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1、題目：音樂演奏器設(shè)計目錄一、引言３二、方案比較以及選擇４2.1控制模塊選擇方案４2.2按鍵選擇方案４三、硬件設(shè)計及說明４3.1系統(tǒng)組成及總體框圖４3.2元件簡介５3.3各功能模塊原理圖８四、軟件設(shè)計１２4.1音樂相關(guān)知識１２4.2用單片機(jī)實現(xiàn)音樂的節(jié)拍１２4.3用單片機(jī)產(chǎn)生音頻脈沖１２五、系統(tǒng)調(diào)試１３5.1硬件調(diào)試１３5.2軟件調(diào)試１３六、總結(jié)１４七、參考文獻(xiàn)１４附錄1：元器件清單１５附錄2：電路原理圖１５音樂演奏器設(shè)計摘要：微型電子琴的設(shè)計以STC89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的核心控制部分，通過制作硬件電路和軟件
2、的設(shè)計編寫，然后進(jìn)行軟硬件的調(diào)試運行，最終達(dá)到設(shè)計電路的樂器演奏、點歌及顯示等功能。設(shè)計中應(yīng)用中斷系統(tǒng)和定時/計數(shù)原理控制演奏器發(fā)聲，對音樂發(fā)生所必須確定的音符和節(jié)拍分別用程序語言實現(xiàn)?？梢杂盟鼇韽椬嗪筒シ艠非?。特點是設(shè)計思路簡單、清晰，成本低。關(guān)鍵字：電子琴單片機(jī)STC89C52一、引言1.1背景隨著電子科技的飛速發(fā)展，電子技術(shù)正在逐漸改善著人們的學(xué)習(xí)、生活、工作，因此開發(fā)本系統(tǒng)希望能夠給人們多帶來一點生活上的樂趣?；诋?dāng)前市場上的玩具市場需求量大，其中電子琴就是一個很好的應(yīng)用方面。單片機(jī)技術(shù)使我們可以利用軟
3、硬件實現(xiàn)電子琴的功能，從而實現(xiàn)電子琴的微型化，可以用作玩具琴、音樂轉(zhuǎn)盤以及音樂童車等等。并且可以進(jìn)行一定的功能擴(kuò)展。1.2設(shè)計的意義該設(shè)計具有以下優(yōu)點：(1)可以隨意彈奏想要表達(dá)的音樂；(2)制作簡單，成本低。(3)傳統(tǒng)電子琴功能更完善。1.3設(shè)計目標(biāo)（1）用12個鍵盤演奏音樂（建議演奏小星星）。（2）樂曲的音階限于12個音階內(nèi)，C調(diào)，節(jié)拍頻率1Hz，C調(diào)音階頻率表見附表1；（3）一次演奏后應(yīng)可以存儲并重放（不少于20個音符）；（4）音階準(zhǔn)確，隨機(jī)抽測一點頻率，頻率誤差±0.1%；（5）功率放大器滿足以下要求：
4、①額定功率大于2W（負(fù)載電阻8Ω的條件下）；②在額定功率及帶寬范圍內(nèi)用示波器觀察無明顯失真。（1）實現(xiàn)無線鍵盤控制功能，距離＞5m；（2）功率放大器帶寬大于50Hz～5000Hz（負(fù)載電阻8Ω的條件下）；（3）功率放大器失真度＜5%（1000Hz時，滿功率輸出）；二、方案比較以及選擇2.1控制模塊選擇方案方案一：采用AT89C51單片機(jī)進(jìn)行控制，由于AT89C51不具備ISP功能，因此Atmel公司已經(jīng)停產(chǎn)在市面上已經(jīng)不常見，況且其ROM只有4K在系統(tǒng)將來升級方面沒有潛力。方案二：采用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行
5、控制，由于其性價比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內(nèi)部程序存儲空間達(dá)到8K，使軟件設(shè)計有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級，使用方便，抗干擾性能提高。選擇方案：鑒于上述對比與分析，本設(shè)計采用方案二2.2按鍵選擇方案按鍵采用市面上普通的輕觸按鍵，該按鍵的特點是價格便宜，實用性強(qiáng)，按鍵手感和回彈速度都不錯。一、硬件設(shè)計及說明3.1系統(tǒng)組成及總體框圖硬件設(shè)計的任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計要求，在選擇的機(jī)型的基礎(chǔ)上，具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件，設(shè)計出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。該設(shè)計要實現(xiàn)一種由單片機(jī)控制的電子琴，
6、單片機(jī)工作于12MHZ時鐘頻率，使用其定時/計數(shù)器T0，工作模式為1，改變計數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號。用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進(jìn)行演奏，音樂發(fā)生器會根據(jù)用戶的彈奏，通過揚聲器將音樂播放出來。由于本例實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的，所以節(jié)拍由用戶掌握，不由程序控制。用單片機(jī)產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動揚聲器并不能產(chǎn)生所要實現(xiàn)的音樂，因為它沒有足夠的驅(qū)動能力，這就需要音頻功率放大電路。本電子琴使用國家半導(dǎo)體公司的低壓音頻功率放大器LM386來實現(xiàn)音頻功放電路。利用E2PROM的斷電保存
7、數(shù)據(jù)的特性，來對鍵盤彈奏過程進(jìn)行錄制。選用ATMLU728這款芯片，通過IIC總線和單片機(jī)進(jìn)行連接，實線了電子琴歌曲的彈奏錄制和回放功能。ATMLU728單片機(jī)STC89C52按鍵音頻功放電路數(shù)碼管顯示電路`揚聲器圖3-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.2元件簡介3.2.1STC89C52STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU
8、和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯
