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时间:2017-10-23
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1、河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告模拟电子琴发声控制系统姓名:郭胜专业班级:自动化10-6指导老师:胡治国所在学院:电气工程与自动化学院2013年1月16日摘要本设计是基于AT89C51单片机的电子琴制作。该设计利用单片机定时器0来产生可变频率的方波信号用以推动喇叭发出不同频率的声音。并使用LED数码管显示相关信息,用于选择电子琴的不同功能,同时采用7个发光二极管作为各音级的同步显示信号。板子共有10个按键,其中7个用于音级的输入,另外三个在不同阶段分别作为控制信号和低中高音选择信号输入端。通过按按键向单片
2、机输入音级信息,单片机根据音级信号对定时器0产生的方波信号进行分频,从而产生具有一定频率的方波信号,驱动喇叭发出对应音级的声音。本电子琴可实现三种功能:弹奏,播放和游戏。其中弹奏时按键1~7用于音级的输入,按键8~10作为低中高音的选择信号,7位发光二级管作为按键的指示信息;播放功能可以播放一首预先植入的歌曲,7位发光二级管作为音级同步显示信号,根据播放音乐的旋律对应点亮;游戏功能时,7位发光二级管作为指示信号,分别显示本次应键入的音级和发声的长度,从而实现在单片机的引导下正确弹奏一首曲子。在设计过程中,先根据预想到
3、的电子琴的功能,选择所需要的元件,然后利用proteus画原理图,并仿真检验其电气性能是否满足硬件要求,然后根据原理图焊板子,并编写检验程序检测硬件是否有问题,没有问题后再编写电子琴程序,经反复调试后得到自重的程序,经检验本电子琴完全更够实现预期的功能。关键词:单片机、电子琴、音级、分频,节拍目录1概述11.1电子琴概述11.2电子琴系统原理11.3设计任务及要求12系统总体方案及硬件设计22.1硬件组成22.1.1AT89S52简介22.1.2音乐播放部分32.1.3电子琴弹奏部分32.2具体发音原理32.3各部分
4、电路42.3.1晶振42.3.2复位电路42.3.3按键53软件设计63.1流程图63.2主程序代码74、Proteus软件仿真75课程设计体会7单片机课程设计1概述1.1电子琴概述电子琴又称作电子键盘,属于电子乐器(区别于电声乐器),发音音量可以自由调节。音域较宽,和声丰富,甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果,表现力极其丰富。它还可模仿多种音色,甚至可以奏出常规乐器所无法发出的声音(如合唱声,风雨声,宇宙声等)。另外,电子琴在独奏时,还可随意配上类似打击乐音响的节拍伴奏,适合于演奏节奏性较强的现代音乐。AT89C51
5、是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。本文利用AT89C51
6、单片机的强大功能,通过软件产生不同频率的声音信号,在扬声器中发出7个音级。可以弹奏出不同的曲子。1.2电子琴系统原理由于一首音乐是许多不同的音级组成的,而每个音级对应着不同的频率,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。不同的音级与一定的节拍组合在一起形成一定的曲调,因此只要用单片机I/0口,通过软件,控制其输出信号的频率,就能控制器输出音级
7、,通过不同音级和节拍的组合就可以产生曲调。乐曲中每一音符对应着确定的频率。如果单片机某个口线输出“高~低”电平的频率和某个音符的频率一样,那么将此口线接上喇叭就可以发出此音。1.3设计任务及要求本系统分为三个部分,一个是音乐播放,另一个是电子琴弹奏,还有游戏功能。通过上电功能选择操作后,就能实现各个功能。本系统利用喇叭作为发声部件,播放功能可以播放一首预先植入的歌曲,7位发光二级管作为音级同步显示信号,根据播放音乐的旋律对应点亮;当进行弹奏时,按键1~7用于音级的输入,按键8~10作为低中高音的选择信号,7位发光二级
8、管作为按键的指示信息;游戏功能时,7位发光二级管作为指示信号,分别显示本次应键入的音级和发声的长度,从而实现在单片机的引导下正确弹奏一首曲子。18单片机课程设计2系统总体方案及硬件设计2.1硬件组成2.1.1AT89S52简介1.概述AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器(FPEROM—FlashProgrammableandErasa
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