基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)(報(bào)告)

基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)(報(bào)告) 姓名:摘要隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，音樂逐漸成為我們生活中，有人曾說喜歡音樂的人不會(huì)向惡。我們都會(huì)抽空欣賞世界名曲，作為對(duì)精神的洗禮。本論文設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的簡(jiǎn)易電子琴。我們對(duì)于電，如音色選擇、聲音強(qiáng)弱控制、種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，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，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89S52單片機(jī)為核心 控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個(gè)按鍵和揚(yáng)聲器。本系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價(jià)比較高等，具有一定的實(shí)用和參考價(jià)單片微型計(jì)算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)算機(jī)，它具有高性能、高速度、體積小、價(jià)格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點(diǎn)。它傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。因此，單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的項(xiàng)重大課題。電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物，是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色，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，它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中，成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用AT89S52單片機(jī)為核心控制元件，設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚(yáng)聲器等模塊組成核心主控制模塊，在 本文主要對(duì)使用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電子琴進(jìn)行了分析，并介紹了基于單片機(jī)電子琴統(tǒng)硬件組成。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲得我們要求的音階，最終可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂。并且本文分別從原理圖，主要芯片，各模塊原理及各模塊的程序的調(diào)試來詳細(xì)闡一首音樂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，這樣我們就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了，當(dāng)然對(duì)于單片機(jī)來產(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來產(chǎn)生這樣方波頻率信號(hào)，因此，我們只要把一首歌曲的音階對(duì)應(yīng)頻率關(guān)系弄正確使用七個(gè)獨(dú)立按鍵，按鍵少，成本地，但是效果不好。使用七段LED數(shù)碼管，采用動(dòng)態(tài)顯示的方法來顯示各項(xiàng)指標(biāo)，此方法價(jià)格成本低，顯示效果好，功耗較大，能顯示0123456789ABCDEF。采用1602LCD液晶顯示，此方案顯示內(nèi)容相對(duì)豐富，實(shí)際只顯示單個(gè)字符，單價(jià)過高，不太適合。綜合上述原因，采用方案1，使用數(shù)碼管作顯示電路。。 1.3.1AT89S52簡(jiǎn)介CMOS8kBytesISP(In-system的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方AT89S52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳(引腳圖如圖1-2所示)，8kBytesO程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗(WDT)電路。此外，AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設(shè)置省電模續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中 范圍大、外接元件少和總諧波失真小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之三級(jí)放大電路.使用鏡像電流源作為差分放大電路有源負(fù)載，可使單端輸出電路的增益近似等于雙端輸出電容的增益第二級(jí)為共射放大電路，T7為放大管，恒流源作有源負(fù)載，以增大放大倍電路。輸出端(引腳5)應(yīng)外接輸出電容后再接負(fù)載。數(shù)碼管(如圖1-4所示)使用條件： c、使用電流：靜態(tài)：總電流80mA(每段10mA)；動(dòng)態(tài)：平均電流4-5mA峰值電流100mA上面這只是七段數(shù)碼管引腳圖，其中共陽(yáng)極數(shù)碼管引腳圖和共陰(1)數(shù)碼管表面不要用手觸摸，不要用手去弄引角；(3)表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品,可以在使用前撕下來。2實(shí)現(xiàn)過程組成鍵盤的按鍵有機(jī)械式、電容式、導(dǎo)電橡膠式、薄膜式多種，但不管什么形式，其作用都是一個(gè)使電路接通與斷開的開關(guān)。目前微機(jī)系統(tǒng)中使用的鍵盤按其功能不同，通?？煞譃榫幋a鍵盤和非編碼鍵盤兩種基本類型。編碼鍵盤：鍵盤本身帶有實(shí)現(xiàn)接口主要功能所需的硬件電路。不僅能自動(dòng)應(yīng)的鍵碼(如ASCII碼)送往CPU。所以，編碼鍵盤接口簡(jiǎn)單、使用方便。但由于硬件電路較復(fù)雜，因而價(jià)格較貴。非編碼鍵盤：鍵盤只簡(jiǎn)單地提供按鍵開關(guān)的行列矩陣。有關(guān)按鍵的識(shí)別、鍵碼的確定與輸入、去抖動(dòng)等功能均由軟件完成。目前微機(jī)系統(tǒng)中，一般為了降低成本大多數(shù)采用非編碼鍵盤。(1)去抖動(dòng):每個(gè)按鍵在按下或松開時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生短時(shí)間的抖動(dòng)。抖動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為5—20mm。所謂抖動(dòng)是指在識(shí)別被按鍵是必須避開抖動(dòng)狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識(shí)別正確無誤。去題可通過軟件延時(shí)或硬件電路解決。 (2)防串鍵：防串鍵是為了解決多個(gè)鍵同時(shí)按下或者前一按鍵沒有釋放又有新的按鍵按下時(shí)產(chǎn)生的問題。常用的方法有雙鍵鎖定和N鍵輪回兩種方法。雙鍵鎖定，是當(dāng)有兩個(gè)或兩個(gè)以上的按鍵按下時(shí)，只把最后釋放的鍵當(dāng)作有效們的順序依次產(chǎn)生相應(yīng)鍵的鍵碼。(3)被按鍵識(shí)別：如何識(shí)別被按鍵是接口解決的主要問題，一般可通過軟硬結(jié)合的方法完成。常用的方法有行掃描法和線反轉(zhuǎn)法兩種。行掃描法的基本思想是，由程序?qū)︽I盤逐行掃描，通過檢測(cè)到的列輸出狀態(tài)來確定閉合鍵，為此，需要設(shè)置入口、輸出口一個(gè)，該方法在微機(jī)系統(tǒng)中被廣泛使用。線反轉(zhuǎn)法的基本思想是通過行列顛倒兩次掃描來識(shí)別閉合鍵，為此需要提供兩個(gè)可編程(4)鍵碼產(chǎn)生：為了從鍵的行列坐標(biāo)編碼得到反映鍵功能的鍵碼，一般在碼。P作輸出線；在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的“0－F”序號(hào)。.2程序設(shè)計(jì)內(nèi)容 值和列值，行值和列值的組合信。每個(gè)按鍵的狀態(tài)同樣需變成數(shù)字量“0”和“1”，開關(guān)的一端(列線)通 (2)鍵盤處理程序的任務(wù)是：確定有無鍵按下，判斷哪一個(gè)鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時(shí)的抖動(dòng)。兩個(gè)并行口中，一個(gè)輸出掃描碼，使按鍵逐行動(dòng)態(tài)接地，另一個(gè)并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號(hào)共同形成鍵編碼而識(shí)別按鍵，通過軟件查表，查出該鍵的功能。電路圖如下 系統(tǒng)板上硬件連線：(如圖2-2所示) 合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼，下面給出共陽(yáng)極的字形碼表 “0”“0”“8”0H“1”“9”0H“2”H“A”8H“3”“b”3H“4”“C”C6H ““5”“d”A1H“6”“E”6H“7”F8H“F”EH 代碼按順序排好！建立的表格如下所示：ucharcodetab{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0x88,0x83,0xcxaxxexbf;生的方法1原理組成的，而每個(gè)音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就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了，當(dāng)然對(duì)于若要產(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 利用AT89S52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)956次時(shí)將I/O反相，就可得到中音DO(523Hz)。N＝Nfifr2-1MHzfrTN5536－ (523Hz)、高音DO(1046Hz)的計(jì)數(shù)值。頻率(HZ)簡(jiǎn)譜碼(T音符頻率(HZ)簡(jiǎn)譜碼(T 低低1DO262#4FA#74064860#1DO#277中5SO78464898低2RE294#5SO#83164934#2RE#311中6LA88064968低3M33064021#693264994低4FA349中7SI98865030#4FA#370高1DO104665058低5SO39265085#5SO#415高2RE117565110低6LA44065134#6466高3M131865157低7SI494高4FA13976517865198#1DO#55464633高5SO156865217中2RE58765235#2RE#622高6LA176065252中3M65964777#6186565268中4FA69864820高7SI196765283格，單片機(jī)通過查表的方式來獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)TABLE:DW0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0DW0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0DW0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0DW0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,065283,0,0DW0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0 DW0音樂的音拍，一個(gè)節(jié)拍為單位(C調(diào))(如表2-3所示)表YY根據(jù)檢測(cè)到得按鍵值，查詢音律表，給計(jì)時(shí)器賦值，發(fā)出相應(yīng)頻率的聲uintcodemusic[]={64021,64103,64260,64400,64524,64580,64684,64777,898,64968,65030,65058,65110,65157,65178};T//低3M//低4FA//低5SO//低6LA//低7SI //中2RE58764684//中3M65964777//中4FA69864820//中5SO78464898//中6LA88064968//中7SI98865030DO//高2RE117565110//高3M131865157//高4FA139765178圖過這次自主實(shí)驗(yàn)，我們學(xué)到了不少課本上沒有的知識(shí)，也鍛煉了自己的驗(yàn)剛開始的調(diào)研階段，我學(xué)會(huì)了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。通過對(duì)這些資料的學(xué)習(xí)，我大致了解了單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢(shì)，認(rèn)識(shí)到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競(jìng)爭(zhēng)。了解了的實(shí)驗(yàn)主要涉及硬件和軟件兩方面的內(nèi)容，通過這些我的硬件和軟件開發(fā)能力都獲得了提高。首先硬件方面，基本了解了電子產(chǎn)品的開發(fā)流程和所要 熟。大量使用將人類社會(huì)帶入一個(gè)新的時(shí)代，單片微型計(jì)簡(jiǎn)稱單片機(jī))在其中扮演著十分重要的角色。雖然它沒有常見的PC那樣大技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著重要的推動(dòng)作用，對(duì)人們生活質(zhì)量 結(jié)束語(yǔ)可任意彈奏自己想要的旋律。本研究通過制好的融合起來，對(duì)使用單片機(jī)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易電子琴進(jìn)行了機(jī)電子琴統(tǒng)硬件組成。利用單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲可隨意彈奏想要表達(dá)的音樂。說明一首音樂是許多不音階對(duì)應(yīng)著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的構(gòu)成我們所想要的音樂了，于是我們可以利用單片機(jī)的定時(shí)/我們利用功放電路來將音樂聲音放大，同時(shí)通過顯示