【正文】 需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。雙鍵鎖定，是當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下時(shí)，只把最后釋放的鍵當(dāng)作有效鍵并產(chǎn)生相應(yīng)的鍵碼。所謂抖動(dòng)是指在識(shí)別被按鍵是必須避開抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識(shí)別正確無誤。目前微機(jī)系統(tǒng)中，一般為了降低成本大多數(shù)采用非編碼鍵盤。所以，編碼鍵盤接口簡單、使用方便。 鑒于上述對(duì)比與分析，本設(shè)計(jì)采用方案三 按鍵選擇方案 組成鍵盤的按鍵有機(jī)械式、電容式、導(dǎo)電橡膠式、薄膜式多種，但不管什么形式，其作用都是一個(gè)使電路接通與斷開的開關(guān)。 將 單向可控硅 SCR 和 電阻、電容 組成馳張振蕩器電路。其中包括了音調(diào)的產(chǎn)生，節(jié)拍的產(chǎn)生，以及如何合理應(yīng)用單片機(jī)的定時(shí)，中斷系統(tǒng)生成相應(yīng)的音調(diào)和節(jié)拍，設(shè)計(jì)出音樂演奏系統(tǒng)。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，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。其次，定時(shí)器按設(shè)置的定時(shí)參數(shù)產(chǎn)生中斷，這一次中斷發(fā)出脈沖低電平，下一次反轉(zhuǎn)發(fā)出脈沖高電平，由于定時(shí)參數(shù)不同， 就發(fā)出不 同頻率的脈沖，本設(shè)計(jì)中按鍵一次，會(huì)發(fā)出 50 個(gè)脈沖，松開后隨之延時(shí) 10 個(gè)脈沖，但在延時(shí)的 10 個(gè)脈沖期間繼續(xù)檢測鍵盤，若此時(shí)又有鍵被按下，若被按下的仍為原鍵則聲音不變，否則鍵盤會(huì)譯出被按下的另一個(gè)鍵的音調(diào)。不同的樂器發(fā)出同一基音時(shí)，不僅諧音的數(shù)目不同，而且各諧音的響度也不同。利用定時(shí)器可發(fā)出不同頻率的脈沖，不同頻率的 脈沖經(jīng)喇叭驅(qū)動(dòng)電路放大濾波后，就會(huì)發(fā)出不同音調(diào)。當(dāng)鎖相環(huán)入鎖時(shí)，它還具有“捕捉”信號(hào)的能力， Vco 可在某一范圍內(nèi)自動(dòng) 跟蹤輸入信號(hào)的變化，如果輸入信號(hào)頻率在鎖相環(huán)的捕捉范圍內(nèi)發(fā)生變化，鎖相 環(huán)能捕捉到輸人信號(hào)頻率， 并強(qiáng)迫 Vco 鎖定在這個(gè)頻率上。壓控振蕩器的輸出 Uo 接至相位比較器的一個(gè)輸入端，其輸出頻率的 高低由低通濾波器上建立起來的平均電壓 Ud 大小決定。鍵盤實(shí)際上 就是一些開關(guān)，如果沒有鍵盤，許多種頻率的信號(hào)一齊進(jìn)到放大器里，通過 揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音就會(huì)亂七八糟，不成音樂。當(dāng)按動(dòng)某個(gè)琴鍵時(shí)， 就會(huì)使與它對(duì)應(yīng)的電裝置工作，從而使喇叭發(fā)出某種音調(diào)的聲音。電子管風(fēng)琴全部采 用了管風(fēng)琴音色，沒有普通電子琴中的自動(dòng)伴奏功能，主要用于演奏宗教音樂。一個(gè)優(yōu)秀的演奏家在一臺(tái)性能卓越的雙排鍵電子琴 上的演奏；其效果能與一個(gè)大型樂隊(duì)相媲美。一般由左腳來演奏，有時(shí)也可雙腳并用．琴的底部還有兩個(gè) 控制踏板；由右腳來控制力度。是電子琴中性能最優(yōu)、功能最全。鍵盤數(shù)量通常為六十一健，也有四十 九鍵和七十三鍵甚至更多者，這類琴有高、中、低幾種不同檔次，不同檔次的電了琴其音質(zhì)， 功能等方面有一定的差異．標(biāo)準(zhǔn)型電子琴有學(xué)習(xí)，娛樂、伴奏、獨(dú)奏等多種用途；是大多數(shù) 電子琴愛好者學(xué)習(xí)用琴較理想的選擇。這類琴琴鍵較狹小，從音質(zhì)、功能及性能等方面與標(biāo) 準(zhǔn)便攜式電子琴相比較有一定差距。但電子琴的局限性也十分明顯：旋律與和聲缺乏音量變化，過于協(xié)和、單一；在模仿各類管、弦樂器時(shí)，音色還不夠逼真，模仿提琴類樂器的音色時(shí)，失真度更大，還需要不斷改進(jìn)。另外，電子琴在獨(dú)奏時(shí)，還可隨意配上類似打擊樂音響的節(jié)拍伴奏，適合于演奏節(jié)奏性較強(qiáng)的現(xiàn)代音樂。 3 第一章 緒論 電子琴概念 簡易電子琴結(jié)構(gòu)組成： 電子樂器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜， 音源是由晶體管產(chǎn)生電振動(dòng)，并通過音色回路而產(chǎn)生各種音色；同時(shí)由周波數(shù)調(diào)制產(chǎn)生顫音效果，由振 幅調(diào)制產(chǎn)生各種樂器的音效。 第七章 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程 STC89C52 簡介 元件簡介 系統(tǒng)開發(fā)的意義 1 電子琴的工作原理 關(guān)鍵詞 ： STC89C52 單片機(jī) 音色 節(jié)拍器 2 目 錄 第一章 續(xù) 論 本文的主要內(nèi)容是用STC89C52 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，單片機(jī)以其體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)、使用方便、性能價(jià)格比高、容易產(chǎn)品化等特點(diǎn)，在智能儀表、機(jī)電一體化、實(shí)時(shí)控制、分布式多機(jī)系統(tǒng)、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，對(duì)各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著重要的推動(dòng)作用，對(duì)人們生活質(zhì)量的提高產(chǎn)生了深刻的 影響。它的應(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。我們都會(huì)抽空欣賞世界名曲，作為對(duì)精神的洗禮。本論文設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的簡易電子琴。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。作為 21 世紀(jì)的工科大學(xué)生，學(xué)好單片機(jī)，一方面可以加深對(duì)計(jì)算機(jī)原理和結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，另一方面也為自身在專業(yè)上的深入發(fā)展構(gòu)筑了一個(gè)很好的平臺(tái) ，在實(shí)踐過程中熟悉和熟練單片機(jī)的使用和開發(fā)。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 16 個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。 系統(tǒng)開發(fā)的背景 控制模塊選擇方案 按鍵選擇方案 工作原理 LM386 設(shè)計(jì) 指標(biāo) 設(shè)計(jì)簡單原理介紹 軟件仿真調(diào)試 第六章 調(diào)試結(jié)論 參考文獻(xiàn) 附錄 1 主要電路原理圖 樂器特色：屬于電子樂器，發(fā)音音量可以自由調(diào)節(jié)。另外，電子琴還安裝有混響、回聲、延長音、震 音和顫音等多項(xiàng)功能裝置，表達(dá)各種情緒時(shí)運(yùn)用自如。 電子琴的種類 目前市場上電子琴的各種品牌、型號(hào)有上百種，由幾十元的玩具電于琴到幾百幾千元 的學(xué)習(xí)、演奏用琴，真是琳瑯滿目， 總體上可分為兩大類；便攜式電子琴和臺(tái)式電子琴。另外，受功能、琴鍵數(shù)量等因素制約，演奏樂曲的音域 與難度也受到一定制約、非標(biāo)準(zhǔn)型（玩具型）電子琴可作為低齡兒童電子琴入門學(xué)習(xí)或作為 一種娛樂的工具。 （三）、臺(tái)式單排鍵電子琴 這類琴的外形類似風(fēng)琴和電鋼琴；其操作、功能等與便攜式電子琴相同。 檔次最高的一類琴。轉(zhuǎn)換音色、變化速度。如今，雙排鍵電子琴已是音樂院校電子琴專業(yè) 的學(xué)習(xí)、教學(xué)、音樂會(huì)的專業(yè)用琴，國際上的電子琴比賽也都是采用雙排鍵電子琴。由于電子管 風(fēng)琴的體積較小，安裝方使，音響效果較好且投資相對(duì)要低，因此在國內(nèi)外一些教堂和演奏 廳常用此類琴來代替制作工藝復(fù)雜、外型龐大、投資巨大的傳統(tǒng)管風(fēng)琴 5 電子琴工作原理 大家都知道當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)，能夠發(fā)出聲音。簡單的說就是按鍵觸發(fā)信號(hào)發(fā)給處理器，再由處理器調(diào)用音色庫音色通過功放電路輸出或者通過數(shù)碼接口進(jìn)行數(shù)字輸出。按下鍵盤的一支鍵，就等于接通一只開關(guān)，只允許某一種頻率的信號(hào)通過到放大器里去，揚(yáng)聲器就發(fā)出一個(gè)音來。施加于相位比較器另一 個(gè)輸入端的外部輸入信號(hào) Ui 與來自壓控振蕩器的輸出信號(hào) Uo 相比較，比較結(jié)果產(chǎn)生的誤差輸 出電壓 UΨ 正比于 Ui 和 Uo 兩個(gè)信號(hào)的相位差， 經(jīng)過低通濾波器濾除高頻分量后，得到一個(gè)平均值電壓 Ud。鎖相環(huán)應(yīng)用非常靈活，如果輸 入信號(hào)頻率 f1 不等于 Vco 輸出信號(hào)頻率 f2，而要求兩者保持一定的關(guān)系，例如比例關(guān)系或差值關(guān)系，則可以在外部加入一個(gè)運(yùn)算器，以滿足不同工作的需要。其次，定時(shí)器按設(shè)置的定 時(shí)參數(shù)產(chǎn)生中斷，這一次中斷發(fā)出脈沖低電平，下一次反轉(zhuǎn)發(fā)出脈沖高電平，由 于定時(shí)參數(shù)不同，就發(fā)出 6 不同頻率的脈沖，本設(shè)計(jì)中按鍵一次，會(huì)發(fā)出 50 個(gè)脈 沖，松開后隨之延時(shí) 10 個(gè)脈沖，但在延時(shí)的 10 個(gè)脈沖期間繼續(xù)檢測鍵盤，若此時(shí)又有鍵被按下，若被按下的仍為原鍵則聲音不變，否則鍵盤會(huì)譯出被按下的另一個(gè)鍵的音調(diào)。因而使不同的樂器具有不同的音品。本電路中的硬件比較簡單，其功能的實(shí)現(xiàn)主要由軟件完成。本文的主要內(nèi)容是用 STC89C52 單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。并且本文分別從原理圖，主要芯片，各模塊原理及各模塊的程序的調(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(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了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來產(chǎn)生不同的頻率非常方 7 便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。 但該設(shè)計(jì)方案制作成本高且復(fù)雜。目前微機(jī)系統(tǒng)中使用的 8 鍵盤按其功能不同，通?？煞譃榫幋a鍵盤和非編碼鍵盤兩種基本類型。但由于硬件電路較復(fù)雜，因而價(jià)格較貴。 鍵盤接口必須具有去抖動(dòng)、防串鍵、按鍵識(shí)別和鍵碼產(chǎn)生 4 個(gè)基本功能。去抖問 題可通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。 N 鍵輪回，是當(dāng)檢測到有多個(gè)鍵被按下時(shí)，能根據(jù)發(fā)現(xiàn)它們的順序依次產(chǎn)生相應(yīng)鍵的鍵碼 。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來識(shí)別閉合鍵，為此需要提供兩個(gè)可編程的雙向輸入 /輸出端口 。比傳統(tǒng)音階范圍大，彈奏效果好。由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。它在硬件資源和功能、軟件指令及編程上與 Intel 80C3X 單片機(jī)完全相同。 STC89C5X 系列可認(rèn)為是 Intel 80C3X 的內(nèi)核與 STC FLASH 技術(shù)的結(jié)合體。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 工作原理 管腳說明 VCC：供電電壓。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。在給出地址 1時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL） 這是由于上拉的緣故。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電 12 平用于鎖存地址的地位字節(jié)。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE 脈沖。如果微處理 器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 EA /VPP：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。 （ 1）地址線上輸入欲編程的存儲(chǔ)單元地址；（ 2）在數(shù)據(jù)線上輸入編程數(shù)據(jù)；（ 3）加正確的控制信號(hào)組合；（ 4）在 高壓 模式下使 VPP 為 12V；（ 5）在 ALE 引腳上加一次負(fù)脈沖，可對(duì) FLASH 存儲(chǔ)器的一個(gè)字節(jié)或保密位進(jìn)行編程。在閑置模式下， CPU 停止工作，但 RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。但在 1 腳和 8 腳之間增加一只外接電阻和電容 ,便可將電壓增益調(diào)為任意值 ,直至 200。與通用型集成運(yùn)放相類似，它是一個(gè)三級(jí)放大電路 . 第一級(jí)為差分放大電路， T1 和 T T2 和 T4 分別構(gòu)成復(fù)合管，作為差分放大電路的放大管； T5 和 T6 組成鏡像電流源作為 T1 和 T2 的有源負(fù)載； T3 和 T4信號(hào)從管的基極輸入，從 T2 管的集電極輸出，為雙端輸入單端輸出差分電路。 引腳 2 為反相輸入 端，引腳 3 為同相輸入端。 LM386 的封裝形式有塑封 8 引線雙列直插式和貼片式。 電壓增益可調(diào) ,20200。LM386 電源電壓 412V，音頻功率 。其電路以及各參數(shù)如下圖 17 LM386 電路圖及各參數(shù) LM386 應(yīng)用圖 設(shè) 計(jì)實(shí)現(xiàn)過程 18 設(shè)計(jì)指標(biāo) （ 1）設(shè)計(jì)一個(gè)具有 16 個(gè)鍵的鍵盤，并將 16 個(gè)鍵設(shè)計(jì)成 16 個(gè)音 。 （ 3）制作符合設(shè)計(jì)指標(biāo)的硬件電路。 技術(shù)可行性： 技術(shù)可行性主要是分析技術(shù)條件上是否能夠順利開展并完成開發(fā)工作，硬件、軟件能否滿足設(shè)計(jì)者的需要等。 音持續(xù)時(shí)間的長短即時(shí)值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。如果單片機(jī)要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計(jì)中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實(shí)現(xiàn)的音樂