畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-基于單片機(jī)的微型電子琴設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-25 10:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)反相放大器XTALXTAL2分別為反相放大器的輸入端和輸出端，外接定時(shí)反饋元件組成振蕩器（內(nèi)部時(shí)鐘方式），產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部各元件。時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)控制器的控制節(jié)拍就越快，運(yùn)算速度也就越快。 一般來說單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)帶反饋的線性反相放大器，外界晶振（或接陶瓷振蕩器）和電容就可組成振蕩器，如圖62所示。加電以后延時(shí)一段時(shí)間（約10ms）振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘，不受軟件控制，圖中X1為晶振，震蕩產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率主要由Y1確定。電容C1，C2的作用有兩個(gè)：一是幫助振蕩器起振，二是對(duì)振蕩器的頻率起微調(diào)作用，典型值為30pF。圖63 晶振電路 按鍵播放電路 圖64按鍵播放電路在單片機(jī)應(yīng)用中鍵盤用得最多的形式是獨(dú)立鍵盤及矩陣鍵盤，如圖65，圖66所示。圖65獨(dú)立鍵盤圖66 矩陣鍵盤它們各有自己的特點(diǎn)，其中獨(dú)立鍵盤硬件電路簡(jiǎn)單，而且在程序設(shè)計(jì)上也不復(fù)雜，一般用在對(duì)硬件電路要求不高的簡(jiǎn)單電路中；矩陣鍵盤與獨(dú)立鍵盤有很大區(qū)別，首先在硬件電路上它要比獨(dú)立鍵盤復(fù)雜得多，而且在程序算法上比它要煩瑣，但它在節(jié)省端口資源上有優(yōu)勢(shì)得多，因此它更適合于多按鍵電路。本次課程設(shè)計(jì)，我采用矩陣式鍵盤電路，這樣可以大大的節(jié)省單片機(jī)I/O的開銷。鍵盤電路見圖67圖67 鍵盤電路在按鍵過程中常產(chǎn)生“毛刺” 現(xiàn)象[13]，如圖68所示，要消除“毛刺”現(xiàn)象，這里采用最常用的方法，即延時(shí)重復(fù)掃描法，延時(shí)法的原理為：因?yàn)椤懊獭泵}沖一般持續(xù)時(shí)間短，約為幾ms，而我們按鍵的時(shí)間一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這個(gè)時(shí)間，所以當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到有按鍵動(dòng)靜后，再延時(shí)一段時(shí)間(10ms~20ms)后再判斷此電平是否保持原狀態(tài)，如果是則為有效按鍵，否則無效。 圖68“毛刺”現(xiàn)象 發(fā)音電路 電子琴發(fā)音電路見圖69。圖69 電子琴發(fā)音電路 供電及復(fù)位電路 電子琴的供電電路和復(fù)位電路[14]見圖610。圖610 電子琴供電及復(fù)位電路 LED數(shù)碼管顯示電路本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的顯示電路采用LED數(shù)碼管顯示，LED（LightEmitting Diode）是一種外加電壓從而渡過電流并發(fā)出可見光的器件。LED是屬于電流控制器件，使用時(shí)必須加限流電阻[15]。LED有單個(gè)LED和八段LED之分，也有共陰和共陽(yáng)兩種。常用的七段顯示器的結(jié)構(gòu)如圖下圖所示。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起的稱為共陽(yáng)極顯示器(如圖b所示),陰極連在一起的稱為共陰極顯示器(如圖c所示)。1位顯示器由八個(gè)發(fā)光二極管組成，其中七個(gè)發(fā)光二極管a~g控制七個(gè)筆畫（段）的亮或暗，另一個(gè)控制一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的亮和暗，這種筆畫式的七段顯示器能顯示的字符較少，字符的開頭有些失真，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。此外，要畫出電路圖，首先還要搞清楚他的引腳圖的分布，在了解了正確的引腳圖后才能進(jìn)行正確的字型段碼編碼。才能顯示出正確的數(shù)字來。圖611 數(shù)碼管引腳選用的是P0口作為輸出口時(shí)要接上拉電阻7 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（1）鍵盤掃描程序：檢測(cè)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(cè)（2）功能轉(zhuǎn)移程序：對(duì)檢測(cè)到得按鍵值進(jìn)行判斷，是琴鍵則跳轉(zhuǎn)至琴鍵處理程序，是功能鍵則跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)的功能程序，我們?cè)O(shè)計(jì)的功能程序有兩種，即音色調(diào)節(jié)功能和自動(dòng)播放樂曲功能（3）琴鍵處理程序：根據(jù)檢測(cè)到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音（4）自動(dòng)播放歌曲程序：檢測(cè)到按鍵按下的是自動(dòng)播放歌曲功能鍵后執(zhí)行該程序，電子琴會(huì)自動(dòng)播放事先已經(jīng)存放好的歌曲，歌曲播放完畢之后自動(dòng)返回至鍵盤掃描程序，繼續(xù)等待是否有鍵按下開始 鍵盤掃描程序T0初始化并開中斷允許T0中斷T1初始化并開中斷允許T1中斷有鍵按下否 否延時(shí)去抖動(dòng) 是識(shí)別按鍵功能播放鍵是否彈奏鍵 是 否根據(jù)按鍵功能裝入相應(yīng)音符值到T0取相應(yīng)的音符碼裝入T1 啟動(dòng)T0啟動(dòng)T1停止T0工作按鍵釋放成功否停止T1工作按鍵釋放成功否按鍵子程序流程圖如下KEY1鍵按下KEY2鍵按下KEY3鍵按下KEY4鍵按下KEY5鍵按下KEY6鍵按下KEY7鍵按下數(shù)碼管顯示1，并播放Do的中音數(shù)碼管顯示2，并播放Re的中音數(shù)碼管顯示3，并播放Mi的中音KEY8鍵按下數(shù)碼管顯示4，并播放Fa的中音數(shù)碼管顯示6，并播放La的中音數(shù)碼管顯示7，并播放Si的中音數(shù)碼管顯示1播放Do的高階中音KEY15鍵按下KEY16鍵按下KEY10鍵按下KEY12鍵按下KEY11鍵按下KEY13鍵按下KEY9鍵按下KEY14鍵按下數(shù)碼管顯示5，并播放So的中音數(shù)碼管顯示1并播放Do的高音數(shù)碼管顯示2并播放Re的高音數(shù)碼管顯示3并播放Mi的高音數(shù)碼管顯示4并播放Fa的高音數(shù)碼管顯示5并播放So的高音數(shù)碼管顯示6并播放La的高音數(shù)碼管顯示7并播放Si的高音數(shù)碼管1并播放Do的高階高音 彈奏程序流程圖彈奏子程序開中斷并允許中斷設(shè)定定時(shí)器工作方式取鍵值根據(jù)鍵值查音律表給定時(shí)器T0賦值開始計(jì)時(shí)進(jìn)入中斷CPL 退出中斷延時(shí)返回鍵盤掃描程序自動(dòng)播放歌曲程序流程圖自動(dòng)播放音樂程序A 0,DPTR歌譜地址開中斷，設(shè)定定時(shí)器T1工作模式取簡(jiǎn)譜碼取該音符的節(jié)拍碼STOPA=0 Y N休止符返回鍵盤掃描A=0
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