基于51单片机学习板的简易电子琴_毕业论文.doc

中国矿业大学徐海学院 技能考核培训 姓 名： 申鹏飞 学 号：专 业： 信息12-2班　 题 目： 基于单片机的技能考核 专 题： 简易的电子琴制作，数据收发 指导教师： 有鹏 设计地点： 电工电子实验室 时 间： 2015 年 6 月 通信系统综合设计训练任务书 学生姓名 申鹏飞 专业年级 信息12-2班 学号 设计日期： 2015 年 6 月 20 日 至 2015 年7 月3日 设计题目： 设计专题题目： 设计主要内容和要求： 1. 主要内容： （1）系统硬件设计及说明 （2）系统硬件设计及说明 （3）单片机学习板主要功能介绍 （4）系统软件设计 功能扩展要求 （1）2.4GHz射频收发芯片nRF2401及其应用 （2）简易的电子琴制作的步骤和功能 指导教师签字： 摘要： 随着电子技术的发展，电子技术与音乐的结合不断加深。由此而产生的电子琴在这种形势下，因其体积小，易于携带，经济适用，是一般家庭都能承受得了的经济投入电子琴键盘操作直观易于掌握。这样对初学者，尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的，一首简单的曲子灵感好的人甚至不用很多的练习和教师的指导就能很快的弹奏出来。这样就强烈地激发了学习者的学习兴趣，迅速地提高了电子琴的普及率。单片机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。 ??? 若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。 ??? 利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。 ??? 计数脉冲值与频率的关系式(如式4-1所示)是： ???????????????????????? N＝fi÷2÷fr???????????????????????? 4-1 式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。 其计数初值T的求法如下： ??????????????????????? T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr ??? 例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求低音DO（261Hz）、中音DO（523Hz）、高音DO（1046Hz）的计数值。 ??? T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr ??? 低音DO的T＝65536－500000/262＝63627 ??? 中音DO的T＝65536－500000/523＝64580 ??? 高音DO的T＝65536－500000/1046＝65059 6.2引脚说明 6.3工作模式 nRF2401有工作模式有四种： 收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。 nRF2401的工作模式由PWR_UP 、CE、TX_EN和CS三个引脚决定，详见表2。 6.3.1?收发模式 nRF2401的收发模式有ShockBurstTM收发模式和直接收发模式两种，收发模式由器件配置字决定，具体配置将在器件配置部分详细介绍。 （1） ShockBurstTM收发模式 ShockBurstTM收发模式下，使用片内的先入先出堆栈区，数据低速从微控制器送入，但高速(1Mbps)发射，这样可以尽量节能，因此，使用低速的微控制器也能得到很高的射频数据发射速率。 这种做法的好处：尽量节能；低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)；数据在空中停留时间短，抗干扰性高。 在ShockBurstTM收发模式下，nRF2401自动处理字头和CRC校验码。在接收数据时，自动把字头和CRC校验码移去。在发送数据时，自动加上字头和CRC校验码，当发送过程完成后，数据准备好引脚通知微处理器数据发射完毕