音乐演奏器设计报告

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1、音乐演奏器设计（电子竞赛G题）摘要：本次设计的远程音乐演奏器是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器，该演奏器电路由发射和接收两大部分组成。发射部分采用ATMEGA32作为发射系统的控制部分，由按键、指示灯、PT2262编码电路等构成外围电路，并通过PT2262实现数据传输；接收部分采用ATMEA8作为接收系统的控制部分，由指示灯、PT2272解码电路等构成外围电路，并通过PT2272实现数据接收。功率放大器采用TDA2030，当频率为1KHZ，峰峰值为200mv时，额定功率达到4.84W，波形稳定，无明显失真。程序设计采用C语言在Timel的编译器上实现编

2、程。14个按键采用独立式安装。经测试，整机功能齐全，功率，带宽，无线距离，音阶频率误差等各项性能指标均达到设计要求。关键词：远程音乐器编码器解码器1.系统设计1．1设计要求1.1.1任务设计并制作一个可以演奏乐曲的远程音乐演奏器。1.1.2基本要求（1）用12个键盘演奏音乐（建议演奏军港之夜），键盘与主机采用有线连接，距离＞5m；（2）乐曲的音阶限于12个音阶内，C调，节拍频率1Hz，C调音阶频率表见附表1；（3）一次演奏后应可以存储并重放（不少于20个音符）；（4）音阶准确，随机抽测一点频率，频率误差±0.1%；（5）功率放大器满足以下要求：①额定功率大于2W（负载电

3、阻8W的条件下）；②带宽大于100Hz～3000Hz（应提供外部信号输入端子，负载电阻8W的条件下）；③在额定功率及带宽范围内用示波器观察无明显失真。1.1.3发挥部分（1）实现无线键盘控制功能，距离＞5m；（2）功率放大器带宽大于50Hz～5000Hz（负载电阻8W的条件下）；（3）功率放大器失真度＜5%（1000Hz时，满功率输出）；（4）其它。1．2总体设计方案的论证与选择（1）远程音乐演奏器设计方案一远程音乐演奏器设计方案一如图1—1所示。系统采用ATMEGA8和ATMEGA32为微控制器。ATMEGA8和ATMEGA32都是ATMEL公司研制开发的AVR单片机

4、。它是高性能，低功耗的微处理器。其数据吞吐率高达1MISP/MHZ，缓减了功耗和处理速度之间的矛盾。它也支持在线编程烧写，内部资源丰富，一般都集成AD、DA模数转换器。TDA2030ATMEGA32接收发射ATMEGA814键盘指示灯指示灯发射接收从机主机图1—1ATMEGA构成的演奏器结构框图（2）远程音乐演奏器设计方案二远程音乐演奏器设计方案二图1—2所示。系统采用51系列的单片机。89C51单机的极限工作频率是24M，同时89C51支持并行写入。TDA2030AT89C51接收发射AT89C5114键盘指示灯发射接收指示灯从机主机图1—2AT89C51构成的演奏器

5、结构框图经上述方案比较与论证，明显AVR的运行速度比89C51来的快，而且更容易修改程序。故本系统采方案一。2.单元硬件电路设计2.1功率放大电路功率放大电路采用TDA2030高保真集成功率放大芯片来设计，如图1-3所示。其输出功率大于10W，内部电路包含输入级，中间级和输出级。Rp是音量调节电位器，C1是输入耦合电容，R4、R5决定了该电路交流负反馈的强弱及闭环增益。该电路闭环增益为（R4+R5）/R4=（4.7+150）/4.7=32.9倍。C5起隔直流作用，以使直流为100%负反馈，静态工作点稳定性好。图1-3功率放大电路2.2PT2262/PT2272编码/解码

6、电路如图1-4所示。编码芯片PT2262发出的编码信号由地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272接到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262不接通电源，其17脚为低电平，所以315MHZ的高频发射电路不工作，当有键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号，当17脚为高电平期间315MHZ的高频发射电路起振并发射等辐高频信号，当17脚为低平期间315MHZ的高频发射电路停止振荡，所有高频发射电路完全

7、收控于PT2262的17脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100%的调幅。图1-4PT2262/PT2272编码/解码电路3.软件设计鉴于单片机技术比较成熟，且开发过程中可以利用的资源和工具丰富、价格便宜、成本低。故设计C语言对其编程并烧录到芯片内部，C语言表达和运算能力比较强，且具有很好的可移植性和硬件控制能力。程序分为发射部分和接收部分。3.1接收部分程序设计初始化I/O，外围电路初始化寄存器初始化Timel获取无线数据无数据有是调整LED吗？是处理LED否调整中频否是调整单片机Fimel的比较寄