基于單片機(jī)的微型電子琴研究與實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-03-21 16:38
電子琴經(jīng)過上百年的發(fā)展,其設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。目前針對兒童玩具的微型電子琴研究具有廣闊的市場前景,這種微型電子琴由于成本低、功能強(qiáng),深受廣大人們的喜愛,是初學(xué)電子琴的首選。國內(nèi)對微型電子琴的研究已經(jīng)很多,其設(shè)計思路和方式也是多種多樣,主要是利用單片機(jī)、EDA技術(shù)、PLC技術(shù)等來產(chǎn)生聲源和控制音色。本次設(shè)計的目的是開發(fā)出一種適用于玩具和小型物件,能夠產(chǎn)生需要音色效果的微型電子琴,設(shè)計的原則是多功能、低成本、擴(kuò)展性強(qiáng),盡量采用成熟技術(shù),保證系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全。 本系統(tǒng)設(shè)計是以AT89S52單片機(jī)作系統(tǒng)核心的控制部分,通過硬件電路的實現(xiàn)和軟件的設(shè)計來進(jìn)行編寫,然后分別進(jìn)行硬件和軟件的調(diào)試運(yùn)行,最后實現(xiàn)設(shè)計電路的樂器的演奏,點歌,顯示和存儲功能。本設(shè)計的特點就是采用單片機(jī)控制定時/計數(shù)器T0從而產(chǎn)生方波頻率信號,各個頻率信號分別對應(yīng)不同的音階,分別由對應(yīng)的按鍵控制;音階是通過單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率來獲取的,從而隨意彈奏音樂。本次設(shè)計中,采用中斷系統(tǒng)和定時/計數(shù)的原理控制演奏器的發(fā)聲,分別用程序語言來實現(xiàn)對樂曲的發(fā)生所必需明確的音符和節(jié)拍,可以用它來實現(xiàn)樂曲的彈奏和播放。 在系統(tǒng)設(shè)計過程中,主要完成了以下幾個方面的工作: (1)對國內(nèi)外電子琴發(fā)展和研究進(jìn)行了分析,明確本次設(shè)計的目的和意義; (2)介紹微型電子琴設(shè)計的原理及其應(yīng)用,并通過單片機(jī)發(fā)聲原理制定了系統(tǒng)設(shè)計的最終方案,反復(fù)論證,為后期的系統(tǒng)設(shè)計打下基礎(chǔ); (3)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計,包括AT89S52模塊電路、鍵盤掃描模塊電路、數(shù)碼顯示模塊電路、音頻處理模塊電路、電源模塊電路等; (4)系統(tǒng)軟件設(shè)計,包括系統(tǒng)主程序設(shè)計、音頻處理模塊設(shè)計、鍵盤掃描模塊設(shè)計等; (5)系統(tǒng)實現(xiàn)及測試,運(yùn)用Proteus ISIS仿真軟件和示波器對系統(tǒng)的電路和音色進(jìn)行測試,并對軟件進(jìn)行仿真測試和調(diào)試。 此次設(shè)計思路簡單、清晰、精簡,成本低,優(yōu)化了電子琴的控制方法,充分體現(xiàn)了電腦作為智能控制終端的優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TS953.5;TP368.12
本文編號:2119014
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TS953.5;TP368.12
文章目錄
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 國內(nèi)外電子琴發(fā)展及研究
1.3 研究目的及意義
1.4 本系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 微型電子琴原理及其應(yīng)用
2.1 電子琴基本原理
2.1.1 音級
2.1.2 音程
2.1.3 音源的產(chǎn)生
2.1.4 微型電子琴原理
2.2 微型電子琴的應(yīng)用
2.3 本章小結(jié)
第三章 系統(tǒng)需求分析
3.1 系統(tǒng)需求目標(biāo)
3.2 系統(tǒng)功能需求
3.2.1 基本琴鍵功能
3.2.2 自動播放樂曲功能
3.2.3 音量調(diào)節(jié)功能
3.3 系統(tǒng)控制模塊分析
3.4 系統(tǒng)硬件需求
3.4.1 AT89S52 單片機(jī)
3.4.2 LM386 功放芯片
3.4.3 LED 數(shù)碼管
3.5 系統(tǒng)性能需求
3.6 開發(fā)環(huán)境
3.7 本章小結(jié)
第四章 系統(tǒng)設(shè)計
4.1 設(shè)計原理
4.2 系統(tǒng)組成及總體框架
4.3 系統(tǒng)總原理圖
4.4 模塊電路設(shè)計
4.4.1 AT89S52 電路
4.4.2 鍵盤掃描電路
4.4.3 數(shù)碼管顯示電路
4.4.4 音頻處理電路
4.4.5 時鐘頻率
4.4.6 晶振電路
4.4.7 按鍵播放電路
4.4.8 供電和復(fù)位電路
4.5 主程序設(shè)計
4.6 節(jié)拍生成程序設(shè)計
4.7 本章小結(jié)
第五章 系統(tǒng)實現(xiàn)
5.1 系統(tǒng)主程序?qū)崿F(xiàn)
5.2 音樂節(jié)拍的實現(xiàn)
5.3 自動播放程序?qū)崿F(xiàn)
5.4 音頻處理模塊程序?qū)崿F(xiàn)
5.5 鍵盤掃描按鍵程序?qū)崿F(xiàn)
5.6 LED 數(shù)碼顯示源程序?qū)崿F(xiàn)
5.7 本章小結(jié)
第六章 系統(tǒng)仿真與調(diào)試
6.1 電路仿真
6.1.1 ISIS 軟件
6.1.2 仿真圖
6.1.3 音色仿真
6.2 PCB 印制板制作
6.2.1 印制板制作的要求
6.2.2 印制電路板圖
6.2.3 實物圖
6.3 系統(tǒng)調(diào)試
6.3.1 硬件調(diào)試
6.3.2 軟件調(diào)試
6.4 功能及性能測試
6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)和展望
7.1 總結(jié)
7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄 1:元器件清單
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:2119014
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