1、 题目：音乐演奏器设计题目：音乐演奏器设计 目录目录 一、 引言 . 二、方案比较以及选择 2.1 控制模块选择方案. 2.2 按键选择方案 三、硬件设计及说明 . 3.1 系统组成及总体框图 3.2 元件简介 3.3 各功能模块原理图 . 四、软件设计 4.1 音乐相关知识 4.2 用单片机实现音乐的节拍 4.3 用单片机产生音频脉冲 . 五、系统调试 5.1 硬件调试 5.2 软件调试 . 六、总结. 七、参考文献 附录 1：元器件清单 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 附录 2：电路原理图 音乐演奏器设计音乐演奏器设计 摘要：摘要：微型电子琴的设计以 STC89C52 单片机作为系
2、统的核心控制部分，通过制作硬件电 路和软件的设计编写，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、点歌及 显示等功能。设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确 定的音符和节拍分别用程序语言实现。可以用它来弹奏和播放乐曲。特点是设计思路简单、 清晰，成本低。 关键字：关键字：电子琴 单片机 STC89C52 一、一、引言引言 1.1 背景背景 随着电子科技的飞速发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工 作，因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。 基于当前市场上的玩具市场需求量大，其中电子琴就是一个很好的应用方 面。单片机技术使我们可以利
3、用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微 型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。并且可以进行一定的功能 扩展。 1.2 设计的意义设计的意义 该设计具有以下优点： (1)可以随意弹奏想要表达的音乐； (2)制作简单，成本低。 (3)传统电子琴功能更完善。 1.3 设计目标设计目标 （1）用12 个键盘演奏音乐（建议演奏小星星）。 （2）乐曲的音阶限于12 个音阶内，C 调，节拍频率1 Hz，C调音阶频率表见附表1； （3）一次演奏后应可以存储并重放（不少于20 个音符）； （4）音阶准确，随机抽测一点频率，频率误差0.1%； （5）功率放大器满足以下要求： 额定功率大于2W（负载
4、电阻8的条件下）； 在额定功率及带宽范围内用示波器观察无明显失真。 （1）实现无线键盘控制功能，距离5m ； （2）功率放大器带宽大于50 Hz5000 Hz（负载电阻8的条件下）； （3）功率放大器失真度5%（1000Hz 时，满功率输出）； 二、二、方案比较以及选择方案比较以及选择 2.1 2.1 控制模块选择方案控制模块选择方案 方案一： 采用 AT89C51 单片机进行控制，由于 AT89C51 不具备 ISP 功能， 因此 Atmel 公司已经停产在市面上已经不常见，况且其 ROM 只有 4K 在系统将 来升级方面没有潜力。 方案二：采用 STC89C52 单片机进行控制，由于其性价
5、比高，完全满足了本作品 智能化的要求，它的内部程序存储空间达到 8K，使软件设计有足够的内部使用 空间并且方便日后系统升级，使用方便，抗干扰性能提高。 选择方案选择方案：鉴于上述对比与分析，本设计采用方案二鉴于上述对比与分析，本设计采用方案二 2.2 2.2 按键选择方案按键选择方案 按键采用市面上普通的轻触按键，该按键的特点是价格便宜，实用性强，按键手 感和回弹速度都不错。 三、三、硬件设计及说明硬件设计及说明 3.13.1 系统组成及总体框图系统组成及总体框图 硬件设计的任务是根据总体设计要求，在选择的机型的基础上，具体确定系 统中所要使用的元器件，设计出系统的原理框图、电路原理图。 该设
6、计要实现一种由单片机控制的电子琴，单片机工作于 12MHZ 时钟频率， 使用其定时/计数器 T0，工作模式为 1，改变计数值 TH0 和 TL0 可以产生不同频 率的脉冲信号。用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，音乐发生器会根据用户的 弹奏，通过扬声器将音乐播放出来。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。 用单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐，因为 它没有足够的驱动能力，这就需要音频功率放大电路。本电子琴使用国家半导体 公司的低压音频功率放大器 LM386 来实现音频功放电路。 利用 E2PROM 的断电保存数据的特性，来对键盘弹奏过程进行录制。选用 ATMLU728 这款芯片，通过 IIC 总线和单片机进行连接，实线了电子琴歌曲的弹 奏录制和回放功能。 图 3-1 系统结构图 按键 单片机 STC89C52 扬声器 数码管显示电路 音频功放电路 ATMLU728 3.2 元件简介元
