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时间:2018-07-13
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1、基于AVR单片机的电子琴实验报告班级:10信通04班学号:10210103,10210093成员:李呈,米家电子邮箱:350959853@qq.com490092425@qq.com22/22目录关键字…………………………………………………………………………3摘要…………………………………………………………………………31、方案的设计与论证……………………………………………………31.1设置流程图…………………………………………………………31.2芯片选择…………………………………………………………31.3电源控制模块………………………………………………
2、……31.4功放模块……………………………………………………………31.5键盘输入模块………………………………………………………41.6屏幕显示模块………………………………………………………42、系统框图和电路原理图………………………………………………………43、各模块的设计与详解……………………………………………………53.1中央处理器MCU……………………………………………………53.24x4键盘……………………………………………………………63.3功放模块……………………………………………………………73.4屏幕显示模块……………………………………
3、…………………84、程序流程图………………………………………………………………105、运行结果及组员分工……………………………………………………106、总结………………………………………………………………………107、源程序……………………………………………………………………118、附录…………………………………………………………………………2122/22关键字:电子琴,单片机AVRMAGE16,可视化操作界面。摘要:本实验主要是基于AVRMAGE16,通过C语言编程,实现如下的功能:即时弹奏,可任意长度录音,音乐播放,歌曲变速,歌曲变调,可视化操作界面
4、等功能。方案设置与论证:1.1设计流程图:•实现弹奏功能•实现预置歌曲播放等操作•实现LCD操作界面,以及歌曲可视化效果。1.2芯片选择核心芯片:atmega16单片机优点:对于atmega16的使用较熟悉,基本功能实现比较容易。缺点:I/O口多,配置起来容易出错。ATMEGA16管脚信息如下图:22/221.3电源控制控制模块方案一:外置开关电源,其优点是电路设计比较简单。方案二:运用晶体管的开关功能设计电源开关控制电路,通过向单片机输入外部中断来使得单片机自动控制电源的关断。为使设计简便,采用方案一。1.4功放模块方案一:采用LM386芯片对对输出的
5、音乐信号进行放大,其优点是电路简单,稳定性强;方案二:采用TDA2822芯片放大音乐信号,但是TDA2822在单电源供电下,工作不是很稳定。考虑到稳定性因素,选用方案一.22/22LM386实物图如下:1.5键盘输入模块方案一:采用矩阵键盘(N×M),每个按键占据行列的一个交点,需要的I/O口数目是N+M,容许的最大键数是N×M。方案二:采用独立式按键新型键盘,但占用硬件资源较多。为了节省资源,选择方案一。选择键盘实物图如下:1.6屏幕显示模块方案一:采用1602液晶,屏幕小,但操作简单,编程及有关功能易实现。方案二:采用GXM12864E-40,屏幕大
6、,清晰,但有关信息不全,编程复杂。选择方案一。2、系统框图和电路原理图:基于ATmega16电子琴系统的硬件总体结构图如图所示,主要包括中央处理器ATmgae16、,功放模块、键盘模块,液晶显示模块。22/22ATmega16液晶显示器扬声器4x4矩阵键盘LM386功放模块总体结构图电路原理图:22/22各模块的设计与详解:3.1中央处理器MCU中央处理器中央处理器选用的是ATMega16,如图2所示。PA0~PA7用于连接键盘输入;PD5用于音律PWM的输出;PB口设置为液晶屏幕数据端口,PD4,PD6,PD7设置为液晶屏幕输出端口。单片机输出频率CT
7、C不同的信号来产生各种音符,将歌曲各个音符的转化成相应的数字信号,存放在单片机程序寄存器中,当播放音乐时,程序从该寄存器里读取数据,然后以CTC信号的模式传给功放电路,实现放音乐的功能。3.24x4键盘22/22图3键盘与接PA口连接,见图3。键盘的工作原理:按键设置在行、列线交点上,行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V电源上。无按键按下时,行线处于高电平的状态,而当有按键按下时,行线电平与此行线相连的列线电平决定。3.3功放模块图4这里的功放模块采用了传统的LM386芯片,采用该芯片是因为LM386具有自身功耗低,电压增益可调整
8、,电源电压范围大,外接元件少和总谐波失真小等优点,尤其是在增益为22/2220D
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