基于单片机的电子琴设计论文.doc

《单片机应用与仿真训练》设计报告
模拟电子琴发声控制系统
摘要
本设计是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个模拟电子琴发声控制系统。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器、LED显示器等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有11个按键,其中7个按键控制7个音符,1个作为功能转换键使用,具有手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能,另外3个按键用来实现高、中、低音的音符发音。下面具体介绍一下单片机各端口的分配功能:-,用来控制7个音符的选择弹奏;,它能切换手动随意弹奏和自动播放乐曲的功能;-、中、低的功能切换键;P0端口通过上拉电阻接到+5V上,然后接LED共阴数码管;,它通过限流电阻R与三极管级基极相接,三极管的集电极接有接蜂鸣器。
本设计通过控制单片机定时器的定时时间产生不同频率的音频脉冲,经三极管放大信号后驱动蜂鸣器发出不同音节的声音。要实现7个音符的各自的高、中、低音,需要建立三个表,分别存储高音、中音和低音的频率值;当三个拨码开关中某一个按下,通过软件选择相应的音频。按下弹奏键就可弹奏出不同的声音。
另外用软件延时来控制发音时间的长短,来控制节拍。通过把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数,作为数据表格存放在存储器中。由程序查表得到定时常数和延时常数,分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间,这样就可以实现乐曲的演奏。
为了实现按键的准确判断和完善电子琴发声的效果,本设计采用了软件防抖的方法,有效的解决了按键抖动的问题。另外当按下功能切换键,切换至音乐自动播放功能时,本系统能实现七首歌曲的有选择播放,另附带数码管显示提醒。这样使得电子琴的功能变的更加强大。
本设计为实物电路板设计开发,报告中详细的阐述了电子琴设计的方法和过程。并经过软硬件的调试,该音乐发生器不但能通过键盘弹奏出很好的音调,而且还可以通过键盘选择播放不同的音乐。除此之外,本电子琴还带有显示功能,能显示哪个按键按下,而且相当准确。
本系统运行稳定,其优点是硬件电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的实用和参考价值。
目录
1 概述…………………………………………………………………………3
引言……………………………………………………………………3
设计思路………………………………………………………………4
方案论证………………………………………………………………4
2 系统总体方案及硬件设计…………………………………………………4
系统组成及总体框图…………………………………………………4
元件介绍………………………………………………………………5
AT89S52 ………………………………………………………5
三极管…………………………………………………………5
LED数码管……………………………………………………6
按键选择方案…………………………………………………………6
……………………………………………………6
AT89S52模块电路原理图……………………………………6
键盘扫描模块电路原理图……………………………………7
数码管显示模块电路原理图…………………………………7
音频处理模块电路原理图……………………………………7
3 软件设计……………………………………………………………………8
音乐相关知识…………………………………………………………8
如何用单片机实现音乐的节拍………………………………………8
如何用单片机产生音频脉冲…………………………………………8
系统总体功能流程图…………………………………………………10
4 Proteus软件仿真…………………………………………………………11
ISIS软件介绍………………………………………………………11
仿真图介绍…………………………………………………………11
5 系统调试……………………………………………………………………12
硬件调试………………………………………………………………12
软件调试………………………………………………………………12
6课程设计体会………………………………………………………………12
参考文献………………………………………………………………………