电子琴设计 毕业设计（论文）.doc

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1、电子琴设计摘要功能：本作品是基于单片机控制系统的简易电子琴，有各种友好的菜单界血和显示界面，可实现通过按键控制,发岀1、2、3、4、5、6、7、i……等二计——个音符。该电子琴亦能够自动演奏三首乐曲，且英演奏方式（点播、顺序播放和随机播放）可以通过按键选择（其屮点播模式还可以点播Z前的录音，可以播放掉电Z前保存的录音）。操作者还可以在电了琴演奏时对电了琴进行音调（按键控制）、音量（电位器）的调节,并能以发光二极管显示播放音量的大小。同时在设置模式下能调节音阶和扌门长，音阶和拍长在掉电示仍然保存。另外，它可以对手动编奏的乐曲进行录音，在按下放音键时能演奏出来,同时贮存在eeprom里

2、面，掉电不丢失。还有一键关机功能，一键按下关闭報个电路板的电源。一、方案的设计和论证1、电源控制控制模块方案（1）:采用继电器来控制电源的关断，其优点是电路设计比较简单，但是由于继电器的体积偏大，如果以后要做出易于携带的产品的话，不是很方便；方案（2）：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屮断来使得单片机自动控制电源的关断。2、主控模块这模块主要实现的功能有：错误！未找到引用源。接收由键盘输入的信号并输出相应的操作信号；错误！未找到引用源。控制菜单操作显示器基于以上标示，可考虑采用51系列单片机、AVR单片机，或者ARM等都可以实现，但是从性价比考虑，AV

3、R系列优势比较明显，因此选用之作为主控芯片。至于菜单显示部分可以采用以下两种方案：（1）1602液晶：它能显示16X2个数字或英文字符，信息量较大，用串行通讯可减少I/O口的占用量。1602的成本屮等，是值得考虑的选择。（2）12864是带屮文字库的液晶显示屏，可以显示4X16个汉字，甚至可以显示图案，显示功能较为强大。使用12864可以提供大量信息，但是其价格比较1602液晶要贵儿倍。考虑到成木因素，决定采用1602液晶来实现该显示功能。掉电保护电路：（1）使用外部存储器不过得加入外部电路，既加大成木又加大功耗。（2）使用AVR单片机白带的EEPROM不用增加器件，操作简单。综上

4、所述，我们采用第（2）种掉电保护方案。3、音量调节模块方案（1）:采用数字电位器对音量进行调节，这样做的好处是便于数字控制,可以选择的音量大小不多。方案（2）：采用可变电阻进行音量调节，这样可实现音量连续可调。另外，在如何显示音量大小的问题上，我们采用的是以数字芯片TA6777来驱动发光二极管，当音量比较大时，发光二极管亮的个数比较多。4、功放模块方案（1）：采用LM386芯片对对输出的音乐信号迹行放大，其优点是电路简单，稳定性强；方案（2）：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。考虑到稳定性因索，选用方案（1）。5、键盘输入模块方案

5、（1）：采用矩阵键盘（NXM）,每个按键占据行列的一个交点，需要的I/O口数目是N+M,容许的嚴大键数是NXM。方案（2）：新型键盘，用N个I/O口以及一个屮断口，可以实现NXN个按键，比较节省I/O资源，故采用Z。二、系统框图基于AtmelMegal6L电了琴系统的%更件总体结构图如图1所示，主要包括屮央处理器MCU、单键开关机电路，1602显示模块、功放模块、键盘模块、电平灯频谱显示模块等。图1系统硬件总体结构图三、各模块的设计与论证1、中央处理器MCU□»—OND10uFSIU1PBOCXCKTO)PAOCADCO)CAINODn?)PAKADCOPA2(ADC2)PB3(A

6、INIOCO)PA3(ADC3>PB4($S)PA4(ADC4)PBS(MOST)PA5(ADC5>PBdOuCSO)PA6CADC6)PB^(SCX)PA7CADC7);PD0(RXD)PCO(SCL)PD1(TXD)•PD2(INT0>PDJ(INTt>PCl(SDA)PC2(TCK)PCJ(TNO)PD4(OC!B)PC4CTDO)PD5(OC1A)PCS(TDDPD6C1CP)PCd(TOSCOPDT(OC2)PC7(TO5C2)VCCAVCCAREFXTAL2XTALlONDONDATaM«i!6L.lPCI-ONDI-ONOJO卞31IT图2中央处理器MCU连接电路屮央

7、处理器选用的是ATMegal61,ATmegal6是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。具体的电路连接图如图2所示。PB0-PB7用于连接键盘输入（INT2用于键盘的屮断输入）；PD0用于连接单键开关电路的续电；PD2（INTO）Jlj于连接单键开关电路按键的检测；PD5川于音律PWM的输出;PC0-PC7用于连接LCD1602显示输出，其屮PC0〜PC2用于控制1602的选通、读写控制等的操作，PC3〜PC7连接74HC595,实现串行数据转并