課程設(shè)計(jì)報(bào)告---基于單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-05-10 12:21本頁(yè)面
【正文】 2 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) 2 2 2 2： 3 矩陣鍵盤(pán)設(shè)計(jì)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù) 5 LED顯示設(shè)計(jì)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù) 5 6 6 73軟件設(shè)計(jì) 8 8 8 8 9 10 10 114實(shí)驗(yàn)仿真測(cè)試 135課程設(shè)計(jì)體會(huì) 141 概述 本次課程設(shè)計(jì)的目的意義本論文是基于單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)，電子琴是現(xiàn)代科技與音樂(lè)結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤(pán)樂(lè)器。因此說(shuō)，學(xué)會(huì)運(yùn)用單片機(jī)做一些簡(jiǎn)單的課程設(shè)計(jì)是我們工程技術(shù)人員必需掌握的一向技能。另外，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，對(duì)我們還有以下幫助： 進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，了解單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法和步驟掌握單片機(jī)仿真軟件Proteus的使用方法； 掌握鍵盤(pán)和顯示器在的單片機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)電子琴發(fā)聲控制系統(tǒng)，要求電路實(shí)現(xiàn)如下功能：利用揚(yáng)聲器或者蜂鳴器作為發(fā)聲部件，兩個(gè)數(shù)碼管作為顯示部件，設(shè)置多個(gè)按鍵，實(shí)現(xiàn)高音、中音、低音的7的發(fā)音。說(shuō)明：?jiǎn)纹瑱C(jī)的工作時(shí)鐘頻率為12MHz。利用單片機(jī)輸出脈沖信號(hào)經(jīng)放大后送給喇叭，便可發(fā)出聲音。由于一首音樂(lè)是許多不同的音階組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，可以利用不同的頻率的組合，即可構(gòu)成我們所想要的音樂(lè)了，對(duì)于單片機(jī)來(lái)產(chǎn)生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0來(lái)產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確即可。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。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。計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是：N＝fi/2/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。T＝65536－N＝65536－fi/2/fr＝65536－1000000/2/fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580。音樂(lè)的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位（C調(diào)）曲調(diào)值DELAY 調(diào)4/462ms調(diào)3/4187ms 調(diào)2/4125ms對(duì)于不同的曲調(diào)我們也可以用單片機(jī)的另外一個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器來(lái)完成。其中T0用來(lái)產(chǎn)生音符頻率延時(shí)函數(shù)用來(lái)產(chǎn)生音拍。 LED顯示設(shè)計(jì)及相關(guān)應(yīng)用技術(shù)LED顯示模塊，是采用兩位一體的數(shù)碼管顯示的。第一個(gè)顯示0、2，分別表示高、中、低音，第二個(gè)用來(lái)顯示7等十二個(gè)音調(diào)，分別用0、A、b顯示出來(lái)。 LED數(shù)碼管的a~g七個(gè)發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不以發(fā)亮，不同亮暗的組合就能形成不同的字形，這種組合稱(chēng)之為字形碼，下面給出共陰極的字形碼表：“0”3FH“8”7FH“1”06H“9”6FH“2”5BH“A”77H“3”4FH“b”7CH“4”66H“C”39H“5”6DH“d”5EH“6”7DH“E”79H“7”07H“F”71H（2）由于顯示的數(shù)字0－9的字形碼沒(méi)有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來(lái)完成我們所需的要求了。如左圖所示，發(fā)音電路是由揚(yáng)聲器、或非門(mén)74LS02構(gòu)成。它由兩個(gè)四輸入與非門(mén)74Ls20和一個(gè)兩輸入或非門(mén)74LS02組成，下降沿觸發(fā)產(chǎn)生中斷INT0。利用程序控制，作用與發(fā)音電路發(fā)出聲音。它包括單片機(jī)的選擇、時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)計(jì)、復(fù)位電路設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)單的I/O口擴(kuò)展、掉電保護(hù)等。復(fù)位電路采用的是上電+按鈕電平復(fù)位，是利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。3軟件設(shè)計(jì) （1）鍵盤(pán)掃描程序：檢測(cè)是否有按鍵按下，有按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(wú)按鍵按下，則返回鍵盤(pán)掃描程序繼續(xù)檢測(cè)。 （3）琴鍵處理程序：根據(jù)檢測(cè)到的按鍵值，查詢(xún)音調(diào)表，給計(jì)時(shí)器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。 計(jì)數(shù)脈沖值與頻率的關(guān)系式是：N＝fi/2/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。T＝65536－N＝65536－fi/2/fr＝65536－1000000/2/fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580。在protues上仿真，則起到很好的效果，因?yàn)樵骷际抢硐霠顟B(tài)的，但做出實(shí)物來(lái)卻不是那么簡(jiǎn)單啦。將程序載入芯片,調(diào)試成功后,可任意彈奏自己想要的旋律。經(jīng)過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們比較好的把理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，而我們?cè)?
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