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電子琴是一種新型的鍵盤(pán)樂(lè)器，是現(xiàn)代電子科技與音樂(lè)完美結(jié)合的產(chǎn)物。電子琴應(yīng)用半導(dǎo)體電子技術(shù)產(chǎn)生樂(lè)音信號(hào)并進(jìn)行放大，通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)音，電子琴發(fā)音量可以自由調(diào)節(jié)，音域?qū)拸V，和聲豐富，音樂(lè)表現(xiàn)力強(qiáng)。 一首樂(lè)曲是由不同音階組成的，每個(gè)音階都有與其對(duì)應(yīng)的頻率，因此通過(guò)產(chǎn)生不同頻率創(chuàng)作出音樂(lè)作品。而單片機(jī)內(nèi)部資源包含定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，能夠方便、靈活的產(chǎn)生各種方波頻率信號(hào)，易實(shí)現(xiàn)電子琴的基本功能。 1. 課題概述 本課題“簡(jiǎn)易電子琴”的解決方案是基于ZY15MCU12BC2實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以AT89C51單片機(jī)為核心控制元件，與鍵盤(pán)、發(fā)光二極管指示燈、揚(yáng)聲器等相關(guān)功能模塊構(gòu)成簡(jiǎn)易電子琴系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)演奏和自動(dòng)播放樂(lè)曲等功能，系統(tǒng)工作原理如圖6-22所示。
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2017-9-8 21:54 上傳
圖6-22 簡(jiǎn)易電子琴系統(tǒng)工作原理圖 簡(jiǎn)易電子琴系統(tǒng)具有2個(gè)功能： （1）單獨(dú)演奏 鍵盤(pán)上“1、2、3、4、5、6、7”這7個(gè)按鍵分別對(duì)應(yīng)“do、re、mi、fa、so、la、si”七個(gè)音階。當(dāng)按下音階按鍵時(shí)，揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)頻率音調(diào)。表6-12給出了C調(diào)高、中、低音的音階與頻率對(duì)應(yīng)關(guān)系。 表6-12 C調(diào)高、中、低音階與頻率關(guān)系對(duì)應(yīng)表 【注】表中音調(diào)頻率僅供參考。 根據(jù)表中的頻率，分別計(jì)算出產(chǎn)生各音調(diào)時(shí)單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器T0或T1的初值X，并建立C調(diào)高、中、低音的音階初值X數(shù)據(jù)表，當(dāng)按下音階按鍵時(shí)，由查表指令獲取該音階頻率的定時(shí)器初值X，啟動(dòng)定時(shí)器工作產(chǎn)生頻率信號(hào)并輸出至揚(yáng)聲器發(fā)出對(duì)應(yīng)音調(diào)。鍵盤(pán)上“1、2、3、4、5、6、7”這7個(gè)按鍵同時(shí)對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上L0～L7發(fā)光二極管電路，當(dāng)按下音階按鍵時(shí)，產(chǎn)生相應(yīng)的音調(diào)，同時(shí)對(duì)應(yīng)二極管指示燈點(diǎn)亮。表6-12中高、中、低音的產(chǎn)生方法：可以在鍵盤(pán)設(shè)置高、中、低音3個(gè)功能鍵，由功能鍵+“1、2、3、4、5、6、7”按鍵產(chǎn)生高、中、低音的音調(diào)。建議在單片機(jī)內(nèi)存設(shè)定高、中、低音3個(gè)定時(shí)器初值X音調(diào)表分別調(diào)用。 （2）播放音樂(lè) 在單片機(jī)內(nèi)存建立若干個(gè)樂(lè)曲頻率表，并在鍵盤(pán)設(shè)置對(duì)應(yīng)播放功能鍵，按下播放鍵，系統(tǒng)調(diào)用對(duì)應(yīng)樂(lè)曲表播放樂(lè)曲，同時(shí)在LED顯示器顯示播放樂(lè)曲編號(hào)“− − − − ××”。 圖中鍵盤(pán)模塊采用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)2×8矩陣鍵盤(pán)電路， LED顯示模塊采用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)6個(gè)七段LED顯示器，電路設(shè)計(jì)參照本書(shū)第1部分第4章“圖4-13 8279、鍵盤(pán)及LED顯示電路示意圖”。 系統(tǒng)設(shè)置啟動(dòng)/停止按鍵，系統(tǒng)啟動(dòng)后LED顯示器即顯示啟動(dòng)界面，系統(tǒng)啟動(dòng)界面由用戶(hù)自行設(shè)置。在系統(tǒng)工作的任意時(shí)刻，按下停止鍵，系統(tǒng)停止工作回到啟動(dòng)界面。 2. 設(shè)計(jì)要求 （1）基本要求 本課題實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)演奏功能為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求。其中硬件部分要求根據(jù)系統(tǒng)工作原理圖繪制系統(tǒng)硬件電路圖，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)計(jì)組成簡(jiǎn)易電子琴系統(tǒng)，并調(diào)試自主設(shè)計(jì)、編寫(xiě)的程序，主要包括：主程序、定時(shí)器子程序、鍵盤(pán)控制子程序、LED顯示子程序、揚(yáng)聲器驅(qū)動(dòng)子程序等。在調(diào)試程序時(shí)，要求整個(gè)系統(tǒng)工作正常、顯示正確、結(jié)果滿(mǎn)意，并希望同學(xué)能深入思考、精益求精，提出對(duì)課題的改進(jìn)意見(jiàn)。 （2）附加要求 播放音樂(lè)功能作為系統(tǒng)功能的擴(kuò)展，對(duì)于單片機(jī)掌握和運(yùn)用能力較好的學(xué)生，可以考慮選擇。
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