毕业设计---智能音频测定仪

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1、1 1 绪言绪言 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪 迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业 自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安 全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等， 这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各 种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控 制的科学家、工程师。 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航 天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。琴弦音

2、频测定仪的设计正是以单片机 为核心，通过其他的外围电路实现琴弦的准确调弦。 1.11.1 课题研究的背景和意义课题研究的背景和意义 作为乐器家族中弦乐器的一员，吉他是一种通过拨动上面一根根的琴弦发出声音 的有弦的演奏乐器。弹奏时用一只手拨动琴弦，另一只手的手指抵在指板上，后者是 覆盖在琴颈上的金属小条。弹奏出来的声音会通过吉他的共鸣箱得到增强。吉他在不 压弦时所弹出来的音，叫吉他的空弦音。吉他是一种十二平均律乐器，钢琴也是，目 前绝大多数的音乐场合都是在使用十二平均律。 吉他、小提琴等弦乐器经常需要进行校音，通过调节弦的张力来调节弦的振动频 率(即空弦音的音高)。作为一个吉它手，调音是必备技术

3、之一，很难想象，一个吉它 手每次弹琴前都需要别人替他调弦，那可真是不可思议。关于调音的方法，主要有以 下几类：（1）六音笛法（2）单音笛法（3）听电话音法（4）听自然泛音法（5）看 弦法以上几种方法可以根据不同情况加以采用。其共同的要求是调弦者的听音能力要 好，对初学音乐或者音阶听力不是很好的人来说掌握起来有一定的困难。 本设计针对这一问题，设计一个琴弦频率智能测试仪，可以帮助初学者或音阶听力 不好的人准确、快速地校准琴弦频率，而且体积小，携带和使用都很方便。 1.2 1.2 课题研究发课题研究发展方向展方向 市场上存在类似的琴弦音频测定仪设备，与我们设计的琴弦频率智能测试仪相 比，它们的缺点

4、是体积较大，对使用环境要求苛刻，耗电大，价格昂贵等。制作了以 单片机为核心的电子校音器，通过 LCD 液晶显示屏更加直观地显示。以其大量的显示 信息量、寿命长、耗电量小、重量轻、空间尺寸小、稳定性高、易于操作、携带和维 护等特点可以在市场上取代老式的测试仪。 1.3 1.3 课题研究的内容课题研究的内容 琴弦频率智能测定仪实现功能：测定仪对琴弦每根弦的空弦音频率进行计算判断，并 通过液晶显示模块把频率显示在屏幕上，再用语音模块进行语音提示，从而让使用者 明白调整方向及幅度，反复调整，直至将琴弦频率调准。 2 2 琴弦频率智能测定仪的总体设计琴弦频率智能测定仪的总体设计 从图 1.1 可以看出，

5、本设计可以分为四大模块，分别为声音采集模块、核心 控制模块、语音模块设计、外围辅助电路模块。 声音采集模块设计核心控制模块设计单片机外围电路设计 语音模块设计 图 2.1 系统总框图 （1）声音采集模块的设计：这部分是利用单片机测量琴弦频率的前提，主要功 能是将要采集的声音信号转换成可测量的电信号。要保证转换的精度，还要处理好电 路本身产生的谐波。电路应该有基本的放大、滤波、比较电路的设计。 （2）核心控制模块的设计：这部分属于系统的软件部分设计。主要是控制芯片 的选择和编程语言的选择。通过单片机控制各个子模块的正常工作，实现需要的功能 是需要解决的重点。子模块包括：键盘模块、LCD12864

6、 显示模块、频率测量模块、PC 机通信模块。 （3）语音模块设计：内部存储每根琴弦所发出的标准频率声音的数据，可以对 每根琴弦发出的声音进行录音，也可以播放声音。在单片机处理完数据输出到液晶显 示器，语音模块同时发出对应弦的频率。 （4）外围辅助电路的设计：这部分都是系统的硬件部分设计，包括复位晶振电 路、电源电路、液晶显示电路、语音播报电路、按键控制电路等。需要合理将这些电 路准确组合并能够实现各自所需的功能。根据设计任务，以及方案的研究，我们最终 确定了以下方案： 晶振和复位电路：晶振作用是为系统提供基本的时钟信号，通常一个系统共用一 个晶振，便于各部分保持同步。复位是单片机的初始化操作。通过选择的控制芯片设 计合适的晶振和复位电路。 键盘电路：电路设计了 6 个按键，直接与 I/O 口相连，其中 2 个按键用作选弦和 选调，1 个按键作为确认键，其余 3 个按键用来扩展功能。由于所用到的按键不多， I/O 口线数量足够，所以键盘电路采用独立式按键。 显示电路：主要由 LCD12864 构成，可以将声音频率显示在 LCD 屏幕上，看起来 清楚明了。能够直观的得出琴弦的频率