音乐演奏器设计课程设计

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1、题目：音乐演奏器设计目录一、引言３二、方案比较以及选择４2.1控制模块选择方案４2.2按键选择方案４三、硬件设计及说明４3.1系统组成及总体框图４3.2元件简介５3.3各功能模块原理图８四、软件设计１２4.1音乐相关知识１２4.2用单片机实现音乐的节拍１２4.3用单片机产生音频脉冲１２五、系统调试１３5.1硬件调试１３5.2软件调试１３六、总结１４七、参考文献１４附录1：元器件清单１５附录2：电路原理图１５音乐演奏器设计摘要：微型电子琴的设计以STC89C52单片机作为系统的核心控制部分，通过制作硬件电路和软件

2、的设计编写，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、点歌及显示等功能。设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。可以用它来弹奏和播放乐曲。特点是设计思路简单、清晰，成本低。关键字：电子琴单片机STC89C52一、引言1.1背景随着电子科技的飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作，因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。基于当前市场上的玩具市场需求量大，其中电子琴就是一个很好的应用方面。单片机技术使我们可以利用软

3、硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。并且可以进行一定的功能扩展。1.2设计的意义该设计具有以下优点：(1)可以随意弹奏想要表达的音乐；(2)制作简单，成本低。(3)传统电子琴功能更完善。1.3设计目标（1）用12个键盘演奏音乐（建议演奏小星星）。（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：

4、①额定功率大于2W（负载电阻8Ω的条件下）；②在额定功率及带宽范围内用示波器观察无明显失真。（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8Ω的条件下）；（3）功率放大器失真度＜5%（1000Hz时，满功率输出）；二、方案比较以及选择2.1控制模块选择方案方案一：采用AT89C51单片机进行控制，由于AT89C51不具备ISP功能，因此Atmel公司已经停产在市面上已经不常见，况且其ROM只有4K在系统将来升级方面没有潜力。方案二：采用STC89C52单片机进行

5、控制，由于其性价比高，完全满足了本作品智能化的要求，它的内部程序存储空间达到8K，使软件设计有足够的内部使用空间并且方便日后系统升级，使用方便，抗干扰性能提高。选择方案：鉴于上述对比与分析，本设计采用方案二2.2按键选择方案按键采用市面上普通的轻触按键，该按键的特点是价格便宜，实用性强，按键手感和回弹速度都不错。一、硬件设计及说明3.1系统组成及总体框图硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。该设计要实现一种由单片机控制的电子琴，

6、单片机工作于12MHZ时钟频率，使用其定时/计数器T0，工作模式为1，改变计数值TH0和TL0可以产生不同频率的脉冲信号。用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，音乐发生器会根据用户的弹奏，通过扬声器将音乐播放出来。由于本例实现的音乐发生器是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握，不由程序控制。用单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐，因为它没有足够的驱动能力，这就需要音频功率放大电路。本电子琴使用国家半导体公司的低压音频功率放大器LM386来实现音频功放电路。利用E2PROM的断电保存

7、数据的特性，来对键盘弹奏过程进行录制。选用ATMLU728这款芯片，通过IIC总线和单片机进行连接，实线了电子琴歌曲的弹奏录制和回放功能。ATMLU728单片机STC89C52按键音频功放电路数码管显示电路`扬声器图3-1系统结构图3.2元件简介3.2.1STC89C52STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU

8、和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑