單片機(jī)電子琴的設(shè)計(jì)-展示頁(yè)
2025-07-08 22:15本頁(yè)面
【正文】 道，方案一是通過(guò)使用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，以編程實(shí)現(xiàn)方波輸出，優(yōu)點(diǎn)在于外部電路簡(jiǎn)單，程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)在于消耗單片機(jī)資源過(guò)多，不利于優(yōu)化升級(jí)；方案二是利用8253來(lái)產(chǎn)生方波，相對(duì)來(lái)說(shuō)這種方案外部電路較為復(fù)雜，程序結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，優(yōu)點(diǎn)在于占用單片機(jī)資源少，輸出穩(wěn)定，利于擴(kuò)展；故而選擇方案二較好 系統(tǒng)組成與工作原理聲音的頻譜范圍約在幾十到幾千赫茲, 若能利用程序來(lái)控制單片機(jī)某個(gè)口線不斷輸出“ 高” “ 低”電平, 則在該口線上就能產(chǎn)生一定頻率的方波, 將該方波接上喇叭就能發(fā)出一定頻率的聲音, 若再利用程序控制“ 高” “ 低”電平的持續(xù)時(shí)間, 就能改變輸出波形的頻率從而改變音調(diào)。 方案比較與確定 方案一：使用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)發(fā)出不同頻率方波，產(chǎn)生音階。3． 設(shè)計(jì)至少8個(gè)按鍵，每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一種音調(diào)，即8八個(gè)不同的音節(jié)。第一章 設(shè)計(jì)要求及工作原理 基本設(shè)計(jì)要求1． 基于單片機(jī)STC89C52為核心。通過(guò)查閱資料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行軟、硬件的設(shè)計(jì)，初步掌握應(yīng)用微機(jī)解決問(wèn)題的步驟及方法。單片機(jī)具有強(qiáng)大的控制功能和靈活的編程實(shí)現(xiàn)特性，在現(xiàn)代工業(yè)生活中隨處可見(jiàn)，本次課程設(shè)計(jì)主要就是利用STC89C52單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的一個(gè)電子琴，并以此對(duì)電子琴原理及硬件組成進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)，最終由此做出實(shí)物。電子琴是一種功能強(qiáng)大，易于制作，成本低廉的現(xiàn)代新型樂(lè)器。還常作為獨(dú)奏樂(lè)器出現(xiàn)，具有鮮明時(shí)代特色。另外，電子琴還安裝有效果器，如混響、回聲、延音，震音輪和調(diào)制輪等多項(xiàng)功能裝置，表達(dá)各種情緒時(shí)運(yùn)用自如。它還可模仿多種音色，甚至可以奏出常規(guī)樂(lè)器所無(wú)法發(fā)出的聲音（如合唱聲，風(fēng)雨聲，宇宙聲等）。目 錄前 言 1第一章 設(shè)計(jì)要求及工作原理 2 基本設(shè)計(jì)要求 2 方案比較與確定 2 系統(tǒng)組成與工作原理 2第二章 硬件電路設(shè)計(jì) 6 單片機(jī)最小系統(tǒng) 6 鍵盤(pán)模塊 9 方波發(fā)生模塊 12 功率放大發(fā)聲模塊 13第三章 軟件設(shè)計(jì) 14 軟件結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì) 14 主程序設(shè)計(jì) 14 子程序設(shè)計(jì) 15第四章 實(shí)驗(yàn)調(diào)試及測(cè)試結(jié)果分析 17 軟件調(diào)試 17 18結(jié)論 19參考文獻(xiàn) 20附錄1：系統(tǒng)原理圖 21附錄2 源程序 22附錄3 電子琴成品圖 26附錄4元件清單 27前 言又稱作電子鍵盤(pán)，屬于電子樂(lè)器(區(qū)別于電聲樂(lè)器)，發(fā)音音量可以自由調(diào)節(jié)。音域較寬，和聲豐富，甚至可以演奏出一個(gè)管弦樂(lè)隊(duì)的效果，表現(xiàn)力極其豐富。另外，電子琴在獨(dú)奏時(shí)，還可隨意配上類似打擊樂(lè)音響的節(jié)拍伴奏，適合于演奏節(jié)奏性較強(qiáng)的現(xiàn)代音樂(lè)。 電子琴是電聲樂(lè)隊(duì)的中堅(jiān)力量，常用于獨(dú)奏主旋律并伴以豐富的和聲。但電子琴的局限性也十分明顯：旋律與和聲缺乏音量變化，過(guò)于協(xié)和、單一；在模仿各類管、弦樂(lè)器時(shí)，技法略顯單調(diào)。它可根據(jù)使用者的不同要求方便的進(jìn)行設(shè)計(jì)，成為現(xiàn)代社會(huì)一種頗具市場(chǎng)號(hào)召力的樂(lè)器。由此更進(jìn)一步掌握微機(jī)原理及應(yīng)用課程的有關(guān)知識(shí)，提高應(yīng)用微機(jī)解決問(wèn)題的能力，加深對(duì)微機(jī)應(yīng)用的理解。為以后結(jié)合專業(yè)從事微機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。2． 利用定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253設(shè)計(jì)并制作一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴。4． 按下按鍵發(fā)聲，松開(kāi)按鍵后聲音延遲一段時(shí)間后停止，可彈奏簡(jiǎn)單的樂(lè)曲。 方案二：使用8253作為外部定時(shí)器，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生所需頻率的方波。樂(lè)曲中, 每一音符對(duì)應(yīng)著確定的頻率, 下表給出各音符頻率。本系統(tǒng)就是根據(jù)此原理設(shè)計(jì), 對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)要產(chǎn)生一定頻率的方波大致是先將某口線輸出高電平然后延時(shí)一段時(shí)間再輸出低電平, 如此循環(huán)的輸出就會(huì)產(chǎn)生一定頻率的方波, 通過(guò)改變延時(shí)的時(shí)間就可以改變輸出方波的頻率。當(dāng)對(duì)單片機(jī)的內(nèi)部晶振驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)時(shí),每個(gè)機(jī)器周期定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就加, 當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到計(jì)數(shù)最大值時(shí)計(jì)數(shù)完畢并通知單片機(jī)的尸比對(duì)外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)計(jì)數(shù)時(shí), 外部時(shí)鐘的每個(gè)時(shí)鐘上升沿定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值就加, 當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到計(jì)數(shù)最大值時(shí)計(jì)數(shù)完畢并通知單片機(jī)的尸。用此方法定時(shí)十分準(zhǔn)確, 想得到多大的延時(shí)時(shí)間就可以給定時(shí)器賦一定的計(jì)數(shù)初值, 定時(shí)器從預(yù)先設(shè)置的計(jì)數(shù)初值開(kāi)始不斷增當(dāng)增加到計(jì)數(shù)最大值時(shí)計(jì)數(shù)完畢, 調(diào)整計(jì)數(shù)初值的大小就可以調(diào)整定時(shí)器定時(shí)的時(shí)間, 從而達(dá)到準(zhǔn)確的延時(shí)。 T=655361000000/2/ff為對(duì)應(yīng)音調(diào)的頻率；輸出頻率對(duì)照表： 0xA9,0xEF,//00220HZ ,1 //0 0x93,0xF0,//00233HZ ,1 0x73,0xF1,//00247HZ ,2 0x49,0xF2,//00262HZ ,2 0x07,0xF3,//00277HZ ,3 0xC8,0xF3,//00294HZ ,4 0x73,0xF4,//00311HZ ,4 0x1E,0xF5,//00330HZ ,5 0xB6,0xF5,//00349HZ ,5 0x4C,0xF6,//00370HZ ,6 0xD7,0xF6,//00392HZ ,6 0x5A,0xF7,//00415HZ ,7 0xD8,0xF7,//00440HZ 1 //12 0x4D,0xF8,//00466HZ 1 //13 0xBD,0xF8,//00494HZ 2 //14 0x24,0xF9,//00523HZ 2 //15 0x87,0xF9,//00554HZ 3 //16 0xE4,0xF9,//00587HZ 4 //17 0x3D,0xFA,//00622HZ 4 //18 0x90,0xFA,//00659HZ 5 //19 0xDE,0xFA,//00698HZ 5 //20 0x29,0xFB,//00740HZ 6 //21 0x6F,0xFB,//00784HZ 6 //22 0xB1,0xFB,//00831HZ 7 //23 0xEF,0xFB,//00880HZ `1 0x2A,0xFC,//00932HZ `1 0x62,0xFC,//00988HZ `2 0x95,0xFC,//01046HZ `2 0xC7,0xFC,//01109HZ `3 0xF6,0xFC,//01175HZ `4 0x22,0xFD,//01244HZ `4 0x4B,0xFD,//01318HZ `5 0x73,0xFD,//01397HZ `5 0x98,0xFD,//01480HZ `6 0xBB,0xFD,//01568HZ `6 0xDC,0xFD,//01661HZ `7
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