單片機(jī)設(shè)電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告(已修改)
2025-10-19 14:29 本頁面
【正文】 單片機(jī)設(shè)電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告 第 1 頁 共 19 頁 1 參考論文請對著設(shè)計(jì)資料進(jìn)行修改 同時(shí)消化資料 1 課題背景 單片微型計(jì)算機(jī)室大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬于第四代電子計(jì)算機(jī)它具有高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。他的應(yīng)用必定導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。因此，單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的一項(xiàng)重大課題。 電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演重要的角色，單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi) 容是用 AT89C52 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有 8 個(gè)按鍵，和一個(gè)復(fù)位按鍵。 主要對使用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡易電子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電子琴硬件的組成。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏要表達(dá)的音符。并且分別從原理圖，主要芯片，個(gè)模塊原理及各莫奎的程序的調(diào)試來詳細(xì)闡述。 一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，構(gòu)成我們想演奏的那首曲目 。當(dāng)然對于單片機(jī)來產(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 來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系編寫正確就可以達(dá)到我們想要的曲目。 2 任務(wù)要求與總體設(shè)計(jì)方案 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 利用所給鍵盤的 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8 八個(gè)鍵，能夠發(fā)出 8 個(gè)不同的音調(diào)，而且有一個(gè)按鍵可以自動播放歌曲，要求按鍵按下時(shí)發(fā)聲，松開延時(shí)一小段時(shí)間，中間再按別的鍵則發(fā)另外一音調(diào)的聲音，當(dāng)系統(tǒng)掃描到鍵盤按下，則快速檢測出是哪一個(gè)按鍵被按下，然后單片機(jī)的定時(shí)器啟動，發(fā)出一定 頻率的脈沖，該頻率的脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動電路放大濾波后，就會發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。如果在前一個(gè)按下的鍵發(fā)聲的同時(shí)有另一個(gè)按鍵被按下，則啟動中斷系統(tǒng)。前面的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按的鍵的發(fā)音程序。發(fā)出后按的鍵的音調(diào)。 設(shè)計(jì)方案 播放模塊 播放模塊是由喇叭構(gòu)成，它幾乎不存在噪聲，音響效果較好，而且由于所需驅(qū)動功率較小，且價(jià)格低廉，所以，被廣泛應(yīng)用。 單片機(jī)設(shè)電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告 第 2 頁 共 19 頁 2 按鍵控制模塊 電子琴設(shè)有 9 個(gè)按鍵，其中 8 個(gè)作為音符輸入，另外一個(gè)作為模式轉(zhuǎn)換按鍵，實(shí)現(xiàn)用戶存放的自動播放歌曲。 8 個(gè)按鍵分別代表 8 個(gè)音符，包括 中音段的全部音符，通過軟硬件設(shè)計(jì)，模式轉(zhuǎn)換按鍵觸發(fā)外部中斷，中斷使程序跳轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換，啟動電子琴。然后通過查詢電子琴所按下的按鍵，讀取電子琴輸入狀態(tài)，跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的程序入口，實(shí)現(xiàn)自編歌曲的。 總體硬件組成框圖 該設(shè)計(jì)方案是通過按鍵隨意按下所要表達(dá)的音符，作為電平送給主體電路，中央處理器通過識別，解碼輸出音符，在揚(yáng)聲器中發(fā)出有效的聲音。通過這樣可以不斷的彈奏我們想要的音符或者是音調(diào)，電路由復(fù)位電路，指示燈電路，和功能按鍵電路組成，通過功能鍵可以選擇播放音樂或者彈奏音節(jié)，硬件主要有下面幾個(gè)部分組成。 圖 21 電子琴硬件設(shè)計(jì)框圖 用 P2 口的高四位和 P2 口的第四位作為按鍵的接口，用 P1 口做信號輸出口。 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 為了使電子琴的控制系統(tǒng)更加的方便、靈活以及穩(wěn)定性，我們對系統(tǒng)硬件進(jìn)行了簡約和優(yōu)化，使硬件更加的實(shí)用，更加的人性化，硬件電路包括中心控制模塊、播放模塊、按鍵控制模塊、復(fù)位按鍵模塊四大類 。 中心控制模塊的硬件設(shè)計(jì) 這次設(shè)計(jì)的中心控制模塊是采用 AT89C52 單片機(jī)來控制整個(gè)系統(tǒng)。其中 P1 口作為輸入口， 口為 獨(dú)立功能鍵 ， 按下后會播放電子琴樂曲， 連接 揚(yáng)聲器 驅(qū)動電路。 功 能 選 擇 (彈奏 /播放 ) 鍵盤輸入 AT89C52 單片機(jī) 音頻放大 喇叭發(fā)出聲音 單片機(jī)設(shè)電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告 第 3 頁 共 19 頁 3 聲音播放模塊的硬件設(shè)計(jì) 如下圖所示，為聲音的播放模塊，它接到 口上，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，它通過 AT89C52中心控制芯片的識別后發(fā)出相應(yīng)的音符。 圖 31 音頻放大電路 按鍵控制模塊和復(fù)位電路模塊的硬件設(shè)計(jì) 在 P2 口連接有 8 個(gè)按鍵開關(guān)加 8 個(gè)拉電阻，它們一端接 5 伏電源，一端接地。只要有一個(gè)按鍵被按下，并被單片機(jī)掃描到，則會播放發(fā)出音符。
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