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单片机简易电子琴设计选题与描述资料

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ID:161768 发表于 2017-9-8 21:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
简易电子琴
电子琴是一种新型的键盘乐器,是现代电子科技与音乐完美结合的产物。电子琴应用半导体电子技术产生乐音信号并进行放大,通过扬声器发音,电子琴发音量可以自由调节,音域宽广,和声丰富,音乐表现力强。
一首乐曲是由不同音阶组成的,每个音阶都有与其对应的频率,因此通过产生不同频率创作出音乐作品。而单片机内部资源包含定时器/计数器,能够方便、灵活的产生各种方波频率信号,易实现电子琴的基本功能。
1. 课题概述
本课题“简易电子琴”的解决方案是基于ZY15MCU12BC2实验平台,以AT89C51单片机为核心控制元件,与键盘、发光二极管指示灯、扬声器等相关功能模块构成简易电子琴系统,实现单独演奏和自动播放乐曲等功能,系统工作原理如图6-22所示。
1.001.jpg
图6-22  简易电子琴系统工作原理图
简易电子琴系统具有2个功能:
(1)单独演奏
键盘上“1、2、3、4、5、6、7”这7个按键分别对应“do、re、mi、fa、so、la、si”七个音阶。当按下音阶按键时,扬声器发出对应频率音调。表6-12给出了C调高、中、低音的音阶与频率对应关系。
表6-12 C调高、中、低音阶与频率关系对应表
音阶(低)
频率(Hz)
音阶(中)
频率(Hz)
音阶(高)
频率(Hz)
do
262
do
523
do
1046
re
294
re
587
re
1175
mi
330
mi
659
mi
1318
fa
349
fa
698
fa
1397
so
392
so
784
so
1568
la
440
la
880
la
1760
si
494
si
968
si
1967
【注】中音调频率仅供参考。
根据表中的频率,分别计算出产生各音调时单片机内部定时器T0或T1的初值X,并建立C调高、中、低音的音阶初值X数据表,当按下音阶按键时,由查表指令获取该音阶频率的定时器初值X,启动定时器工作产生频率信号并输出至扬声器发出对应音调。键盘上“1、2、3、4、5、6、7”这7个按键同时对应实验平台上L0~L7发光二极管电路,当按下音阶按键时,产生相应的音调,同时对应二极管指示灯点亮。表6-12中高、中、低音的产生方法:可以在键盘设置高、中、低音3个功能键,由功能键+“1、2、3、4、5、6、7”按键产生高、中、低音的音调。建议在单片机内存设定高、中、低音3个定时器初值X音调表分别调用。
(2)播放音乐
    在单片机内存建立若干个乐曲频率表,并在键盘设置对应播放功能键,按下播放键,系统调用对应乐曲表播放乐曲,同时在LED显示器显示播放乐曲编号“− − − − ××”。
图中键盘模块采用实验平台2×8矩阵键盘电路, LED显示模块采用实验平台6个七段LED显示器,电路设计参照本书第1部分第4章“图4-13 8279、键盘及LED显示电路示意图”。
系统设置启动/停止按键,系统启动后LED显示器即显示启动界面,系统启动界面由用户自行设置。在系统工作的任意时刻,按下停止键,系统停止工作回到启动界面。
2. 设计要求
(1)基本要求
本课题实现键盘演奏功能为系统设计的基本要求。其中硬件部分要求根据系统工作原理图绘制系统硬件电路图,在实验平台上设计组成简易电子琴系统,并调试自主设计、编写的程序,主要包括:主程序、定时器子程序、键盘控制子程序、LED显示子程序、扬声器驱动子程序等。在调试程序时,要求整个系统工作正常、显示正确、结果满意,并希望同学能深入思考、精益求精,提出对课题的改进意见。
(2)附加要求
播放音乐功能作为系统功能的扩展,对于单片机掌握和运用能力较好的学生,可以考虑选择。

word格式的选题资料下载地址:
http://www.51hei.com/bbs/dpj-93744-1.html


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