基于51电子琴资料

摘要：电子琴是现代电子科技与音乐的结合产物，他是一种新型的键盘乐器。而单片机因其强大的控制功能和灵活的编辑特性，已成为电子琴的主要核心部件。本系统是基于微控制器AT89C51为核心设计的简易电子琴，并带有内置音乐播放功能。外围电路由3*4键盘控制琴键按钮和由运放LM386和speaker构成的播放外围电路来完成内置的播放功能。本系统可以近似的模拟音符doremifasollaSI，并能区分低音、中音、高音，而且也可以完成内置相关音乐音乐的伴奏。关键字：AT89C51 电子琴 音阶 扬声器设计任务实现简易电子琴发声控制系统。要求系统实现如下功能：1.设计51单片机最小系统；2.能发出doremifasollaSIDO;能播放示范曲；3.能够调节音符的低音、高音和中音；4.用Proteus实现电子琴仿真设计.二、设计方案实现本次设计的方案有多种，下面比较说明一下最佳方案的选择。方案一、采用单个逻辑器件组合音乐是由不同的音阶组成的，而不同的音阶又是由不同的频率发出的，那么用不同的频率就可以发出各个音符了。计数器8253可以产生任意频率的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率和计数器的频率对应起来就可以通过计数器产生音乐了。根据本次设计要求，采用8279将扫描得到的键值通过查表得到对应的8253的频率值，将从8253得到相对应的按键弹奏信号经过LM386进行放大，再用speaker输出，就实现了简易电子琴的基本功能。方案二、利用电子设计自动化EDA，超高速硬件描述语言来实现。系统整体基本原理图如下：图一：EDA设计系统整体原理图利用我们实验室先进的数字电路实验设备，我们可以采用VHDL语言编程来实现。我们可以通过VDHL语言，对实验原理图的各个拟还是进行音乐播放。键值处理程序对扫描到的键值，然后进行预先写好的对应的音符的频率转化后的T值赋值给定时器，并打开定时器。中断程序打开和关闭speaker，输出声音。 发音原理： 将各个音阶对应的频率转化成对应的T值，然后放在数组uintcodetimerinit[]中。由音阶对应的频率可以计算出其半周期，再由其半周期计算出定时器初值，写入数组timerinit[]中。 音乐播放原理： 要想播放音乐，最重要的是乐谱中音阶的“音调”“节拍”。doremifasollaSI,即唱成简谱的1、2、3、4、5、6、7，相当于汉字“多来米发梭拉西”的读音，这是唱曲时乐音的发音，所以叫“音调”；“音调”的确定同上。若要构成音乐，光有音调是不够的，还需要节拍，让音乐具有旋律（固定的律动），而且可以调节各个音的快满度。若1拍实0.5s，则1/4拍为0.125s。至于1拍多少s，并没有严格规定。可以利用延时程序进行节拍的编写。如果1拍为0.4秒，1/4拍实0.1秒，只要设定延迟时间就可求得节拍的时间。假设1/4拍为1DELAY，则1拍应为4DELAY，以此类推。歌曲播放。先将歌曲的简谱进行编码，储存在一个数据类型为unsignedchar的数组中。程序从数组中取出一个数，然后分离出高4位得到音调，接着找出相应的值赋给定时器0，使之定时操作蜂鸣器，得出相应的音调；接着分离出该数的低4位，得到延时时间，接着调用软件延时。八、仿真调试 仿真调试时，硬件没有问题，关键是软件出现了一个问题。 在编写中断程序中，没有重新给T值赋值，导致可能中断程序不断的执行，不能正常发音。经过改写后，一切正常。九、总结： 本次设计的关键之处在于利用单片机产生不同频率的音阶，实现高、中、低音符的发音和显示以及音乐播放时的控制显示，并且能自动播放程序中编排的音乐。通过此次的课程设计，让我更加熟悉了单片机最小系统的设计，特别是时钟电路和复位电路中电容的选取，时钟电路中电容取值一般为5pF~30pF,而复位电路中电容的取值一般10uF~30uF。也熟悉了键盘程序和中断程序的编写，还有熟悉了定时器初值的设定。最后也额外的学习了音乐方面的知识，明白了音乐的播放需要“音调”和“节拍”。十、参考资料：《单片机原理、接口及应用》李群芳肖看著清华大学出版社200