何弘揚
摘 要:隨著社會的發(fā)展進步,音樂逐漸成為我們生活中很重要的一部分,有人曾說喜歡音樂的人不會向惡。我們都會抽空欣賞世界名曲,作為對精神的洗禮。本論文設計一個基于單片機的簡易電子琴。我們對于電子琴如何實現(xiàn)其功能,如音色選擇、自動放音功能等等也很好奇。
電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物,是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色,單片機具有強大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性,它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中,成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用STC89C51單片機為核心控制元件,設計一個電子琴。以單片機作為主控核心,與鍵盤、揚聲器等模塊組成核心主控制模塊,在主控模塊上設有12個按鍵和一個揚聲器。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定,其優(yōu)點是硬件電路簡單,軟件功能完善,控制系統(tǒng)可靠,性價比較高等,具有一定的實用和參考價值。
關鍵詞:STC89C51;電子琴;數(shù)碼管
Mini電子琴
電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物,是一種新型的鍵盤樂器。它在現(xiàn)代音樂扮演著重要的角色,單片機具有強大的控制功能和靈活的編程實現(xiàn)特性,它已經(jīng)溶入現(xiàn)代人們的生活中,成為不可替代的一部分。本文的主要內(nèi)容是用STC89C51單片機為核心控制元件,設計一個電子琴。以單片機作為主控核心,與鍵盤、揚聲器等模塊組成核心主控制模塊,在主控模塊上設有12個按鍵和一個揚聲器。本系統(tǒng)運行穩(wěn)定,其優(yōu)點是硬件電路簡單,軟件功能完善,控制系統(tǒng)可靠,性價比較高等,具有一定的實用和參考價值。
方案一:用可控硅制作電子琴。將220V交流電經(jīng)變壓器降壓,再經(jīng)過整流、濾波,獲得+13.5V直流電壓。將單向可控硅SCR和電阻、電容組成馳張振蕩器電路。但該設計方案制作成本高且復雜。
方案二:采用STC89C51單片機進行控制,由于其性價比高,完全滿足了本作品智能化的要求,它的內(nèi)部程序存儲空間達到8K,使軟件設計有足夠的內(nèi)部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級,使用方便,抗干擾性能提高。
選擇方案:鑒于上述對比與分析,本設計采用方案二。
硬件設計的任務是根據(jù)總體設計要求,在選擇的機型的基礎上,具體確定系統(tǒng)中所要使用的元器件,設計出系統(tǒng)的原理框圖、電路原理圖。
該設計要實現(xiàn)一種由單片機控制的電子琴,單片機工作于12MHZ時鐘頻率,使用其定時/計數(shù)器T0,工作模式為1,改變計數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號。該設計具有8個音節(jié)的鍵盤,用戶可以根據(jù)樂譜在鍵盤上進行演奏,音樂發(fā)生器會根據(jù)用戶的彈奏,通過揚聲器將音樂播放出來。由于本例實現(xiàn)的音樂發(fā)生器是由用戶通過鍵盤輸入彈奏樂曲的,所以節(jié)拍由用戶掌握,不由程序控制。用單片機產(chǎn)生的音頻脈沖直接驅(qū)動揚聲器并不能產(chǎn)生所要實現(xiàn)的音樂,因為它沒有足夠的驅(qū)動能力,這就需要功率放大電路。
本例使用三極管9013.來實現(xiàn)音頻功放電路。
了解音樂的一些基本知識后可知,產(chǎn)生不同頻率的音頻脈沖即能產(chǎn)生音樂,對于單片機而言,產(chǎn)生不同頻率有脈沖非常方便,可以利用它的定時/計數(shù)器來產(chǎn)生這樣的方波頻率信號,因此,需要弄清楚音樂中的音符和對應的頻率,以及單片機定時計數(shù)的關系。
在本實驗中,單片機工作于12MHZ時鐘頻率,使用其定時/計數(shù)器T0,工作模式為1,改變計數(shù)值TH0和TL0可以產(chǎn)生不同頻率的脈沖信號。
該程序設計思路比較清晰既從開始到聲明變量與函數(shù)再到讀取按鈕開關,判斷是否按下,然后就是一個一個按鈕的動作。
參考文獻:
【1】黃鑫,馬善農(nóng),趙永科.基于CPLD的電子琴研究與設計[J].科技廣場,2007
【2】吳金戌,沈慶陽,郭庭吉,8051單片機實踐與應用[M].清華大學出版社,2001
【3】龍威林,楊冠聲,胡山.單片機應用入門:AT89S51和AVR[M].北京:化學工業(yè)出版社,2008.
【4】張毅剛,MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社,2004
【5】李朝青. 單片機原理及接口技術[M]. 北京:北京航天航空大學出版色,2001
【6】胡漢才. 單片機原理及其接口技術[M]. 北京:清華大學出版社,2004
【7】陳明熒.8051單片機課程設計實訓教材[M].北京:清華大學出版社,2003年9月
【8】徐新艷.單片機原理、應用與實踐[M].北京:高等教育出版社,2005年3月
【9】楊恢先,黃輝先.單片機原理及應用[M].北京:人民郵電出版社,2006
【10】張虹.單片機原理及應用[M].北京:中國電力出版社,2009
【11】趙亮,侯國銳.單片機C語言編程與實例[M].北京:人民郵電出版社,2003
【12】[美]Ashish Wilfred Meeta Gupta Kartik Bhatnagar著,劉永明,賀民譯. php專業(yè)項目實例開發(fā)[J]. 水利水電出版社,2003
【13】Datasheet of Single chip 433/868/915 MHz Transceiver nRF903 ,Nordic VLSI,2002
【14】Fischer R A,Laakonen A S,Schulz N N.A general pooling algorithm using a wireless AMR system for restoration confirmation.IEEE Transon Power Systems,2001