基于51單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-07-20 22:47 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2 RE124565134 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中1 DO52364580 4 FA148065198 1 DO55464633高 5 SO156865217中 2 RE58764684 5 SO166165235 2 RE62264732高 6 LA176065252中 3 M65964777 6186565268中 4 FA69864820高 7 SI196765283：若要產(chǎn)生音頻脈沖，只要算出某一音頻的周期（1/頻率），再將此周期除以2，即為半周期的時(shí)間。利用定時(shí)器計(jì)時(shí)半周期時(shí)間，然后重復(fù)計(jì)時(shí)再反相。利用AT89C51的內(nèi)部定時(shí)器使其工作計(jì)數(shù)器模式（MODE1）下，改變計(jì)數(shù)值TH0及TL0以產(chǎn)生不同頻率的方法產(chǎn)生不同音階，例如，頻率為523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)956μs/1μs＝956，每計(jì)數(shù)956次時(shí)將I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是：N＝fi247。2247。fr，式中，N是計(jì)數(shù)值；fi是機(jī)器頻率（晶體振蕩器為12MHz時(shí)，其頻率為1MHz）；fr是想要產(chǎn)生的頻率。其計(jì)數(shù)初值T的求法如下：T＝65536－N＝65536－fi247。2247。fr例如：設(shè)K＝65536，fi＝1MHz，求中音DO（261Hz）。T＝65536－N＝65536－fi247。2247。fr＝65536－1000000247。2247。fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580。單片機(jī)12MHZ晶振，中音符與計(jì)數(shù)T0相關(guān)的計(jì)數(shù)值如表所示：表2 音符表音符頻率（HZ）簡(jiǎn)譜碼（T值）音符頻率（HZ）簡(jiǎn)譜碼（T值）低1 DO26263628 4 FA740648601 DO27763731中 5 SO78464898低2 RE29463835 5 SO831649342 RE31163928中 6 LA88064968低 3 M33064021 693264994低 4 FA34964103中 7 SI98865030 4 FA37064185高 1 DO104665058低 5 SO39264260 1 DO110965085 5 SO41564331高 2 RE117565110低 6 LA44064400 2 RE124565134 646664463高 3 M131865157低 7 SI49464524高 4 FA139765178中 1 DO52364580 4 FA148065198 1 DO55464633高 5 SO156865217中 2 RE58764684 5 SO166165235 2 RE62264732高 6 LA176065252中 3 M65964777 6186565268中 4 FA69864820高 7 SI196765283采用查表程序進(jìn)行查表時(shí)，可以為這個(gè)音符建立一個(gè)表格，有助于單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)：低音0－19之間，中音在20－39之間，高音在40－59之間用單片機(jī)播放音樂，或者彈奏電子琴，實(shí)際上是按照特定的頻率，輸出一連串的方波。為了輸出合適的方波，首先應(yīng)該知道音符與頻率的關(guān)系。單片機(jī)發(fā)出不同頻率的方波，人聽起來，就是不同的音調(diào)。上表中的頻率數(shù)值，有些過多，去掉不常用的黑鍵頻率，只是把白鍵對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存放在單片機(jī)中，即可滿足絕大部分的應(yīng)用需求。定義音調(diào)數(shù)據(jù)表的程序如下： DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 。64580,低音區(qū):1 2 3 4 5 6 7 DW 64580,64671,64777,64820,64898,64968,65030 65058中音區(qū):1 2 3 4 5 6 7 DW 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 65312高音區(qū):1 2 3 4 5 6 7把這個(gè)數(shù)據(jù)表，放在程序中，需要播音的時(shí)候，就從表中取出一個(gè)數(shù)據(jù)送到定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器溢出中斷的時(shí)候，再對(duì)輸出引腳取反，那么，在揚(yáng)聲器中，即可聽到上表中頻率的聲音。音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（C調(diào)）：表3 節(jié)奏表曲調(diào)值DELAY 曲調(diào)值DELAY調(diào)4/4125ms 調(diào)4/462ms調(diào)3/4187ms 調(diào)3/494ms調(diào)2/4250ms 調(diào)2/4125ms本系統(tǒng)單片機(jī)軟件在設(shè)計(jì)中是用C語言編寫。電子琴控制系統(tǒng)控制和播放內(nèi)容的程序。見附錄。 四、電路的仿真Proteus的ISIS事一款Labcenter出品的電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和IC，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，可以給我們做電路設(shè)計(jì)提供方便快捷的仿真效果，讓我們事半功倍。 目前支持的單片機(jī)類型有：680以及各種外圍芯片0系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、HC11系列。：五、系統(tǒng)調(diào)試 電路調(diào)試是整個(gè)系統(tǒng)功能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵步驟，我們將整個(gè)調(diào)試過程分為三大部分：硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和綜合調(diào)試。硬件調(diào)試主要是針對(duì)單片機(jī)部分進(jìn)行調(diào)試。在上電前，先確保電路中不在斷路或短路情況，這一工作是整個(gè)調(diào)試工作的第一步，也是非常重要的一個(gè)步驟。在這部分調(diào)試中主要使用的工具是萬用表，用來完成檢測(cè)電路中是否存在斷路或者短路情況等。注意焊點(diǎn)之間，確保焊點(diǎn)沒有短接在一起，同時(shí)注意焊點(diǎn)的美觀，確保沒有開路以及短路的現(xiàn)象出現(xiàn)。在確保硬件電路正常，無異常情況(斷路或短路)方可上電調(diào)試，上電調(diào)試的目的是檢驗(yàn)電路是否接錯(cuò)，同時(shí)還要檢驗(yàn)原理是否正確，在本次設(shè)計(jì)中，上電調(diào)試主要鍵盤單片機(jī)控制部分、數(shù)碼管點(diǎn)亮部分、和音頻轉(zhuǎn)換電路硬件調(diào)試。數(shù)碼管LED電路調(diào)試：接通電源，隨機(jī)按下按鈕可以看到數(shù)碼管顯示數(shù)字。鍵盤單片機(jī)控制部分調(diào)試：上電后，隨機(jī)按動(dòng)鍵盤可以發(fā)現(xiàn)各個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的音正確。調(diào)試主要方法和技巧：通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種性能：跟蹤、斷點(diǎn)、查看變量、更改數(shù)值。整個(gè)程序是一個(gè)主程序調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)功能的過程，要使主程序和整個(gè)程序都能平穩(wěn)運(yùn)行，各個(gè)模塊的子程序的正確與平穩(wěn)運(yùn)行必不可少，所以在軟件調(diào)試的最初階段就是把各個(gè)子程序模塊進(jìn)行分別調(diào)試。 六、課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過本次的設(shè)計(jì)，讓我大大提高了對(duì)電子產(chǎn)品的興趣。也讓我的動(dòng)手能力再次的提高。在設(shè)計(jì)前，我大量的參考了很多參考資料，這些參考資料對(duì)我的幫助很大，所以在設(shè)計(jì)前，做大量的功課
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