【正文】 （ 4）通過(guò)程序取出一個(gè)音符的相關(guān)參數(shù) ......，如此直到播放完畢最后一個(gè)音符，根據(jù)需要也可循環(huán)不停地播放整個(gè)樂(lè)曲。單片機(jī)演奏的音樂(lè)基本上都是單音頻率。 電子發(fā)音原理 由于單片機(jī)的強(qiáng)大功能，除了在測(cè)試控制領(lǐng)域中有著廣泛的運(yùn)用外，還有一些簡(jiǎn)單而有趣的應(yīng)用。單片機(jī)電子琴就是利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率的電壓波形，推動(dòng)揚(yáng)聲器或蜂鳴器來(lái)發(fā)出不同音調(diào)的聲音。還可以對(duì)相關(guān)功能作出一些拓展。在 社會(huì)活動(dòng)的 各個(gè) 方面 中， 始終 都有單片機(jī)的 身影 ；從 簡(jiǎn)易的 到 復(fù)雜的 ， 各個(gè)地點(diǎn) ，凡是能 看 到的地方幾乎都有使用單片機(jī)的需求。而單片機(jī)具有強(qiáng)大的編程實(shí)現(xiàn)特性和靈活的控制功能，它 成為了電子琴中不可替代的重要一部分，本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是用 AT89C52 單片機(jī)作為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴，主要介紹了電子琴硬件系統(tǒng)的組成并對(duì)相關(guān)軟件程序方面做了相關(guān)的分析研究和調(diào)試。 作者簽名： 日 期： 目 錄 .................................................................................................................. 1 2． 工作原理 ....................................................................................................... 2 電子發(fā)音原理 ..................................................................................................2 音調(diào) ...............................................................................................................2 節(jié)拍 ...............................................................................................................5 設(shè)計(jì)可行性 ......................................................................................................6 設(shè)計(jì)指標(biāo) .........................................................................................................6 3． 硬件電路 ....................................................................................................... 6 簡(jiǎn)易電子琴的組成框圖 ...................................................................................7 芯片選用 ..........................................................................................................8 鍵盤(pán)設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 10 ......................................................................................................... 10 主程序流程圖 ................................................................................................ 11 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 ................................................................................................ 12 5．調(diào)試 .............................................................................................................. 16 Proteus 簡(jiǎn)介 ................................................................................................... 16 keil 簡(jiǎn)介 ......................................................................................................... 16 仿真步驟 ....................................................................................................... 18 6．總結(jié) .............................................................................................................. 20 致謝 .................................................................................................................... 21 附錄 .................................................................................................................... 23 1 簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì) 張盛杰 南京信息工程大學(xué)濱江學(xué)院 09 電子信息工程專(zhuān)業(yè)，南京 210044 摘要： 本論文主要基于 AT89C52 單片機(jī)進(jìn)行的簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)。 本論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果。 本論文中除了引文外，所有實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)和相關(guān)材料均是真實(shí)的。通過(guò) LCD 顯示屏、喇叭、鍵盤(pán)等外部器件，使用按鍵實(shí)現(xiàn)各種音調(diào)和音符 的輸入， LCD 顯示屏進(jìn)行被操作的按鍵顯示，用放大電路實(shí)現(xiàn)低音頻信號(hào)的功率放大，最后經(jīng)過(guò)調(diào)試用喇叭播放相關(guān)音樂(lè)。 雖然單片機(jī) 產(chǎn)生 的 時(shí)間并不是太長(zhǎng) ，但 它的 發(fā)展 速度令人驚訝 ， 它的高水平發(fā)展 在集成度、 可靠性 、速度 、應(yīng)用 等 領(lǐng)域 表現(xiàn)的淋漓精致 。 雖然現(xiàn)在單片機(jī)供應(yīng)的應(yīng)用已經(jīng)普及開(kāi)來(lái)了 ， 但還是有許多單片機(jī)尚未涉足到的地方，因此，單片機(jī)的應(yīng)用和需求在現(xiàn)在現(xiàn)代社會(huì)的運(yùn)用中還是有發(fā)展的。參照傳統(tǒng)電子琴可以用鍵盤(pán)上的“ k0”到“ k8”鍵演奏從低 So 到高 DO 等 8 個(gè)音，從而可以用來(lái)彈奏喜歡的樂(lè)曲。假設(shè)電子琴有八個(gè)音階，就對(duì)應(yīng) 8 個(gè)不同 的頻率，頻率越高音調(diào)就越高。比如，驅(qū)動(dòng)單片機(jī)可以使蜂鳴器和揚(yáng)聲器發(fā)出聲音，還可以控制其發(fā)出不同的聲調(diào)，從而連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)曲子。因此單片機(jī)演奏音樂(lè)比較簡(jiǎn)單，只需要清楚“音調(diào)”和“節(jié)拍”。 音調(diào) 音調(diào)是音樂(lè)學(xué)中的名詞，與平時(shí)所說(shuō)的音高十分相似。在一個(gè)八度音里，有 12 個(gè)半音。因此，只需要知道這 12 個(gè)音符的音高，也就是它們基本的音樂(lè)的頻率，就可以根據(jù)音符之間的倍頻程關(guān)系得到其他音符基本的音調(diào)頻率。 以標(biāo)準(zhǔn)音高 A 為例： 標(biāo)準(zhǔn) 音高 A 的頻率 f=440Hz,其對(duì)應(yīng)的周期為： usfT 2272/1 ?? （ 21） 因此需要在單片機(jī) I/O 口輸出周期為 T=2272us 的方波脈沖，如圖 21 所示 圖 21 單片機(jī)控制音調(diào)示意圖 由上圖可知： 單片機(jī)輸出高電平和低電平信號(hào)均為： usTt 11362/ ?? （ 22） 也就是說(shuō)，單片機(jī)上定時(shí)器的中斷觸發(fā)時(shí)間為 1136us。 在單片機(jī)的晶振頻率 MHzf 120 ?，定時(shí)器在工作方式 1 下定時(shí)器計(jì)數(shù)初值見(jiàn)表 21 音符 頻率 /Hz 計(jì)數(shù)初值 音符 頻率 /Hz 計(jì)數(shù)初值 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 1 RE 311 63928 中 6 LA 880 64968 低 3 MI 330 64021 6 LA 932 64994 低 4 FA 349 64013 中 7 SI 988 95030 4 FA 370 64185 高 1 DO 1046 65058 低 5 SO 392 64260 1 DO＃ 1109 65085 5 SO 415 64331 高２ＲＥ 1175 65110 低 6 LA 440 64400 2 RE 1245 65134 6 LA 466 64463 高 3 MI 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 MI 659 64777 6 LA 1865 65268 中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283 表 21 晶振頻率 MHzf 120 ?定時(shí)器在工作方式 1 下定時(shí)器計(jì)數(shù)初值表 5 節(jié)拍 在一張完整樂(lè)譜開(kāi)頭，都有如 1=C44 、 1=G43 ?? 等等的標(biāo)識(shí)。 1= G43 的節(jié)拍示意圖，見(jiàn)圖 12 。如果這里規(guī)定一拍的時(shí)長(zhǎng)為 400ms，那么以四分音符為節(jié)拍時(shí)，四分音符的時(shí)長(zhǎng)為 400ms，八分音符的時(shí)長(zhǎng)為 200ms，十六分音符的時(shí)長(zhǎng)為 100ms。 步驟二：將這些參數(shù)做成數(shù)據(jù)表格 ，存放在存儲(chǔ)器中。 1=G43 6 設(shè)計(jì)可行性 由于本次設(shè)計(jì)主要應(yīng)用在生活相關(guān)的教學(xué)娛樂(lè)當(dāng)中，所以在設(shè)計(jì)上要盡量的使其變的簡(jiǎn)單安全容易操作。因此在經(jīng)濟(jì)上必須能夠承受，比較理想化的對(duì)于我們課程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是不可行的。并在存儲(chǔ)一首歌曲的內(nèi)容，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播放。 7 簡(jiǎn)易電子琴的組成框圖 圖 31 電子琴系統(tǒng)原理框圖 （ 1） LCD 顯示屏 LCD 液晶 顯示器 是 Liquid Crystal Display 的簡(jiǎn)稱(chēng)， LCD 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置 TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè) 置彩色濾光片，通過(guò) TFT 上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向， 以此來(lái) 達(dá)到控制 住 每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否 從 而達(dá)到顯示 的 目的。 液體直接稱(chēng)為分子方向沒(méi)有規(guī)律性的液體 ， 如果 分子具有方向性的液體 ，那么就可以稱(chēng)它為 為 “ 液態(tài)晶體 ” ，簡(jiǎn)稱(chēng) “ 液晶 ” 。在單片機(jī)內(nèi)部放置一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路，它只要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生相定的時(shí)鐘信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，以此決定單 片機(jī)的工作速度。 晶振電路 AT89C52 供電及復(fù)位電路 發(fā)音電路 鍵盤(pán) LCD 顯示屏