【正文】 書 第 5 頁 共 25 頁 電子琴的 發(fā)聲原理 1． 1電子琴發(fā)聲原理 電子琴既可以演奏不同的曲調(diào)，又可以發(fā)出強弱不同的聲音，還可以模仿二胡、笛子、鋼琴、黑管以及鑼鼓等不同樂器的聲音。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，單片機具有強大的控制功能和靈活的編程實現(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。 隨著社會的發(fā)展進步，音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分。 參 考 資 料 單片微型計算機接口技術及其應用 張淑清 國防工業(yè)出版社 單片機應用技術匯編 指導教師簽字 基層教學單位主任簽字 說明：此表一式四份，學生、指導教師、基層教學單位、系部各一份。 演奏一首歌曲。 通過每個按 鍵的控制使單片機系統(tǒng)輸出不同頻率的脈沖，經(jīng)過揚聲器發(fā)出不同頻率音調(diào)。 工 作 計 劃 查閱資料進行設計準備、設計硬件電路、編制程序 ， 編制程序、驗證設計、撰寫任務書 。因此，單片機的開發(fā)應用已成為高科技和工程領域的一項重大課題。 電子琴是現(xiàn)代電子科 技與音樂結合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，其優(yōu)點是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等，具有一定的實用和參考價值。在電子琴里，雖然沒有振動的弦、簧、管等物體，卻有許多特殊的電裝置，每個電裝置一工作，就會使喇叭發(fā)出一定頻率的聲音。電阻大小的變化，又會引起喇叭聲音強弱的變化。不同的樂器發(fā)出同一基音時，不僅諧音的數(shù)目不同，而且各諧音的響度也不同。按下按鍵時，揚聲器會發(fā)出一定時長的聲音。 代碼值的計算 不同的音符對應著不同的頻率，我們可以利用不同的頻率的組合，來實現(xiàn)不同的音符的組合，即可構成我們所想要的音樂了。因此，只需將一首歌的音階和頻 率即拍長相對應即可。利用 AT89S52 的內(nèi)部定時器使其工作計數(shù)器模式工作方式 1下，改變計數(shù)初值以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，下面將具體介紹音符頻率的計算方法。 2 （式 11） 式中， N是產(chǎn)生需要脈沖所需的計數(shù)值， oscf 是單片機的晶振頻率（本實驗箱的晶體振蕩器為 5MHz）， r f 是想要產(chǎn)生的頻率； 相應的計數(shù)初值 T的求法如下： T＝ 65536－ N （式 12） 以音符 DO為例，詳述得到對應的頻率所 需的計數(shù)初值： 本次課程設計所使用的實驗箱上的單片機晶振為 6Hz,對應的每次計數(shù)時間間隔為 2us，低音 DO對應的頻率為 262Hz，其周期 T＝ 1/262＝ 3817μ s。 2 程序的設計思想及執(zhí)行流程 主程序的執(zhí)行流程如圖 21 所示，其中包含的功能及其子程序有： 低 3 M 330 64779 中 7 SI 988 65283 低 4 FA 349 64820 高 1 DO 1046 65297 低 5 SO 392 64898 高 2 RE 1175 65323 低 6 LA 440 64968 高 3 M 1318 65346 低 7 SI 494 65030 高 4 FA 1397 65357 中 1 DO 523 65058 高 5 SO 1568 65377 中 2 RE 587 65110 高 6 LA 1760 65394 中 3 M 659 65157 高 7 SI 1967 65409 中 4 FA 698 65178 表 11 音符頻率表 表 21 曲調(diào)值表 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 第 9 頁 共 25 頁 一、鍵盤掃描： 檢測是否有鍵按下，有鍵按下則記錄按下鍵的鍵值，并跳轉(zhuǎn)至功能轉(zhuǎn)移程序；無鍵按下，則返回鍵盤掃描程序繼續(xù)檢測； 二、多功能的實現(xiàn)： 對檢測到得按鍵值進行判斷，是單獨發(fā)音按鍵則跳轉(zhuǎn)至單發(fā)音子程序，是歌曲播放鍵“ 0”鍵則跳轉(zhuǎn)連續(xù)發(fā)音子程序，即開始彈奏《我的中國心》； 單發(fā)音子程序：根據(jù)檢測到得按鍵值，查詢音律表，給計時器 T0 賦值，同時調(diào)用固定時長的延時子程序，發(fā)出相應頻率的及時長的聲音，之后自動返回至鍵盤掃描程序，繼續(xù)等待是否有鍵按下； 播放歌曲程序：檢測到按鍵按下的是歌曲播放鍵“ 0”鍵時執(zhí)行該程序，單片機自動播放事先已經(jīng)存放好的歌曲，同時每隔一定時間掃描一次鍵盤，檢測是否有暫停鍵“ F”或停止鍵“ E”按下，有則處理相應的子功能。 執(zhí)行流程如圖 33所示： 圖 21 主程序流程圖 單發(fā)音子程序 根據(jù)鍵值查音律表 將代碼值轉(zhuǎn)入定時器T0 使能 TR0，開始發(fā)聲 調(diào)用固定時長延時子程序 返回鍵盤掃描程序 圖 22 單發(fā)音子程 序流程圖圖 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 第 12 頁 共 25 頁 否 播放歌曲子程序 延時 返回鍵盤掃描 賦值定時器 T1；賦值延時子程序參數(shù) 取對應音符的代碼值和拍數(shù) 歌曲計數(shù)器加一，準備取下一歌曲音符代碼 取歌譜地址 是否為停止碼 0 是 是否暫停鍵“ F” 掃描鍵盤 掃描鍵盤 返回鍵盤掃描 是否停止鍵“ E” 是 否 是否有鍵按下 否 是 否 是 燕 山 大 學 課 程 設 計 說 明 書 第 13 頁 共 25 頁 3 硬