电子琴硬件电路图及程序
电子琴硬件电路图及程序
目录
电子琴的设计(摘要) ……………………………………………… 1
引言……………………………………………………………………1 一、设计要求 ………………………………………………………… 1
二、设计目的 ………………………………………………………… 2
三、设计原理………………………………………………………… 2
四、硬件电路图……………………………………………………… 4
五、流程图…………………………………………………………… 5
六、音符对应的简谱码和频率 ……………………………………… 6
七、程序……………………………………………………………… 6
八、结束语………………………………………………………………14参考文献 ………………………………………………………………15
电子琴的设计
【摘要】：声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个端口的“高”电平或低电平，则在该端口上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了。本文介绍了用单片机设计微型电子琴的方法。给出了电路、程序框图及程序。
【关键词】：单片机,电子琴,程序
【引言】：我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制单片机某个端口的“高”电平或低电平，则在该端口上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。乐曲中，每一音符对应着确定的频率，这个小制做是采用凌阳SPCE061A的DAC输出来实现，具体做法是，先建立一个有两百个数据的音频数据表，当按不同的按键即以不同的频率往DAC上送数据，从而达到输出不同音符的目的，为了达到电子琴的效果，当然还得在程序方面稍作修饰了，整体框图如图一所示。 单片机因其体积小、功能强、价格低廉而得到广泛应用。本文介绍用AT89C51单片机设计微型电子琴的方法,仅需AT89C51最小系统,扩展一组小键 盘,再加一片LM386做音频小功放,输出到扬声器。电源可由三节5号电池提供。
一、设计要求:
(1) 设计简易电子琴，要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。
(2) 按键与音符：一个按键对应一个音符。
(3) 播放：能够演奏播放一首完整的歌曲。
二、 设计目的：
（1）能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识，独立对其进行测试与检查。
（2）熟悉8051单片机的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。
（3）为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析，及时修改相关软硬件。
（4）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
三、设计原理:
乐音实际上是有固定周期的信号。我们可以用AT89C51的一个定时器（如T0）控制,在P3．4脚上输出方波周期信号,产生乐音。根据不同的按键,调节T0的溢出时间,可输出不同频率的乐音,这样就做出了一台微型电子琴。
每个乐音的音高（频率）是固定的,表列出了一个8度以及其上下共16个音的音名、频率及定时器T0初值对照（设晶体频率为12MHz）。
3.1 音乐产生原理
由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。本次设计中单片机晶振为12MHZ，那么定时器的计数周期为1MHZ，假如选择工作方式1，那T值便为T= 216--5﹡105/相应的频率 ，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示（3.4）。
3.2硬件电路设计
微型电子琴的电原理图见图（既“四“所视硬件电路图）
3.3软件设计
软件由初始化程序、主程序、定时器中断服务程序、键盘扫描程序和延时程序组成。
3.4 各音符频率与计数值T的对照表
音符 频率(Hz) 简谱码(T值) 音符 频率(Hz) 简谱码(T值)
低 1 DO 262 63628 # 4 FA # 740 64860
# 1 DO # 277 63731 中 5 SO 784 64898
低 2 RE 294 63835 # 5 SO # 831 64934
# 2 RE # 311 63928 中 6 880 64968
低 3 M 330 64021 # 6 # 932 64994
低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030
# 4 FA # 370 64185 高 1 DO 1046 65058
低 5 SO 392 64260 # 1 DO # 1109 65085
# 5 SO # 415 64331 高 2 RE 1175 65110
低 6 LA 440 64400 # 2 RE # 1245 65134
# 6 # 466 64463 高 3 M 1318 65157
低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178
中 1 DO 523 64580 # 4 FA # 1480 65198
# 1 DO # 554 64633 高 5 SO 1568 65217
中 2 RE 587 64684 # 5 SO # 1661 65235
# 2 RE # 622 64732 高 6 LA 1760 65252
中 3 M 659 64777 # 6 # 1865 65268
中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283 749