基于單片機(jī)的簡易電子琴設(shè)計(報告)

基于單片機(jī)的簡易電子琴設(shè)計(報告) 姓名:摘要隨著社會的發(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向惡。我們都會抽空欣賞世界名曲，作為對精神的洗禮。本論文設(shè)計一個基于單片機(jī)的簡易電子琴。我們對于電，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)計一個電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚聲器等模塊組成核心主控制模塊，在主控模塊上設(shè)有16個按鍵和揚聲器。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定，其優(yōu)點是硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性價比較高等，具有一定的實用和參考價單片微型計算機(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、價格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點。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)計一個電子琴。以單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、揚聲器等模塊組成核心主控制模塊，在 本文主要對使用單片機(jī)設(shè)計簡易電子琴進(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，而每個音階對應(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/計數(shù)器T0來產(chǎn)生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應(yīng)頻率關(guān)系弄正確使用七個獨立按鍵，按鍵少，成本地，但是效果不好。使用七段LED數(shù)碼管，采用動態(tài)顯示的方法來顯示各項指標(biāo)，此方法價格成本低，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)容相對豐富，實際只顯示單個字符，單價過高，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簡介CMOS8kBytesISP(In-system的微型計算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價比的解決方AT89S52具有如下特點：40個引腳(引腳圖如圖1-2所示)，8kBytesO程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，看門狗(WDT)電路。此外，AT89S52設(shè)計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，廣泛應(yīng)用于錄音機(jī)和收音機(jī)之三級放大電路.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：鍵盤本身帶有實現(xiàn)接口主要功能所需的硬件電路。不僅能自動應(yīng)的鍵碼(如ASCII碼)送往CPU。所以，編碼鍵盤接口簡單、使用方便。但由于硬件電路較復(fù)雜，因而價格較貴。非編碼鍵盤：鍵盤只簡單地提供按鍵開關(guān)的行列矩陣。有關(guān)按鍵的識別、鍵碼的確定與輸入、去抖動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:每個按鍵在按下或松開時，都會產(chǎn)生短時間的抖動。抖動的持續(xù)時間與鍵的質(zhì)量相關(guān)，一般為5—20mm。所謂抖動是指在識別被按鍵是必須避開抖動狀態(tài)，只有處在穩(wěn)定接通或穩(wěn)定斷開狀態(tài)才能保證識別正確無誤。去題可通過軟件延時或硬件電路解決。 (2)防串鍵：防串鍵是為了解決多個鍵同時按下或者前一按鍵沒有釋放又有新的按鍵按下時產(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)有兩個或兩個以上的按鍵按下時，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)被按鍵識別：如何識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，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別閉合鍵，為此需要提供兩個可編程(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)碼管上顯示每個按鍵的“0－F”序號。.2程序設(shè)計內(nèi)容 值和列值，行值和列值的組合信。每個按鍵的狀態(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，判斷哪一個鍵按下，鍵的功能是什么；還要消除按鍵在閉合或斷開時的抖動。兩個并行口中，一個輸出掃描碼，使按鍵逐行動態(tài)接地，另一個并行口輸入按鍵狀態(tài)，由行掃描值和回饋信號共同形成鍵編碼而識別按鍵，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，而每個音階對應(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)部定時器使其工作計數(shù)器模式(MODE1)下，改變計956次時將I/O反相，就可得到中音DO(523Hz)。N＝Nfifr2-1MHzfrTN5536－ (523Hz)、高音DO(1046Hz)的計數(shù)值。頻率(HZ)簡譜碼(T音符頻率(HZ)簡譜碼(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，一個節(jié)拍為單位(C調(diào))(如表2-3所示)表YY根據(jù)檢測到得按鍵值，查詢音律表，給計時器賦值，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圖過這次自主實驗，我們學(xué)到了不少課本上沒有的知識，也鍛煉了自己的驗剛開始的調(diào)研階段，我學(xué)會了怎么通過各種方式查詢相關(guān)的資料。通過對這些資料的學(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，認(rèn)識到目前單片機(jī)方面的各種各樣的發(fā)展，和它們之間的競爭。了解了的實驗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帶入一個新的時代，單片微型計簡稱單片機(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代起著重要的推動作用，對人們生活質(zhì)量 結(jié)束語可任意彈奏自己想要的旋律。本研究通過制好的融合起來，對使用單片機(jī)設(shè)計簡易電子琴進(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/我們利用功放電路來將音樂聲音放大，同時通過顯示