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电子琴硬件电路图及程序

更新时间:2010-2-14:  来源:毕业论文

电子琴硬件电路图及程序
目录

电子琴的设计(摘要)   ……………………………………………… 1
引言……………………………………………………………………1  一、设计要求 ………………………………………………………… 1
二、设计目的 ………………………………………………………… 2
三、设计原理…………………………………………………………  2
四、硬件电路图………………………………………………………  4
五、流程图……………………………………………………………  5
六、音符对应的简谱码和频率 ………………………………………  6
七、程序………………………………………………………………  6
八、结束语………………………………………………………………14参考文献 ………………………………………………………………15
电子琴的设计
【摘要】:声音的频谱范围约在几十到几千赫兹,若能利用程序来控制单片机某个端口的“高”电平或低电平,则在该端口上就能产生一定频率的矩形波,接上喇叭就能发出一定频率的声音,若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间,就能改变输出频率,从而改变音调。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。本文介绍了用单片机设计微型电子琴的方法。给出了电路、程序框图及程序。
 【关键词】:单片机,电子琴,程序
  【引言】:我们知道,声音的频谱范围约在几十到几千赫兹,若能利用程序来控制单片机某个端口的“高”电平或低电平,则在该端口上就能产生一定频率的矩形波,接上喇叭就能发出一定频率的声音,若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间,就能改变输出频率,从而改变音调。乐曲中,每一音符对应着确定的频率,这个小制做是采用凌阳SPCE061A的DAC输出来实现,具体做法是,先建立一个有两百个数据的音频数据表,当按不同的按键即以不同的频率往DAC上送数据,从而达到输出不同音符的目的,为了达到电子琴的效果,当然还得在程序方面稍作修饰了,整体框图如图一所示。 单片机因其体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。本文介绍用AT89C51单片机设计微型电子琴的方法,仅需AT89C51最小系统,扩展一组小键 盘,再加一片LM386做音频小功放,输出到扬声器。电源可由三节5号电池提供。
一、设计要求:
(1) 设计简易电子琴,要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。
(2) 按键与音符:一个按键对应一个音符。
(3) 播放:能够演奏播放一首完整的歌曲。

二、 设计目的:
(1)能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识,独立对其进行测试与检查。
(2)熟悉8051单片机的内部结构和功能,合理使用其内部寄存器,能够完成相关软件编程设计工作。
(3)为实现预期功能,能够对系统进行快速的调试,并能够对出现的功能故障进行分析,及时修改相关软硬件。
(4)对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。


三、设计原理:
乐音实际上是有固定周期的信号。我们可以用AT89C51的一个定时器(如T0)控制,在P3.4脚上输出方波周期信号,产生乐音。根据不同的按键,调节T0的溢出时间,可输出不同频率的乐音,这样就做出了一台微型电子琴。
  每个乐音的音高(频率)是固定的,表列出了一个8度以及其上下共16个音的音名、频率及定时器T0初值对照(设晶体频率为12MHz)。
3.1 音乐产生原理
由于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。本次设计中单片机晶振为12MHZ,那么定时器的计数周期为1MHZ,假如选择工作方式1,那T值便为T= 216--5﹡105/相应的频率 ,那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值,列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示(3.4)。
3.2硬件电路设计
微型电子琴的电原理图见图(既“四“所视硬件电路图)
3.3软件设计
软件由初始化程序、主程序、定时器中断服务程序、键盘扫描程序和延时程序组成。
3.4 各音符频率与计数值T的对照表
音符 频率(Hz) 简谱码(T值) 音符 频率(Hz) 简谱码(T值)
低 1 DO  262 63628 # 4 FA # 740 64860
# 1 DO # 277 63731 中 5 SO 784 64898
低 2 RE 294 63835 # 5 SO # 831 64934
# 2 RE # 311 63928 中 6 880 64968
低 3 M 330 64021 # 6 # 932 64994
低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030
# 4 FA # 370 64185 高 1 DO 1046 65058
低 5 SO 392 64260 # 1 DO # 1109 65085
# 5 SO # 415 64331 高 2 RE 1175 65110
低 6 LA 440 64400 # 2 RE # 1245 65134
# 6 # 466 64463 高 3 M 1318 65157
低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178
中 1 DO 523 64580 # 4 FA # 1480 65198
# 1 DO # 554 64633 高 5 SO 1568 65217
中 2 RE 587 64684 # 5 SO # 1661 65235
# 2 RE # 622 64732 高 6 LA 1760 65252
中 3 M 659 64777 # 6 # 1865 65268
中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283 749

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