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基于单片机的电子琴 - 图文

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  • 2025/7/5 6:12:44

嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告

设计报告

基于单片机的创意电子琴设计

实验报告

学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械091 学 号 200933315117 姓 名 钱振超

指导老师 许聚武 王斌 周丽

嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 目 录

1 前言 ............................................................................................................................... 2 2 总体方案设计 ................................................................................................................ 3

2.1设计内容 ............................................................................................................... 3 2.3 方案选择 .............................................................................................................. 3 3单元模块电路简介与设计 ............................................................................................. 4

3.1 单片机主芯片电路设计 ...................................................................................... 4 3.1.1时钟电路设计 ............................................................................................... 4 3.1.2复位电路设计 ............................................................................................... 5

3.2按键模块电路设计 ............................................................................................... 6 3.3 LED数码管显示电路模块设计 .......................................................................... 8 3.4扬声器电路模块设计 ........................................................................................... 9 4设计 ................................................................................................................................. 9

4.1设计框图 ............................................................................................................... 9 4.2主程序 ................................................................................................................. 11 5 结论 .............................................................................................................................. 12 6 体会 .............................................................................................................................. 13 7参考文献 ....................................................................................................................... 14 附录:相关设计图 .......................................................................................................... 15

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嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 1 前言

单片微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物,属第四代电子计算机,它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。它的应用必定导致传统的控制技术从根本上发的控生变革。因此,单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。

电子琴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。它在现代音乐扮演着重要的角色,单片机具有强大制功能和灵活的编程实现特性,它已经溶入现代人们的生活中,成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件,设计一个电子琴。以单片机作为主控核心,与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块,在主控模块上设有8个按键和扬声器,其中7个键用于音符输入,1个键作为功能键。

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来产生这样的方波频率信号,因此,只需把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

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嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 2 总体方案设计

2.1设计内容

本系统分为两个部分,一个是音乐播放,另一个就是电子琴弹奏。

关于声音的处理,使用单片机C语言,利用定时器来控制频率,而每个音符的符号只是存在我自己定义的表中。具体要求如下:

1.要求达到电子琴的基本功能,可以用弹奏出简单的乐曲。 2.用键盘作出电子琴的按键,每键代表一个音符。

3.各音符按一定的顺序排列,必须符合电子琴的按键排列顺序。 4.弹奏电子琴时能播放出准确的声音,不弹奏时可以播放内置音乐。 5.记录所弹音符和持续时间,能够回放。

2.2方案比较

方案一:采用CPLD外接扬声器、键盘、数码管等。

8个译码输出显示的数码管,以显示目标芯片的32 位输出信号,且8个发光管也能显示目标器件的8位输出信号。时钟为50MHz ,输出接扬声器。

具体过程:主系统可由两个模块组成:当系统检测到有按键按下时,对应音符的频率由模块1获得,这是一个数控分频器。由其clk端输入一具有较高频率的信号,分频后输出。

音符的持续时间须根据乐曲的速度及每个音符的节拍数决定,模块2的功能是为模块1提供决定所发音的分频预置值,而此数在模块1输入口停留的时间即为此音符的节拍值。

方案二:采用单片机外接扬声器、键盘、数码管等。

具体过程:当系统扫描到键盘上有键子被按下,则快速检测出是那一个键子,然后单片机的定时器被启动,发出一定频率的脉冲,该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后,就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下,则启用中断系统,前面键的发音停止,转到后按的键的发音程序,发出后按的键的音。

2.3 方案选择

对比两套方案各有优缺点,方案一采用CPLD,工作速度快,系统稳定,效果好,但是其价格昂贵;而方案二在设计这样小型电子系统方面,无论是效果还是工作速度与方案一都相差不大,而且价格较为便宜。因此,选择方案二即单片机加外设的方式设计该系统较好。

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嘉兴学院基于单片机的创意电子琴设计报告 设计报告 基于单片机的创意电子琴设计 实验报告 学 院 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械091 学 号 200933315117 姓 名 钱振超 指导老师 许聚武 王斌 周丽

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