嵌入式简易电子琴系统报告

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1、《嵌入式系统原理与应用》综合设计报告简易电子琴系统设计系部：电子与信息工程系专业班级：学生姓名：学号：小组成员：指导教师：时间：2012.6.4~2012.6.29完成日期2012年6月目录1绪论11.1综合设计目的11.2简易电子琴简介11.2.1电子琴在中国的发展11.2.2电子琴发明的意义11.2.3电子琴的电学原理21.3芯片简介21.3.1LM3S2110微控制器21.3.2ARMCortex-M3处理器内核31.3.3通用输入/输出端口（GPIO）31.3.4脉宽调制器(PWM)32综合设

2、计内容42.1综合设计题目42.2综合设计要求42.2.1主要内容42.2.2主要技术指标、要求42.2.3所用设备与器材43硬件方案53.1系统硬件的构成与原理53.2ARM2110开发板原理与应用53.2.1LM3S2110特性概述53.2.2LM3S2110的GPIO特性63.3独立按键63.4矩阵键盘73.5蜂鸣器83.6LED灯应用方式93.71602字符液晶屏104软件方案114.1设计原理框图114.2程序流程图114.3导线连接方案124.4调试过程135结束语145.1设计总结与感想

3、145.2答谢词14参考文献15附录一ARM2110芯片16附录二4×4矩阵键盘16附录三蜂鸣器模块17附录四LCD显示屏17附录五LED灯模块18附录六实验成果图18附录七程序清单191.头文件192.定义LED193.定义KEY194.LCD模块使能195.LCD显示206.LED灯模块212012.6上海师范大学天华学院电子工程系ARM综合设计511绪论1.1综合设计目的通过本次综合设计，运用已学的课程知识，根据题目要求进行软硬件系统的设计和调试,对《嵌入式系统原理与应用》课程中涉及的芯片结构、

4、控制原理、硬件和编程等方面有一定的感性认识和实践操作能力，从而加深对本课程知识点的理解，使应用知识能力、设计能力、调试能力以及报告撰写能力等方面有显著提高。1.2简易电子琴简介电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，它在现代音乐中扮演着重要角色。1.2.1电子琴在中国的发展在中国，1958年北京邮电学院研制了一台电子管单音电子琴。由于种种原因，至1977年后，我国才大批生产电子琴。1989年，我国年产儿童电子琴200万台，并出口39万台。中国的电子琴事业正在迅速发展。电子琴发展很快，琴的各项功能日趋完善

5、。音色和节奏有最初的几种发展到现在的几百种。除寄存音色外，还可通过插槽外接音色卡。合成器的某些功能，如音色的编辑修改、自编节奏、多轨录音、演奏程序记忆等也运用到电子琴上。1.2.2电子琴发明的意义电子琴的发明具有重大的意义：（一）电子琴的发明极大地推动了流行音乐的发展；现代的流行音乐离不开电子琴，键盘手2012.6上海师范大学天华学院电子工程系ARM综合设计51一般是现代电声乐队的中坚力量。（单排键）电子琴、电吉他、架子鼓是流行音乐的三项主流乐器。（二）电子琴的发明使人们可以演奏出未曾拥有的音色，丰富

6、了人们情感的表现；电子琴创造出了许多其他乐器无法演奏出的音色，甚至自然不存在的音色，这些音色帮助了人们通过音乐表现自己的情感，在很多电视节目或者音乐作品中都有运用。（三）电子琴的发明推动了音乐的普及，它让音乐真正成为了大众的音乐，成为了人类社会不可缺少的东西。电子琴是目前用于音乐普及教育和音乐素质培养最多的乐器，它的经济性为他在普通家庭中的普及带来了可能。电子琴作为科技与音乐的产物，在信息化和电子化的时代，为音乐的大众化做出了不可磨灭的贡献，现代歌曲的制作，很多都需要电子琴才能完成，然后才通过媒介流传

7、开来，电视剧电影插曲、电视节目音效、甚至你的手机铃声，都很可能包含电子琴的身影。1.2.3电子琴的电学原理现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。所谓采样就是录制乐器的声音，将其数字化后存入ROM里，然后按下键时CPU回放该音。甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样。现代电子琴并非“模仿”乐器音色。它使用的就是真实乐器音色。当然，现在力度触感在电子琴里是必备的。而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器，振荡器，包络线控制来制造和编辑音色。甚至也带上了老式电子琴的FM合成机构。1.3芯片简介1.3.

8、1LM3S2110微控制器本次设计任务所要使用到的微控制器是德州仪器(TI)公司提供的LM3S2110微控制器，这款微控制器是基于ARM2012.6上海师范大学天华学院电子工程系ARM综合设计51Cortex-M3内核的微控制器，它为对成本尤其敏感的嵌入式微控制器应用方案带来了高性能的32位运算能力。该Stellaris系列芯片能够提供高效的性能、广泛的集成功能以及按照要求定位的选择，适用于各种关注成本并明确要求具有的过程控制以及连接能力的应用方案。1.