基于AVR单片机的电子琴设计.doc

一、功能说明 能通过键盘输入基本的音阶，并在LED上显示，蜂鸣器同步发出声音。输入的音阶将被存储起来，可以被重放。 编辑完成后，可播放编辑好的音乐。 可对音乐进行基本的操作：播放，暂停，停止，重输入，快进，后退。 二、应用价值 作为手机音乐编辑器。 作为的模拟电子琴（比如，放在婴儿车上）。 作为定音哨。…… 三、实现方案 硬件设计思想和电原理图。 通过TIMER0输出方波，作为音阶，以 TIMER1延时，产生节拍，通过蜂鸣器播放出来。 由键盘输入数据、控制播放，由LED显示。 电原理图如下： 连线照片： 软件设计思想和流程图。 每个play, pause等（暂称之为执行函数）,都只执行很短的时间，放在while (state=?)循环内部，中断函数只负责改变state的值。 数组定义： Music_arr[歌曲数组名][状态位]; 歌曲数组名[音频][节拍]; 共五个； 下图仅表示功能定义，代表由上而下的设计结构。不代表程序流程。 4位led代表意义： 模式选择，P，E； 曲目序号，1-5； 播放模式时为当前状态，state为空时不显示 音阶0-7，播放时为播放的音阶，编辑时为输入的音阶。 中断处理子过程 程序流程main() 软件详细功能： 当键盘被按下时，触发外部中断，中断函数更改全局状态变量，主函数不断扫描这些变量，从而调用相应的函数处理。 以下简单介绍几个函数的功能： play函数：播放预存数组中的一个音节。 stop函数：停止播放。 pause函数：暂停播放，同时记录下当前播放的数组元素的位置，等待继续播放。 ,：播放状态时，前进一首和后退一首。编辑状态时，升高或降低八度，从而可以在覆盖几乎全部音域 当处于编辑状态时，delete退格键，reset重新输入键。0－7为音阶，存入数组中。 程序源代码见附一。 四．系统测试过程及测试数据。系统测试过程随着开发过程同时进行，我们实行的是边开发，边测试的思路。开发过程及进度表如下：起始阶段：定义键盘功能（详见附二）1．6月13日，可以通过TIMER0输出方波，作为音阶，以 TIMER1延时，产生节拍，通过蜂鸣器播放出来发出各种频率的声音。定义了1－7各个音阶的频率。写出发音函数，作为底层接口，可以在程序中直接调用。方便以后的进程。（测试代码见附三）2．6月16日，能通过键盘输入基本的音阶，并在LED上显示，蜂鸣器同步发出声音。通过键盘输入，编辑完成音乐，数据存入一个定义的数组中。 编辑完成后，可将数组中的数据按照预定的方式通过单片机输出到喇叭中，播放编辑好的音乐。数组中预存《喀秋莎》，可以下载程序听到美妙的音乐播放出来。（测试代码见附四）3．6月20日，完成，并开始准备相应的设计报告及其他文档。（测试代码见附一） 五 . 设计所需资源。硬件资源：AVR开发板一块，扬声器一个。软件资源：iccavr，avr studio 软件。人力资源：组内全体成员。 六 .成员分工和工作情况。李晓：播放函数编写，键盘定义。杨金龙：软件整体架构，软件调试。李钰：相关文档整理，ppt , 网页制作。各成员基本完成各自份内的任务。 附一： #include config.h //决定是否播放 ,全局变量 /////////uint16 *p;//歌曲选择指针 uint8 list=0;//歌曲选择变量 uint8 input=1; uint8 pause=1; uint8 state=0,stop=1,play=1,key; uint8 MUSIC_DATA[50][2]; uint8 i=0,length=50,key_buffer;//i 歌曲播放指针 //6 7 1 2 3 5 6 7 1 flash uint16 Mode_Data[16]={440,494,523,587,659,698,784, 880,998,1046,1156,1318,1396,1568,0};//存放声音的频率 /*********************************** * 音乐产生函数 * * 功能：输出频率为x的方波，延时y MS* * 范围：x:100-20000Hz，0：不发声 * * y:0-65536 MS * ***********************************/ extern void sound(uint16 i) { //uint16 x