显示功能，而扬声器模块是发出声音。
33.本实用新型的芯片u1为stc89c51单片机，该单片机由宏晶科技推出的单片机，有着较高的处理速度与极低的功耗，并且有较强的防干扰性能，所使用的代码与传统的51系单片机完全兼容，有着上述优点的同时还保持着低廉的价格，性价比很高。
34.stc89c52rc的主要结构特点有：(1)5.5v～3.8v的工作电压；(2)0～35mhz的工作频率，运行时的实际频率可以达到42mhz(相当于普通51单片机的0～70mhz)(3)8k字节的片内flash程序存储器；(4)片上集成有512字节的随机存取存储器；(5)32位的通用i/o口；(6)不需要特殊的编程器或者仿真器，可直接通过p3.0或p3.1串口在系统或应用中编程；(7)带有带电可擦写可编程读写存储器(eeprom)，能有效防止意外断电时的数据丢失；(8)内置watchdog监控芯片，能定期监视芯片内部情况，一旦发生错误就能中断并重启程序；(9)内置16位的定时器/计数器，包括了一个可以当成双8位使用的定时器0；(10)通用异步串行口。
35.stc89c52rc的主要引脚功能如下：
36.port0：p0口是一个高阻状态的8位双向输出输入端口，它包括了p0.0到p0.7总共8个端口，具有驱动和控制电路、三态缓冲器和输出锁存器。对其端口写入1时作为输出端口来使用。在flash rom编程时，p0口负责接收指令字节；而在校验程序时，则负责输出指令字节。
37.port1：p1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向输入输出端口，它包括了p1.1到p1.7总共8个端口。p1的输出缓冲器可驱动4个ttl的负载。当将其端口写入1时作为输出端口来使用。其中p1.0和p1.1口具有定时/计数器、p1.5和p1.6具有主机输入/输出、p1.7口具有串行时钟信号的第二功能。
38.port2：p2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向输入输出端口，它包括了p2.0到
p2.7总共8个端口。p2的输出缓冲器可以驱动4个ttl负载，将其端口写入1时作为输入端口来使用。p2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流，若是在stc89c52扩充外接程序存储器或数据存储器时，这时p2便不能当作输入输出端口来使用。
39.port3：p3口也是具有内部上拉电阻的双向i/o端口，它包括了p3.0到p3.7共8个端口。其输出缓冲器可以推动4个ttl负载，将其端口写入1时即作输入端口来使用。p3口的引脚具有非常丰富的第二功能，包括了定时器中断、外部中断、串行输入/输出等功能。
40.本实用新型的4*4按键矩阵模块只需绘制一个8列和8行导线的矩阵，每个交叉点都有一个开关，用仅仅16根电线就可以确定61个音符中的任何一个。键盘控制器扫描列，如果按下某个键，控制器将扫描行，这样就可以迅速确定刚刚按下的按键的行列坐标并发送对应的键值，单片机模块就能产生对应的音调，而描述过程是在一瞬间完成的，真正工作时得到的反馈基本没有延迟。
41.本实用新型的按键接口有四种功能：
42.(1)产生键码：通常会建立一个键盘的编码表来对照矩阵键盘的行列坐标从而取得对应按键的键码，之后就可以通过查询编码表来快捷地取得被按下的按键是哪个键码。
43.(2)防串键：如果已经按下了一个按键但是没有松开就按下另一个按键，就会产生问题，所以一般采用双键锁定或者n键循环的方式来防止串键。使用双键锁定时会采用较晚释放的那个键作为输出的键码，n键循环是按照按键的先后顺序输出响应的键码，两种方法根据需求来使用。
44.(3)被按键识别：矩阵键盘通过软件和硬件结合的方式来识别按下的是哪一个按键，一般使用行扫描法或线反转法。行扫描法使用程序来扫描整个键盘，当检测到有列输出时就可以确定闭合键是哪一个，这种方法需要设置一个i/o口。线反转法需要扫描两次行列来确定闭合键，需要两个双向i/o口。
45.(4)消抖：因按键的质量残差不齐，按键抖动的情况在使用时每次的按键操作中是无法避免的，所以按键模块的程序一定要进行对应的消抖处理。具体的措施就是在按键程序中设定一定的延时来消除这种抖动带来的影响，保证每次按键都能被准确识别。
46.因为本实用新型的单片机的驱动力有限，如直接扬声器输出音频的音量可能达不到需求，因此本实用新型的扬声器模块部分采用了双8050三极管驱动的方式来组成功率放大电路，以弥补单片机驱动力不足的缺点，达到了使喇叭发出预期音量的目的。
47.本实用新型的显示模块采用lcd1602，并使用8端口方式连接单片机，可以总共显示两行16个总共32个字符。因屏幕灰度的问题，所以本实新型通电阻r6和电阻r7进行分压，从而使晶显示器的屏幕亮度适中，不容易造成眼疲劳，适合在各种环境下观看。
48.本实用新型的工作过程如下：外部电源模块提供电源，通切换模块进入工作模式，按下4*4按键矩阵模块对应的按键，单片机模块接接对应的按键的信号并进行处理，单片机模块将对应的工作信号输关于，扬声器模块发出对应的音调，屏幕上显示出对应的简谱音符。
49.该基于单片机音乐演奏控制器基于单片机音乐演奏控制器通过4*4按键矩阵模块，也就是说通过16个按键实现了61个音符的输入，从而能大大降低音乐键的个数并能减低连线复杂程度。
50.实施例2
51.一种基于单片机音乐演奏控制器,其他特征与实施例1相同，还有如下特征：电阻r6、电阻r3、电阻r1、排阻h1的电阻值为10千欧，晶振x1的频率为12兆赫兹，耦合电容c1的电容值为10微发，电容c2和电容c3的电容值为30皮法，电阻r2的电阻值为30欧，三极管q1和三极管q2的型号为8050，电阻r7的电阻值为1千欧，电阻r5的电阻值为2.2千欧，电阻r4的电阻值为220欧。
52.本实施例的电子元件的型号都为常见型号，都为市售元件，因此本实施例的基于单片机音乐演奏控制器具有生产成本低的优点。
53.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。