电子琴(已完成).doc

目录 一、设计任务和性能指标 1 1.1设计任务 1 1.2性能指标 1 二、设计方案 1 2.1 播放模块 1 2.2 按键控制模块 1 2.3 总体硬件组成框图 1 三、系统硬件设计 2 3.1 中心控制模块的硬件设计 2 3.2 播放模块的硬件设计 2 3.3 按键控制模块的硬件设计 2 四、系统软件设计 3 4.1 下位机软件流程 3 4.2上位机软件 5 五、调试及性能分析 7 5.1 使用的器件 7 5.2 系统调试 7 5.3 测试结果 7 六、心得体会 8 参考文献 8 附录1 系统硬件电路图 9 附录2 源程序 12 一、设计任务和性能指标 1.1设计任务 利用所给键盘的八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另一音调的声音。当系统扫描到键盘上有键被按下，则快速检测出是一个键，然后单片机的定时器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音播放模块是成存在噪声音响效果较。由于所需驱动功率较，电子琴设有8个按键，其中7个作为音符输入，另外1个作为模式转换按键，实现用户自弹作曲。7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符。通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序人口，实现自编歌曲。当需要取消电子琴编曲功能时，再次按下模式转换按键引起外部中断．即可退出电子琴功能而返回原 图 3-2按键控制连接图 图3-2按键控制电路图 图 3-2 按键控制模块的硬件连接图 四、系统软件设计 软件是该电子琴控制系统的重要组成部分，在系统的软件设计中我们也才用了模块化设计，将系统的各部分功能编写成子模块的形式，这样增强了系统软件的可读性和可移植性。 4.1 下位机软件流程 本系统中下位机（单片机89C51）的主要功能就是实现音乐播放功能。其主程序流程如图4-1所示。 图4-1 软件程序流程图 4.1.1 如何用单片机实现音乐的节拍 除了音符以外，节拍也是音乐的关键组成部分。 节拍实际上就是音持续时间的长短，在单片机系统中可以用延时来实现，如果1/4拍的延时是0.4秒，则1拍的延时是1.6秒，只要知道1/4拍的延时时间，其余的节拍延时时间就是它的陪数。如果单片机要自己播放音乐，那么必须在程序设计中考虑到节拍的设置，由于本例实现的音乐发生器是由用户通过键盘输入弹奏乐曲的，所以节拍由用户掌握，不由程序控制。对于不同的曲调我们也可以用单片机的另外一个定时/计数器来完成。音乐的音拍，一个节拍为单位（C调）曲调值 DELAY 曲调值 DELAY 调4/4 125ms 调4/4 62ms 调3/4 187ms 调3/4 94ms 调2/4 250ms 调2/4 125ms 音符 频率（HZ） 计数值（T值） 音符 频率（HZ） 计数值（T值） 低1DO 262 63628 #4FA# 740 64860 #1DO# 277 63737 中5SO 784 64898 低2RE 294 63835 #5SO# 831 94934 #2RE# 311 63928 中6LA 880 64968 低3MI 330 64021 #6LA# 932 64994 低4FA 349 64103 中7SI 968 65030 #4FA# 370 64185 低1DO 1046 65058 低SO 392 64260 #1DO# 1109 65085 #5SO# 415 64331 高2RE 1175 65110 低6LA 440 64400 #2RE# 1245 65134 #6LA# 466 64463 高3MI 1318 65157 低7SI 494 64524 高4FA 1397 65178 中1DO 523 64580 #4FA# 1490 65198 #1DO# 554 64633 高5SO 1568 65217 中2RE 587 64633 #5SO# 1661 65235 #2RE# 622 64884 高6LA 1760 65252 中3MI 659 64732 #6LA# 1865 65268 中4FA 698 64820 高7SI 1967 65283 T的值决定了TH0和TL0的值，其关系为：TH0=T/256，TL0=T%256 4.2上位机软