硬件调试硬件调试主要是针对单片机部分进行调试。在上电之前，先确保电路中不存在断路或短路情况，这工作是整个调试工作第步，也是非常重要个步骤。在这部分调试中主要使用工具是万用表，用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况任务。注意焊点之间，确保焊点没有短接在起，同时注意焊点美观，确保没有开路以及短路现象出现。在确保硬件电路正常且无异常情况断路或短路情况下方可上电调试，上电调试目是检验电路是否接错，同时还要检验原理是否正确，在本次设计中，上图去抖动键盘编程中主要考虑去抖动问题。当测试表明有键被按下之后，紧接着就进行去抖动处理。因为按键是机械开关结构，由于机械触点弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开瞬间会出现电压抖动。为保证键识别准确，在电压信号抖动情况下不能进行行状态输入。为此需进行去抖动处理。去抖动有硬件和软件两种方法。硬件方法就是加去抖动电路，从根本上避免抖动产生。软件消抖，在第次检测到有键按下时，执行段延时程序之后，再检测此按键，如果第二次检测结果仍为按下状态，便确认此按键己按下，消除了抖动。本实验采用软件消抖法，在按键按下后，执行段延时程序。发音部分设计如下图所示，发音电路是由扬声器三极管变位器构成。由三极管来驱动扬声器发音，同时加上变位器实现电阻可调来增强驱动电流，提高驱动能力，从而调节扬声器音效。图扬声器电路图第四章软件系统设计系统分析系统软件组成键盘扫描程序检测是否有按键按下，有按键按下则记录按下键键值，并跳转至功能转移程序无按键按下，则返回键盘扫描程序继续检测。功能转移程序对检测到按键值进行判断，是琴键则跳转至琴键处理程序，是功能键则跳转至相应功能程序，我们设计功能程序有三种，即音色调节功能自动播放乐曲和录音功能。琴键处理程序根据检测到按键值，查询音调表，给计时器赋值，使发出相应频率声音。自动播放歌曲程序检测到按键按下是自动播放歌曲功能键后执行该程序，电子琴会自动播放事先已经存放歌曲或录音歌曲，歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序，继续等待是否有按键按下。录音程序检测到按键按下是录音功能键后执行该程序，跳转到键盘扫描程序，检测是否有键按下，有按键按下则记录按下键值，根据检测到按键值，查询音调表，给计时器赋值，使发出相应频率声音并跳转到功能转移程序。系统总体功能流程图开始初始化键盘扫描程序演奏功能键按下自动播放键按下录音功能键按下查表得到按键音符频率播放内部存储音乐记录音符查表得到按键音符频率参数计算发音原理若要产生音频脉冲，只要算出音频周期频率，再将此周期除以，即为半周期时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将反相，然后重复计时再反相。就可在引脚上得到此频率脉冲。利用内部定时器使其工作计数器模式下，改变计数值及以产生不同频率方法产生不同音阶。音调确定音调是唱曲时乐音发音，般依次唱成，即唱成简谱，相当于汉字多来米发梭拉西读音。例如，频率为，其周期，因此只要令计数器计时，每计数次时将反相，就可得到中音。计数脉冲值与频率关系式是，式中，是计数值是机器频率晶体振荡器为时，其频率为是想要产生频率。其计数初值求法如下例如设求中音。，中音。由音符频率值可以计算得出各个音调计数值，如表所示﹟叫升记号，表示把音在原来基础上升高半音，叫降记音，表示在原来基础上降低半音。表音调频率与计数初值对照音符频率计数值值音符频率计数值值低中低中低播放音符播放音符低中低低高低高低高中高中高中中高采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立个表格，有助于单片机通过查表方式来获得相应数据。节拍确定若要构成音乐，光有音调是不够，还需要节拍，让音乐具有旋律固定律动，而且可以调节各个音快满度。节拍，即，简单说就是打拍子，就像我们听音乐不自主随之拍手或跺脚。若拍实，则拍为，只要设定延迟时间就可以求得节拍时间，假设拍为，则应为，以此类推，得到如表所示节拍与延迟时间对照表。休止符表示暂停发音。表和节拍时间设定曲调值曲调值调毫秒调毫秒调毫秒调毫秒调毫秒调毫秒程序设计播放子程序包括自动播放存储音乐和按键发音本设计共两种播放模式，包括自动播放存储音乐和按键发音。上电后，首先开中断并设定定时器为工作方式，当自动播放键按下时，进入中断，根据乐谱在定义音频数组中查找相应音律，然后给定时器赋初值，即开始播放音乐。当七种音符键按下时，根据音符值在定义音频数组中查找相应音律，然后给定时器赋初值，即按键发音。开始开中断并设定工作寄存器有键按下自动播放键按下进入中断进入中断根据和工作方式取值，并在数组中查找相应音律第五章实验结果硬件调试硬件调试主要是针对单片机部分进行调试。在上电之前，先确保电路中不存在断路或短路情况，这工作是整个调试工作第步，也是非常重要个步骤。在这部分调试中主要使用工具是万用表，用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况任务。注意焊点之间，确保焊点没有短接在起，同时注意焊点美观，确保没有开路以及短路现象出现。在确保硬件电路正常且无异常情况断路或短路情况下方可上电调试，上电调试目是检验电路是否接错，同时还要检验原理是否正确，在本次设计中，上歌曲结束，延时秒后继续延时录音段名字和名字结束标志中音低音高音小蜜蜂，附录二元器件清单序号元器件名称数量个瓷片电容晶振电解电容四脚自锁开关扬声器显示屏电阻排阻引脚滑变电源变压器附录三实物图图正面图图二反面图图去抖动键盘编程中主要考虑去抖动问题。当测试表明有键被按下之后，紧接着就进行去抖动处理。因为按键是机械开关结构，由于机械触点弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开瞬间会出现电压抖动。为保证键识别准确，在电压信号抖动情况下不能进行行状态输入。为此需进行去抖动处理。去抖动有硬件和软件两种方法。硬件方法就是加去抖动电路，从根本上避免抖动产生。软件消抖，在第次检测到有键按下时，执行段延时程序之后，再检测此按键，如果第二次检测结果仍为按下状态，便确认此按键己按下，消除了抖动。本实验采用软件消抖法，在按键按下后，执行段延时程序。发音部分设计如下图所示，发音电路是由扬声器三极管变位器构成。由三极管来驱动扬声器发音，同时加上变位器实现电阻可调来增强驱动电单片机课程设计报告书小组成员吕梦莎吴玉凤学号班级自动化指导教师于振宇基于屏幕声光式可录音电子琴北京交通大学电子信息工程学院吕梦莎吴玉凤摘要本文主要内容是用单片机为核心控制元件，通过脉冲触发产生出电子音调，与按键扬声器显示屏等模块组成控制模块，设计个电子琴。该系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有定实用与参考价值。关键词脉冲触发屏幕声光式录音播放演奏电子琴。第章引言设计背景单片微型计算机是大规模集成电路技术发展产物，属第四代电子计算机，它具有高性能高速度体积小价格低廉稳定可靠应用广泛特点。它应用必定导致传统控制技术从根本上发生变革。因此，单片机开发应用已成为高科技和工程领域项重大课题。电子琴是现代电子科技与音乐结合产物，是种新型键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要角色，单片机具有强大控制功能和灵活编程实现特性，它已经溶入现代人们生活中，成为不可替代部分。本文对利用单片机设计简易电子琴进行了分析，分别从原理图，主要芯片，各模块原理及各模块程序调试来详细阐述。本系统是简易电子琴设计，按下四角自锁开关会使显示屏显示当前音符名称播放歌曲名称或播放录音名称，同时扬声器播放对应音符，闪烁相应节奏。通过设计本系统可熟悉掌握单片机基本功能。设计任务设计以单片机为核心简易电子琴系统，可随意弹奏想要表达音乐针对要求控制对象完成程序编制硬件软件联调，完成题目所要求功能设计思路发声部分设计思路音乐是由不同频率声音组成。利用程序来控制单处机个口线高电平或低电平，则在该口线上就能产生定频率矩形波。利用延时程序控制高低电平持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。于是产生七个音符变换。显示部分设计思路考虑到信息多媒体传播已经成为信息化时代主流，我们给电子琴设计了显示器和节拍指示灯，带来视听双重冲击。具有功耗低，显示质量高，数字式接口更加稳定可靠优点。演示过程中可显示欢迎语，当前功能，按下音符名称，当前播放歌曲名称等。第二章方案论证采用单片机作为主控芯片，设置按键扬声器显示屏等外围器件，另外还用到些简单器件如型三极管及电阻等。利用按键实现音符和音调输入显示屏进行被操作按键显示用型三极管实现低音频功率放大最后用扬声器发音。主控芯片采用单片机，它是大规模集成电路技术发展产物，具有高性能高速度体积小价格低廉稳定可靠应用广泛特点。避免了由于元器件种类个数繁多，而过于复杂硬件电路也容易引起系统精度不高体积过大等不利因素。同时具有强大控制功能和灵活编程实现特性，由于本设计主要用于娱乐方面，因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。具有经济可行性技术可行性实物应用性。第三章硬件系统设计时钟电路内部有个用于构成振荡器高增益反相放大器，引脚和分别是此放大器输入端输出端。本图采用内部时钟电路，如图所示，通常在引脚和上跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器。可以根据情况选择频率之间石英晶体，补偿电容通常选择左右瓷片电容。图时钟电路复位电路单片机小系统常采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统复位操作。本实验采用上电自动复位方式，其结构图如图所示。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。复位电路基本功能是系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤销复位信号。对于单片机，只要在