实训综合设计报告..doc

实训综合设计报告 设计题目： 电子琴 专业班级： 电子信息工程 组员姓名： 梅 学 号： 组员姓名： 敏 学 号： 组长姓名： 乐 超 学 号： 技术顾问： 王 义 林 指导教师： 吴 进 营 设计时间： 2011-12-25～2012-01-09 一、整体设计方案 1.1 设计简述 本设计是利用STC52单片机为主控的电子琴，当按下琴键时，扬声器发出该琴键相对应的音阶，同时点亮相应的LED灯，给人以听觉与视觉同时享受的效果。 1.2 整体设计原理 单片机现在已经达到很成熟的阶段了,它的应用也十分广泛. 采用单片机来实现电子琴,如图1.1所示： 图1.1 采用单片机实现电子琴的原理框图 图1.1为电子琴的原理框图,采用单片机来实现的电子琴,主要的核心是单片机的设计。 。 二、单元电路设计 2.1、硬件设计 1、硬件系统主要有四个模块：单片模块机、输入模块、LED显示模块、音频输出模块 (1)、单片机模块：MCU、复位电路、振荡电路组成。实现功能的主控模块，主要是软件上设计，来控制其他模块电路的配合工作； （2）、输入模块：十四个提供音阶选择按键， 三个低音阶(KEY0~KEY2：５６７ )；七个中音阶（KEY3~KEY9：１２３４５６７）；四个高音阶（KEY10~KEY13：１２３４）；一个附加按键（KEY14）输入选择LED的显示模式（） （3）、LED显示模块：通过限流电阻与十六个led组成，led共有红蓝绿三种颜色：3个红色LED灯为低音阶显示，7个蓝色LED灯为中音阶显示，4个绿色LED灯为高音阶显示，1个绿色LED灯与1个蓝色LED灯为声响基本显示，通过按键弹奏按规律显示，提供相应音阶视觉效果 （4）、音频输出模块：放大电路与扬声器组成，提供通过按键选择音阶将得到的音频的放大输出，给人以听觉享受。 2、硬件电路板制作 （1）、用AltiumDesignerSummer9Build9.3.1软件绘制原理图，如图2.1： 图2.1 （2）、PCB制板，元件的排放和布线如图2.2所示 图2.2 （3）、覆铜板腐蚀：如图2.3完成PCB板的制作 图2.3 （4）、硬件设计完成：如图2.4硬件电路元件的安放和焊接完成 图 2.4 2.2、软件设计 1、程序由3个模块组成：总工程proj.h 、main.h 、DispBuf.h 、key.c。 各程序见附录。 2、计采用KEIL软件成。采用自顶向下的设计方法。 （1） 图2.5 程序设计流程图 （2）根据以上流程图和电路结构采用高级语言C编写程序 （3）、 每个音阶对应着不同的频率。频率的大小直接影响着音调的高低以及失真度，其中部分音阶图表 图表1 音阶频率 音阶 1 2 3 4 5 6 7 1(H) 频率(Hz) 785 880 988 1046 1175 1318 1400 1568 3、程序设计完成，进行调试程序，如图2.6 三、系统测试 用Proteus软件工具进行对系统的仿真如图2.6系统仿真。功能仿真用于综合前检查设计的功能是否符合设计要求。仿真过程中可以通过观察检测设计的输入信号，输出信号，发音情况良好，音调准确，键盘输入可行，能按照按键所对应的音阶发音。即仿真都通过的话就可以进行引脚锁定，然后下载程序，烧制出功能芯片，在实验板上可以直观的操作，从而看到结果。 图2.6 四、结论 经过对测试结果的分析,发现采用单片机STC52所设计的电子琴,系统设计趋于简单、开发时间缩短；外围器件少，体积小,抗干扰能力强,可靠性高；系统维护更方便、快捷。尤其对于设计者来说,不需要考虑太多的硬件设计,只需要有自己的设计思路,编程实现再用烧到单片机STC52器件中进行测试即可。电子琴作为一种乐器