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乐曲编辑器设计 系统功能及性能指标 系统采用AT89C52单片机，能自行按键编辑音符，并将记录的音符播放出来。还可播放存在单片机中的6首曲目。在lcd液晶显示屏中显示播放的曲目名字，按键播放下一首。还设有停止键。 方案论证 方案一：利用eda技术实现,基于FPGA的乐器编辑设计，用到了VHDL硬件描述语言设计以及适当的外围电路，可从琴键上进行演奏。总体框图如图2 图2 系统整体电路结构框图 此方案需掌握硬件描述语言及其设计方法，且时钟控制电路的分频要求严格是设置，涉及到占空比、同异步预置控制设置、分频系数及计数方式等。还有排除溢出信号的冒险干扰。 方案二：利用单片机定时器来产生各种频率的声音，构建矩阵键盘，人机操作来编辑相应的音符及节拍，存储于at24c02芯片中。用C51高级语言 4*4矩阵键盘模块 键盘与单片机P1口相连，程序设计时采用行列扫描的方法。且接了4个1K的限流电阻。单片机键盘扫描法是在判定有键按下后逐列果行（或列）的状态出现非全1，状态，如果行（或列）的状态出现非全1状态，这时0状态的行、列交点的键就是所按下的键。首先判断有无键按下，逐行（或列）扫描查询。在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其他线为高电平，在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态，若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按钮就是闭合的按键。 喇叭电路 喇叭电路中增加了功放电路，LM386芯片，是专为低损耗电源所设计的功率放大器集成电路。3脚输入，跟P20口连接，5脚输出，其中各电容作用是隔直+耦合。隔断直流电压，直流电压过大有可能会损坏喇叭线圈。它与扬声器负载构成了一阶高通滤波器。 A0、A1、A2 器件地址输入端用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02 时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接到Vss，如果只有一个AT24C02被总线寻址这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）必须连接到Vss。 LCD液晶电路 P0口作为数据，其中RS、RW、EN分别与IO口P27、P26、P25相连。 系统程序设计 程序主流程图 单片机播发乐曲原理 乐曲中不同的音符，实质就是不同频率的声音。通过单片机产生不同的频率的 脉冲信号，经过放大电路，由蜂鸣器放出，就产生了美妙和谐的乐曲。 要产生音频脉冲，只要算出某一音频的脉冲然后将此周期除以2，即为半周期的时间，利用定时器计时这个半周期的时间，每当计时到后就将输出脉冲的I/O反相，然后重复计时此半周期的时间再对I/O反相，就可以在I/O脚上得到此频率的脉冲。 再利用8051的内部定时器使其工作在计数器模式MODE1下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法如下： 例如，频率为523Hz，其周期1/523 S=1912uS，因此只要令计数器计时956uS/1us=956，在每计数956次时就将I/O取反，就可得到中音DO。各个音符频率与计数值T的对照表如表1所示： 表1 程序中用到了两个定时/计数器来完成的。其中T0用来产生音符频率，T1用来产生音拍。每个音符使用个1字节，字节的高4位代表音符的高低，低4位代表音符的节拍。如果1拍为0.4秒，那么1/4拍就为0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。我们可以举例来说明。在一张乐谱中，我们经常会看到这样的表达式，如1=C 、1=G…… 等等，这里1=C,1=G表示乐谱的曲调，和我们前面所谈的音调有很大的关联，、就是用来表示节拍的。以为例加以说明，它表示乐谱中以四分音符为节拍，每一小结有三拍。比如： 其中1 、2 为一拍，3、4、5为一拍，6为一拍共三拍。1 、2的时长为四分音符的一半，即为八分音符长，3、4的时长为八分音符的一半，即为十六分音符长，5的时长为四分音符的一半，即为八分音符长，6的时长为四分音符长。那么一拍到底该唱多长呢？一般说来，如果乐曲没有特殊说明，一拍的时长大约为400—500ms 。在程序设计时就是把音长的值赋给Ｔ１。 定时器的流程图如下： 键盘扫描流程图 对4*4键盘编号从0到15，其中8到15为一个调的八个音阶。0号键为曲目选择，每按一下液晶即显示曲首和歌曲名，1号键按在则播放显示在液晶中的歌曲，2号键清屏，3号键播放乐曲编辑后的音阶，5号键实现暂停退出播放函数，7号键是确定编辑后所