基于單片機的電子琴設(shè)計與實現(xiàn)(畢業(yè)論文)(編輯修改稿)
2025-07-24 20:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (C)共陰極 數(shù)碼管引腳 顯示電路本次畢業(yè)設(shè)計的顯示電路采用LED數(shù)碼管顯示，由于 LED是屬于電流控制器件，使用時必須加限流電阻。通過單片機查表得出數(shù)碼管顯示編碼，傳送給數(shù)碼管顯示，以此來實現(xiàn)按鍵與顯示程序的一致性。 各功能模塊原理圖 AT89S52模塊電路原理圖單片機主程序模塊通過對鍵盤掃描程序信號的讀取，在通過對應(yīng)的表，取出數(shù)碼管顯示編碼和定時器初始值以產(chǎn)生不同的聲音信號。在這一過程中，對數(shù)碼管編碼是直接賦值，對聲音信號則是通過中斷程序進行控制。 AT89S52模塊電路原理圖 鍵盤掃描模塊電路原理圖對鍵盤掃描電路的掃描方式有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法，在此次程序編寫中，采用行掃描法，通過在p20~p23上循環(huán)送出0掃描信號，p24~p27輸入按鍵上的高低電平信息給單片機，經(jīng)處理程序，判斷出是哪個開關(guān)按下，并送主程序以實現(xiàn)不同功能。 鍵盤掃描模塊電路原理圖 數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖數(shù)碼管顯示模塊核心是共陽級數(shù)碼管，通過來自單片機I/O口的電平高低來點亮和熄滅數(shù)碼管上的發(fā)光二極管，通過單片機送來的數(shù)碼管顯示編碼可以在數(shù)碼管上顯示數(shù)字和字符，使應(yīng)用人員可以很容易的理解按鍵按下所對應(yīng)的音符。 數(shù)碼管顯示模塊電路原理圖 音頻處理模塊電路原理圖由于單片機驅(qū)動能力不夠，在處理音符信號時，需加功率放大裝置，因LM386芯片具有低功耗、高增益的特點，這合適單片機低功耗輸出，所以加裝LM386音頻信號放大器對信號進行放大。 音頻處理模塊電路原理圖 電源模塊電路原理圖由于本次設(shè)計的芯片的工作電壓都為5V，為了排除因為電壓不穩(wěn)定或者不準(zhǔn)確影響電路的工作和軟件的調(diào)試，本次設(shè)計單獨用LM7805設(shè)計了一個輸出5V的電壓的電路，如圖311所示,其中J0為一變壓器插排接口，為交流電壓，經(jīng)過整流橋進行整流，電容濾波，再經(jīng)過LM7805穩(wěn)壓后，得到本次設(shè)計所需的5V直流電源。 電源模塊電路原理圖3 系統(tǒng)軟件設(shè)計本軟件設(shè)計關(guān)鍵是要實現(xiàn)一種由單片機控制的簡單音樂發(fā)生器，它由16個音節(jié)組成的的鍵盤，用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進行演奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)用戶的彈奏，通過揚聲器將音樂播放出來。 音樂相關(guān)知識樂音聽起來有的高，有的低，這就叫音高，音高是由發(fā)音物體振動頻率的高低決定的，頻率高聲音就高，頻率低，聲音就低，不同音調(diào)的樂音是用C、D、E、F、G、A、B表示的，這7個字母就是樂音的音名，它們一般依次唱成DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI，這是唱曲時樂音的發(fā)音，所以叫唱名。音持續(xù)時間的長短即時值，一般用拍數(shù)表示，休止符表示暫停發(fā)音。一首音樂是由許多不同的音符組成的，而每個音符對應(yīng)著不同的頻率，這樣就可以利用不同頻率的組合，加以與拍數(shù)對應(yīng)的延時，構(gòu)成音樂[6]。 如何用單片機實現(xiàn)音樂的節(jié)拍除了音符以外，節(jié)拍也是音樂的關(guān)鍵組成部分。節(jié)拍實際上就是音持續(xù)時間的長短，在單片機系統(tǒng)中可以用延時來實現(xiàn)，如果1/，只要知道1/4拍的延時時間，其余的節(jié)拍延時時間就是它的陪數(shù)。如果單片機要自己播放音樂，那么必須在程序設(shè)計中考慮到節(jié)拍的設(shè)置，由于本例實現(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。對于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機的另外一個定時/計數(shù)器來完成[7]。音樂的音拍，一個節(jié)拍為單位（C調(diào)）具體如下表： 音樂節(jié)拍表曲調(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 如何用單片機產(chǎn)生音頻脈沖了解音樂的一些基本知識后可知，產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂，對于單片機而言，產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便，可以利用它的定時/計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號，因此，需要弄清楚音樂中的音符和對應(yīng)的頻率，以及單片機定時計數(shù)的關(guān)系。在本實驗中，單片機工作于12MHZ時鐘頻率，使用其定時/計數(shù)器T0，工作模式為1，改變計數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號，在此情況下，C調(diào)的各音符頻率與計數(shù)值T的對照如下表： 音符頻率與計數(shù)值T的對照表音符頻率（HZ）計數(shù)值（T值）音符頻率（HZ）計數(shù)值（T值）低1DO262636284FA740648601DO27763737中5SO78464898低2RE294638355SO831949342RE31163928中6LA88064968低3MI330640216LA93264994低4FA34964103中7SI968650304FA37064185低1DO104665058低SO392642601DO1109650855SO41564331高2RE117565110低6LA440644002RE1245651346LA46664463高3MI131865157低7SI49464524高4FA139765178中1DO523645804FA1490651981DO55464633高5SO156865217中2RE587646335SO1661652352RE62264884高6LA176065252中3MI65964732
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