畢業(yè)設(shè)計(jì)-基于at89s52單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-05-16 01:41 本頁(yè)面
【正文】 ......................................................... 16 附 1 源程序代碼 .......................................................................................................... 17 附 2 系統(tǒng)原理圖 .......................................................................................................... 22 1 1 概 述 電子琴 功能模式 介 紹 本次設(shè)計(jì)提出了用 AT89S52 單片機(jī)為 核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的電子琴。本方案以 AT89S52 單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤(pán)、揚(yáng)聲器 、顯示 等模塊組成核心主控制模塊在主控模塊上設(shè)有 7 個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。 在彈奏模式方面，可 根據(jù)使用者的操作隨意彈奏想要表達(dá)的音樂(lè)。 而在播放音樂(lè)方面， 一首音樂(lè)是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率 ,再加上一定的延時(shí)作為節(jié)拍，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂(lè)了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來(lái)產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)。 查找想要播放歌曲的歌譜，翻譯出 對(duì)應(yīng)的頻率及延時(shí)節(jié)拍，存儲(chǔ)到單片機(jī)存儲(chǔ)單元里， 再 通過(guò)所編程序 即可 控制歌曲播放。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的 任務(wù)與要求 實(shí)現(xiàn)電子琴發(fā)聲控制系統(tǒng)；要求電路實(shí)現(xiàn)如下功能： 利用蜂鳴器作為發(fā)聲部件， 1 個(gè)數(shù)碼管作為顯示部件，設(shè)置 8 個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)高音、中音、低音的 7 的發(fā)音。并在存儲(chǔ)一首歌曲的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放。用 PROTEUS 實(shí)現(xiàn)的電子琴仿真設(shè)計(jì) 。 說(shuō)明：?jiǎn)纹瑱C(jī)的工作時(shí)鐘頻率為 12MHz。2 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89S52 為電子琴的控制核心，系統(tǒng)主要包括播放模塊、按鍵彈奏 模塊。下面對(duì)各模塊的設(shè)計(jì)逐一進(jìn)行論證比較。 2. 1 系統(tǒng)總體方案 本次設(shè)計(jì)提出了用 AT89S52 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的電子琴。本方案以 AT89S52 單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤(pán)、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊在主控模塊上設(shè)有 7 個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。根據(jù)使用者的操作隨意彈奏想要表達(dá)的音樂(lè)。一首音樂(lè)是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂(lè)了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器T0 來(lái)產(chǎn)生這樣方 波頻率信號(hào)。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)和狀態(tài)字定義 若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（ 1/頻率），再將此周期除以 2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，每當(dāng)計(jì)時(shí)終止后就將 反相 ， 然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相 。 就可在 引腳上得到此頻率的脈沖。利用 AT89S52的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（ MODE1）下，改變計(jì)數(shù)值 TH0 及 TL0 以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為 523Hz，其周期 T＝ 1/523＝1912μs，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí) 956μs/1μs＝ 956，每計(jì)數(shù) 956 次時(shí)將 I/O 反相，就可得到中音 DO（ 523Hz）。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是： N＝ fi247。2247。fr， 式中，N 是計(jì)數(shù)值； fi 是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為 12MHz 時(shí)，其頻率為 1MHz）； fr 是想要產(chǎn)生的頻率。其計(jì)數(shù)初值 T 的求法如下： T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。2247。fr 例如：設(shè) K＝ 65536， fi＝ 1MHz，求 中 音 DO（ 261Hz） 。 T＝ 65536－ N＝ 65536－ fi247。2247。fr＝ 65536－ 1000000247。2247。fr＝ 65536－ 500000/fr， 中音 DO 的 T＝ 65536－500000/523＝ 64580。 單片機(jī) 12MHZ 晶振，中音符與計(jì)數(shù) T0 相關(guān)的計(jì)數(shù)值如表所示 ： 3 表 21 音符頻率表 音符 頻率 （ HZ） 簡(jiǎn)譜碼（ T值） 音符 頻率（ HZ） 簡(jiǎn)譜碼（ T值） 低 1 DO 262 63628 4 FA 740 64860 1 DO 277 63731 中 5 SO 784 64898 低 2 RE 294 63835 5 SO 831 64934 2 RE 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 M 330 64021 6 932 64994 低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030 4 FA 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 1 DO 1109 65085 5 SO 415 64331 高 2 RE 1175 65110 低 6 LA 440 64400 2 RE 1245 65134 6 466 64463 高 3 M 1318 65157 低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178 中 1 DO 523 64580 4 FA 1480 65198 1 DO 554 64633 高 5 SO 1568 65217 中 2 RE 587 64684 5 SO 1661 65235 2 RE 622 64732 高 6 LA 1760 65252 中 3 M 659 64777 6 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283 采用查表程序進(jìn)行查表時(shí)，可以為這個(gè)音符建立一個(gè)表格，有助于 單片機(jī) 通過(guò)查表的方式來(lái)獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)： 低音 0－ 19 之間，中音在 20－ 39 之間，高音在 40－ 59 之間 用單片機(jī)播放音樂(lè)，或者彈奏電子琴，實(shí)際上是按照特定的頻率，輸出一連串的方波。為了輸出合適的方波，首先應(yīng)該知道音符與頻率的關(guān)系。 4 音調(diào)數(shù)據(jù)表 單片機(jī)發(fā)出不同頻率的方波，人聽(tīng)起來(lái)，就是不同的音調(diào)。上表中的頻率數(shù)值，有些過(guò)多，去掉不常用的黑鍵頻率，只是把白鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)中，即可滿足絕大部分的應(yīng)用需求。定義音調(diào)數(shù)據(jù)表的程序如 下： DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,64580 低音區(qū) : 1 2 3 4 5 6 7 DW 64580,64671,64777,64820,64898,64968,65030 ,65058 中音區(qū) :1 2 3 4 5 6 7 DW 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283, 65312 高音區(qū) :1 2 3 4 5 6 7 把這個(gè)數(shù)據(jù)表，放在程序中，需要播音的時(shí)候，就從表中取出一個(gè)數(shù)據(jù)送到定時(shí)器，當(dāng) 定時(shí)器溢出中斷的時(shí)候，再對(duì)輸出引腳取反，那么，在揚(yáng)聲器中，即可聽(tīng)到上表中頻率的聲音。音樂(lè)的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（ C 調(diào)） 表 22 曲調(diào)值表 曲調(diào)值 DELAY 曲調(diào)值 DELAY 調(diào) 4/4 125ms 調(diào) 4/4 62ms 調(diào) 3/4 187ms
畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1