【正文】 // 熄滅LED GPIOPinWrite(LED5_PORT, LED5_PIN, 0xFF)。 GPIOPinTypeIn(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_5| GPIO_PIN_6| GPIO_PIN_7)。 // 設置LED 所在的管腳為輸出 SysCtlPeriEnable(LED8_PERIPH)。 // 設置LED 所在 的管腳為輸出 SysCtlPeriEnable(LED4_PERIPH)。 if(guan==0xee) { num=1。 return num。 GPIOPinTypeIn(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_5| GPIO_PIN_6| GPIO_PIN_7)。 return num。 if(guan==0x7d) { SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。 GPIOPinWrite(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_5| GPIO_PIN_6| GPIO_PIN_7,0Xf0)。 } } if(guan==0xdb) { SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。0x0f。 } } GPIOPinTypeOut(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_5| GPIO_PIN_6| GPIO_PIN_7)。 上海師范 大學 天華學院電子工程系 ARM 綜合設計 27 if(guan==0xb7) {num=7。0xf0。 guan=jian|guan。 GPIOPinTypeOut(GPIO_PORTA_BASE,GPIO_PIN_0| GPIO_PIN_1| GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_3)。 // 在開始清屏 上海師范 大學 天華學院電子工程系 ARM 綜合設計 25 write_(0x80+0x10)。 SysCtlPeriEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB)。 SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。 // lcden=1。 int jian。 GPIOPinWrite(LED7_PORT, LED7_PIN, 0xFF)。 // 空格 SysCtlDelay(100 * (TheSysClock / 4000))。 // 空格 write_data(77)。 write_(0x01)。 //使能 A 端口 GPIOPinTypeOut(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7)。 GPIOPinWrite(GPIO_PORTD_BASE,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7,date)。 SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。 在完成簡易電子琴系統(tǒng)基本功能的時候我感覺自己已經(jīng)達到了要求，但是在 ＸＸ 老師與 其他 同學的支持下，又開始了拓展功能的開發(fā)，使得自己的電子琴更加獨具特色。 在完成上述的軟硬件調(diào)試后，逐步進行系統(tǒng)軟件設計。 上海師范 大學 天華學院電子工程系 ARM 綜合設計 13 調(diào)試過程 在調(diào)試 過程中 ，首先要做好硬件調(diào)試，然后再進行軟硬件共同調(diào)試。 （ 2）獨立按鍵 KEY2 開啟音樂 1（一分錢） （ 3）獨立按鍵 KEY3 開啟音樂 2（理發(fā)師） （ 4）獨立按鍵 KEY4 開啟音樂 3（梁祝） （ 5）矩陣 鍵盤 實現(xiàn)電子琴演奏功能， 16 個按鍵依次 通過蜂鳴器 發(fā)出：M M M M M M M L H H H H HH L L7 等音階 ，并將音階對應顯示在 LCD 顯示屏上。 R 1 9P F 14 .7 KL E D 1R 2 0P F 24 .7 KL E D 2R 2 1P B 04 .7 KL E D 3R 2 9P B 24 .7 KL E D 5R 3 0P B 34 .7 KL E D 6R 2 2P B 14 .7 KL E D 43 .3 VR 3 1P E 04 .7 KL E D 7R 3 2P E 44 .7 KL E D 8 圖 LED 燈電路圖 10 ＸＸＸ：簡易電子琴系統(tǒng) 本設計實驗中，有 8 個 LED 小燈，其原理電路圖如圖 所示。 PWM 輸出口直接驅(qū)動是利用 PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅(qū)動蜂鳴器。 矩陣式結構的鍵盤顯然比直接法要復雜一些，識別也要復雜一些，上圖中， 行 線通過電阻接正電源，并將 列 線所接的單片機的 I/O 口作為輸出端，而 行 線所接的 I/O 口則作為輸入。 本次設計使用的開發(fā)板上的微控制器 LM3S2110 上可使用的引腳有PA0～ PA6（ 7 個）、 PB0～ PB6（ 7 個）、 PC4～ PC7（ 4 個）、 PD0～ PD7（ 8個）、 PE0～ PE1（ 2 個）、 PF0～ PF2（ 3 個）、 PG0～ PG1（ 2 個）、 PH0～ PH1（ 2 個）。與此同時，它還提供出色的計算性能和優(yōu)越的系統(tǒng)中斷響應能力。 所用設備與器材 （ 1） ARM 2110 芯片 （ 2） 44 矩陣鍵盤 （ 3） 單片機 /嵌入式實踐平臺的功放模塊（即蜂鳴器） （ 4） 1602 LCD 液晶顯示屏 （ 5） LED 燈模塊 上海師范 大學 天華學院電子工程系 ARM 綜合設計 5 3 硬件方案 系統(tǒng)硬件的構成與原理 本次設計的 簡易電子琴系統(tǒng) 主要使用到的硬件有 LM3S2110微控制器、獨立按鍵、 44 矩陣鍵盤、 LED 燈 模塊 、蜂鳴器、 LCD 液晶顯示屏、電源等。 PWM 發(fā)生器模塊包含 1 個定時器， 2 個 PWM 比較器，PWM 信號發(fā)生器，死區(qū)發(fā)生器和中斷 選擇器。 CortexM3 采用了新型的單線調(diào)試技術，專門拿出一個引腳來做調(diào)試，節(jié)約了大筆的調(diào)試工具費用。現(xiàn)代電子琴并非 “模仿 ”樂器音色。（單排鍵）電子琴、電吉他、 架子鼓 是流行音樂的三項主流樂器。由于種種原因，至 1977 年后，我國才大批生產(chǎn)電子琴。 1989 年，我國年產(chǎn)兒童電子琴 200 萬臺，并出口 39 萬臺。 （二）電子琴的發(fā)明使人們可以演奏出未曾擁有的音色，豐富了人們情感的表現(xiàn)；電子琴創(chuàng)造出了許多其他樂器無法演奏出的音色，甚至自然不存在的音色，這些音色幫助了人們通過音樂表現(xiàn)自己的情感，在很多電視節(jié)目或者 音樂作品 中都有運用。它使用的就是真實樂器音色。同時， CortexM3 可以直接在 MCU 外連接 Flash，降低了設計難度和應用障礙，因此其發(fā)展趨勢亦不容小覷。而控制模塊決定了 PWM信號的極性，以及將哪個信號傳遞到管腳。該系統(tǒng)的原理框圖如圖 所示，利用 LM3S2110 微控制器驅(qū)動液晶顯示屏 、蜂鳴器和 LED 燈 模塊 ；使用 獨立 按鍵來 跳出、 停止 或開啟蜂鳴器播放音樂 ； 使用矩陣鍵盤來實現(xiàn)簡易電子琴的演奏功能 ；使用 LED 燈來顯示音 階 ?？偟膩碚f，其特性包括： （ 1） 緊湊的內(nèi)核； （ 2） Thumb2 指令集，在通常與 8 位和 16 位設備相關的存儲容量中，特別是在微控制器級應用的幾千字節(jié) 存儲量中，提供 ARM 內(nèi)核所期望的6 ＸＸＸ：簡易電子琴系統(tǒng) 高性能； （ 3） 高速的應用通過 Harvard 結構執(zhí)行，以獨立指令和數(shù)據(jù)總線為特征； （ 4） 優(yōu)越的中斷處理能力，通過執(zhí)行寄存器操作來實現(xiàn)，這些寄存器操作在處理硬件中斷時使用； （ 5） 存儲器保護單元（ MPU）為復雜的應用提供特權操作模式； （ 6） 從 ARM7? 控制器系列中移植過來，以獲得更好的性能和電源效率； （ 7） 功能齊全的調(diào)試解決方案有：串行線 JTAG 調(diào)試端口（ SWJDP）； Flash 修補和斷點（ FPB）單元，用于實現(xiàn)斷點操作；數(shù)據(jù)觀察點和觸發(fā)（ DWT）單元，用于執(zhí)行 觀察點、觸發(fā)源和系統(tǒng)性能分析；儀表跟蹤宏單元（ ITM），用于支持 printf 型調(diào)試；跟蹤端口接口單元（ TPIU）用作跟蹤端口分析儀的橋接。 獨立按鍵 上海師范 大學 天華學院電子工程系 ARM 綜合設計 7 ARM2110 開發(fā)板中有 4 個獨立按鍵，其原理電路 圖如圖 所示。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸出端都是高電平，代表無鍵按下。只要打開 PWM 輸出， PWM 輸出 口就能輸出該頻率的方波，這個時候利用這個波形就可以驅(qū)動蜂鳴器了 。這 8個小燈 ——LED1～ LED8各自的負極連接了一個 微控制器 LM3S2110 上的 PA PA PA PG0、 PF PG PE0、 PE1這 8 個引腳上，當這 8 個引腳中的某個引腳得到低電平時，其相連的 LED小燈就會亮起。 12 ＸＸＸ：簡易電子琴系統(tǒng) （ 6）使用程序定義使得 LED 燈模塊根據(jù)不同音階亮不同燈的個數(shù)，實現(xiàn) LED 燈跳躍顯示功能。所以 第一步需要檢查 各 硬件 的完好性，其次檢測各芯片的電源線和地線是否接觸良好，接好電源 后 用萬用表檢測各電源端、地端的狀態(tài)是否正常。在整體的軟件設計時采用模塊化的設計， 首先加入矩陣鍵盤控制蜂鳴器模塊發(fā)音功能，然后根據(jù)音階在 LCD 顯示屏上顯示所需字符，接著加入獨立按鍵播放音樂與停止、轉(zhuǎn)換等功能 ， 再后來添加 LED 燈模塊使得電子琴功能更具有特色，最后綜合所有模塊，最終完成整個 簡易電子琴系統(tǒng)的 設計。 在本次設計制作的期間， ＸＸ 老師 和 ＸＸＸ 老師 給予了我 很大 的幫助，如果沒有他 們 的 諄諄教導和循循善誘，我可能會 一籌莫展許久，但是有了他們的引導，使我能在毫無基礎的情況下，用短短幾周的時間不僅實現(xiàn)了簡易電子琴系統(tǒng)的基本功能，并使其擁有屬于自己的亮點 。 // 延時 5ms GPIOPinWrite(GPIO_PORTB_BASE,lcden,0xFF)。 SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。 SysCtlPeriEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB)。// 在開始清屏 write_(0x80+0x10)。 //整型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 ASC2//M write_data(54)。 buzzerQuiet()。 GPIOPinWrite(LED8_PORT, LED8_PIN, 0xFF)。 int numm。 SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。 GPIOPinWrite(GPIO_PORTB_BASE,lcden,0xFF)。 GPIOPinTypeOut(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_2)。 //數(shù)據(jù)指針地址 } //lcd 模塊結束，矩陣鍵盤模塊開始 unsigned char KeyScan(void) { if (GPIOPinRead(KEY_PORT2, KEY_PIN2) == 0x30) // 如果按下 KEY2 { num=17。 GPIOPinWrite(GPIO_PORTC_BASE,GPIO_PIN_4| GPIO_PIN_5| GPIO_PIN_6| GPIO_PIN_7,0Xf0)。 if(guan!=0xf0) { SysCtlDelay(5 * (TheSysClock / 4000))。 jian=GPIOPinRead(GPIO_PORTA_BASE,GPIO_PIN_0| GPIO_PIN_1| GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_3)amp。 return num。 GPIOPinWrite(GPIO_PORTA_BASE,GPIO_PIN_0| GPIO_PIN_1| GPIO_PIN_2| GPIO_PIN_3,0X0b)。