简易电子琴设计实验报告

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1、简易电子琴设计实验报告指导老师：班级：0309411姓名：学号：2011-12-19电子琴制作摘要：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。本系统性能稳定，要求符合，增加两个自动播放按钮和一个防止按键损坏后开关，系统由80c51单片机，4X4组成16个按钮矩阵，设计成16个音加上一个蜂鸣器、两个自动播放按钮、一个led显示灯，和一个开关组成通过程序来设置16个不同的音阶，可随

2、意弹奏想要表达的音乐和自动播放音乐。关键词:51单片机；PROTEUS仿真；电子琴、自动音乐播放一、方案比较方案一：采用模拟的555来做，选择合适电阻、电容构成不同的音阶。并采用LM386作为555输出后的放大电路，在连接到喇叭上。主振荡器由555定时器，七个琴键按钮S1~S7，外接电容C1、C2，外接电阻R8以及R1~R7等元件组成，颤音振荡器由555定时器，电容C5及R9、R10等元件组成，颤音振荡器振荡频率较低为64Hz，若将其输出电压U连接到主振荡器555定时器复位端4，则主振荡器输出端出现颤音。如图：图1图2方案二：采用单片机，用程序中的定时器来设定

3、不同的初值达到输出不同频率的方波，并用数码管显示所按的按键，并还可实现自动播放功能。方案一采用纯硬件，不好更改，但音色更纯正。方案二采用数字方法，实现方便，功能强大，应用灵活，本系统采用方案二。其图见附录。二、系统板硬件连线1．把“单片机系统”区域中的P3.7端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPKIN端口上；2．把“单片机系统”区域中的P3.2端口用导线连接到led端口上；3．把“单片机系统”区域中的P3.3端口用导线连接到第一个自动播放按钮端口上；4．把“单片机系统”区域中的P3.4端口用导线连接到第二个自动播放按钮端口上；5．把“单片机系统“区域中

4、的P1.0－P1.7端口用8芯排线连接到“4X4行列式键盘”。二、原理音乐产生原理：一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。本次的项目设计任务就是使用MCS-51单片机设计一个简易的电子琴，使它能够发出高中低音的音乐效果。即:由4X4组成16个按钮矩阵，设计成16个音(或者设计成7个音符)。用电子琴可以演奏出各种美妙的音乐,而

5、音乐是由音符组成。不同的音符是由相应频率的振动产生。一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，音阶对应频率关系图：音符频率（Hz）半周期（ms）简谱码T值定时值（H）简谱码T值定时值（D）低1Do2621.90F894H62628低2Re2941.70F95CH63835低3Mi3301.51FA1AH64021低4Fa3491.43FA6AH64103低5So3921.28FB00H64260低6La4401.14FB8CH64400低7Si4941.01FC0EH64524中

6、1Do5230.95FC4AH64580中2Re5870.85FCAEH64684中3Mi6590.76FD08H64777中4Fa6980.72FD30H64820中5So7840.64FD80H64896中6La8800.57FDC6H64966中7Si9880.51FE02H65030高1Do10460.47FE2AH65058高2Re11750.42FE5CH65110高3Mi13180.38FE84H65157高4Fa13970.36FE98H65178高5So15680.32FEC0H65217高6La17600.28FEE8H65252高7Si1

7、9670.25FF06H65283利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。计数脉冲值与频率的关系式是：N＝fi÷2÷fr式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。其计数初值T的求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr例如：设K＝6553

8、6，fi＝1MHz，求低音DO（261