基于PS2的音樂(lè)發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

1、基于PS2的音樂(lè)發(fā)生器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)摘 要：PS2接口是一種PC兼容型電腦系統(tǒng)上的接口，可以用來(lái)鍵盤與鼠標(biāo)。 音樂(lè)發(fā)生器是電子技術(shù)與音樂(lè)結(jié)合的產(chǎn)物，它在現(xiàn)代音樂(lè)扮演者重要的角色?；赑S2的音樂(lè)發(fā)生器由PS2接口電路、撥碼開(kāi)關(guān)模塊、波形發(fā)生模塊、cd4051模擬開(kāi)關(guān)模塊、模式選擇模塊、低通濾波器模塊、運(yùn)算放大電路、功率放大電路 七個(gè)局部組成。通過(guò)PS2鍵盤或撥碼開(kāi)關(guān)控制音樂(lè)發(fā)生器，系統(tǒng)接收PS2鍵盤送 來(lái)的串行數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)成并行數(shù)據(jù)，從而進(jìn)展比較將555產(chǎn)生的不同頻率送到低 通濾波模塊，轉(zhuǎn)化為正弦波。由于輸出幅度低，所以利用運(yùn)放和功率的放大，以 驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。關(guān)鍵詞：電子技術(shù)；音樂(lè)發(fā)生器；ps2接口

2、； 模塊；MusicGe neratorBased on the PS2Author: JieZha ng 2021043226Abstract : PS2 in terface is an in terfaceon a PC-compatible computer systemthat can be used to link the keyboard and mouse.PS2-based music generator is composedby PS2interface module, DIP switch module, waveform generator module, cd405

3、1 an alog switch m odule, mode selectio n module, a low-pass filter module, operational amplifier, power amplifier circuit. PS2 keyboard or DIP switches control the music generator, the system receives serial data from PS2 keyboard, and turn them into parallel datathe n thediffere nt freque ncy wave

4、form 555 produced is sent to a low-pass filter module and conv erted to a sine wave. Since the output amplitude is low, so the operational amplifier and a power amplifier amplifies it to drive the speakers.Keywords： electr onictech no logy; music gen erator; ps2 in terface; module0.引言PS2接口是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的重要

5、途徑。Ps2通訊協(xié)議是一種雙向同步串行通訊協(xié) 議。通訊的兩端通過(guò)Clock時(shí)鐘腳同步，并通過(guò)Data數(shù)據(jù)腳交 換數(shù)據(jù)，因其通信協(xié)議簡(jiǎn)單，可靠性高，表達(dá)信息量大，曾廣泛應(yīng)用于人機(jī)交互 中。雖然隨著US接口的普與，越來(lái)越多的PC用戶選擇了 US接口，但目前主流PC 中仍然保存了 PS澀盤的接口。.本文提出了一種利用PS戰(zhàn)口電路控制并實(shí)現(xiàn)一 個(gè)音樂(lè)發(fā)生器系統(tǒng)的方案。用集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)生得到一組不同頻率的音階，通過(guò) 編碼形成8位數(shù)字量來(lái)控制DA轉(zhuǎn)換器使其輸出正弦波，以驅(qū)動(dòng)音響電路。：1、產(chǎn)生7個(gè)不同頻率的音階以驅(qū)動(dòng)音響電路，波形為正弦波。要求每個(gè)正弦波有64個(gè)點(diǎn)，列表產(chǎn)生，頻率分別為：261Hz 293

6、Hz、329Hz 349Hz、391Hz 440Hz493Hz。2、利用PS魏盤上17的數(shù)字鍵控制該音樂(lè)發(fā)生器，其鍵值分別對(duì)應(yīng)16、1E、26、25、2E、36、3D; 3、利用DA模塊產(chǎn)生正弦波，要求DA精度為8位，輸 出電壓圍是05V; 4、利用運(yùn)算放大電路實(shí)現(xiàn)正弦波形的衰減，電壓放大倍數(shù)為 0.1倍；5、利用功率放大電路實(shí)現(xiàn)功率的放大，電壓放大倍數(shù)為20倍; 6、利用示波器觀察所產(chǎn)生正弦波形的輸出結(jié)果，并分別測(cè)量7個(gè)音階的頻率，要求頻率誤差不得大于5%1 基于PS2的音樂(lè)發(fā)生器的設(shè)計(jì)原理本方案有兩種輸入方式：1將鍵盤與ps2接口連接，按下鍵盤的按鍵，3片 74194移位存放器將ps2傳輸

7、來(lái)的11位串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)，將 8位數(shù)據(jù) 位的低3位送入單8通道數(shù)字控住模擬電子開(kāi)關(guān)cd40512利用撥碼開(kāi)關(guān)模塊，撥開(kāi)8位撥碼開(kāi)關(guān)前七位中的一位，通過(guò)優(yōu)先編碼器74147編碼后，將三位 數(shù)據(jù)送入單8通道數(shù)字控住模擬電子開(kāi)關(guān)cd4051。這兩種輸入方式的選擇過(guò)程 由模式選擇模塊中的74244來(lái)實(shí)現(xiàn)。cd4051選擇7個(gè)不同阻值的電阻中的一路 作為555接成的多諧振蕩器中的R2,從而產(chǎn)生7個(gè)不同頻率的方波。經(jīng)5階RC 濾波器濾波后，方波變?yōu)?個(gè)不同頻率的正弦波，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大電路和功率放大 電路后，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器產(chǎn)生7個(gè)不同頻率的音階。圖1系統(tǒng)方框圖1此方案采用鍵盤或撥碼開(kāi)關(guān)控制電路， 靈活性強(qiáng)

8、。足以滿足本選題的技術(shù)指 標(biāo)要求，而且硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。2. 各個(gè)模塊設(shè)計(jì)2.1撥碼開(kāi)關(guān)模塊撥碼開(kāi)關(guān)模塊由局部構(gòu)成，第一局部是一個(gè) 8位撥碼開(kāi)關(guān)，另一局部是74147 10-4優(yōu)先編碼器，將輸入數(shù)字轉(zhuǎn)化為 BCD反碼優(yōu)先編碼器74147是低電平有 效，故接成以下圖的形式，使對(duì)應(yīng)撥碼開(kāi)關(guān)閉合時(shí)為低電平，斷開(kāi)時(shí)為高電平。如果有多個(gè)輸入端為“ 0，那么以編號(hào)最大的輸入端為準(zhǔn)，故要將“8和“9 輸入端接電阻再接VCC屏蔽掉。電路如圖2所示。圖2撥碼開(kāi)關(guān)電路2.2波形發(fā)生模塊波形發(fā)生模塊是由555定時(shí)器接成的多諧振蕩器555定時(shí)器接成的多諧振蕩器震蕩周期而輸出脈沖占空比為將 C=0.1uF,

9、T=1/f,得:為使矩形板占空比盡量接近50%我們?nèi)‰娐穲D如圖3波形發(fā)生模塊電路2.3模擬開(kāi)關(guān)模塊模擬開(kāi)關(guān)模塊選用單8通道數(shù)字控制模擬電子開(kāi)關(guān)cd4051,由于撥碼開(kāi)關(guān)模塊中 74147是反碼輸出，其輸出的三位 BCD碼對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)為6,5,4,321,0，應(yīng)選擇cd4051的0-6輸入端連接電位器的滑動(dòng)端，7個(gè)電位器另一端接在一起連在 輸出端上。電位器作為多諧振蕩器中的R2電路圖如圖圖4模擬開(kāi)關(guān)模塊電路圖2.4低通濾波器模塊采用本模塊，將波形發(fā)生模塊產(chǎn)生的矩形波經(jīng)過(guò)濾波后變?yōu)榻咏也ǖ牟ㄐ?五階無(wú)源低通濾波器電路圖如圖圖5低通濾波模塊電路圖2.5運(yùn)算放大模塊運(yùn)放模塊采用LM324其放大倍數(shù)為電位器Rf可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)圖6運(yùn)算放大器電路2.6功率放大模塊利用LM386接成功率放大器，電位器用于調(diào)節(jié)放大倍數(shù)。因揚(yáng)聲器是感性負(fù)載， 所以與負(fù)載并連一個(gè)R26, C12組成的串聯(lián)校正網(wǎng)絡(luò)，使負(fù)載性質(zhì)校正補(bǔ)償至接 近純電阻。這樣可以防止高頻自激和過(guò)壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。接在7腳和地之間的電容 C11起到電源濾波作用，它將輸入級(jí)與輸出級(jí)在電源上隔離，減小輸出級(jí)對(duì)輸入 級(jí)的影響。電路圖如圖圖7功率放大器電路PS2接口電路圖如圖74194成右移 為下降 故中間2.7ps2接口模塊此模塊由兩局部ps2接口局部和移位存放器局部。用3片74194接 輸入，串行轉(zhuǎn)并行的電路，ps2時(shí)