基于单片机控制-电子琴毕业论文.doc

本文由施洲旭贡献 doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 毕业设计论文 课 题：电子琴 专 业：机电一体化 班 级：06G2B 设计人员：施洲旭 指导老师：余永纪 宁波第二技师学院 1 目 1． 概论 2． 硬件设计 2.1 总体设计 2.2 单片机外围电路 2.3 扬声器按钮及控制部分 3． 软件设计 3.1 总体流程图 3.2 主程序设计 4 . 安装调试 4.1 接及调试 4.2 焊接调试的注意事项 4.3 整体调试中出现的问题 5. 6. 总结 附录 录 2 第1章 概 1.1 电子琴概念 论 简易电子琴结构组成： 电子乐器的结构较为复杂， 音源是由晶体管产生的 电 振动，并通过音色回路而产生各种音色；同时由周波数调制产生颤音效果，由振 幅调制产生各种乐器的音效。 乐器特色：属于电子乐器，发音音量可以自由调节。音域较宽，和声丰富， 甚至可以演奏出一个管弦乐队的效果，表现力极其丰富。它还可模仿多种音色， 甚至可以奏出常规乐器所无法发出的声音（如人声，风雨声等） 。 另外，电子琴在独奏时，还可随意配上类似打击乐音响的节拍伴奏，适合 于演奏节奏性较强的现代音乐。另外，电子琴还安装有混响、回声、延长音、震 音和颤音等多项功能装置，表达各种情绪时运用自如。 简易电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。 还常作为独奏乐器出现，具有鲜明时代特色。但电子琴的局限性也十分明显：旋 律与和声缺乏音量变化，过于协和、单一；在模仿各类管、弦乐器时，音色还不 够逼真，模仿提琴类乐器的音色时，失真度更大，还需要不断改进。 1.2 电子琴工作原理 大家都知道当物体振动时，能够发出声音。振动的频率不同，声音的音调就 不同。在简易电子琴里，虽然没有振动的弦、簧、管等物体，却有许多特殊的电 装置， 每个电装置一工作， 就会使喇叭发出一定频率的声音。 当按动某个琴键时， 就会使与它对应的电装置工作，从而使喇叭发出某种音调的声音。 简单的说就是按键触发信号发给处理器， 再由处理器调用音色库音色通过功 放电路输出或者通过数码接口进行数字输出。 控制面板上的按钮来选择处理器对 音色、音量、输出方式、伴奏的控制。 振荡器是根据需要产生一定频率的振荡信号， 振荡信号通过分频器分解成不 同频率的信号输送到放大器，放大器将信号放大，推动扬声器发出声音。键盘实 际上就是一些开关，如果没有键盘，许多种频率的信号一齐进到放大器里，通过 扬声器发出的声音就会乱七八糟，不成音乐。按下键盘的一支键，就等于接通一 只开关，只允许某一种频率的信号通过到放大器里去，扬声器就发出一个音来。 3 这样，按照一定的演奏规律来按键，就能奏出美妙的音乐来。电源的任务是给各 部分供电。 压控振荡器的输出 Uo 接至相位比较器的一个输入端，其输出频率的 高低由低通滤波器上建立起来的平均电压 Ud 大小决定。施加于相位比较器另一 个输入端的外部输入信号 Ui 与来自压控振荡器的输出信号 Uo 相比较， 比较结果 产生的误差输出电压 UΨ 正比于 Ui 和 Uo 两个信号的相位差， 经过低通滤波器滤 除高频分量后，得到一个平均值电压 Ud。这个平均值电压 Ud 朝着减小 Co 输出 频率和输入频率之差的方向变化，直至 Vco 输出频率和输入信号频率获得一致。 这时两个信号的频率相同，两相位差保持恒定（即同步）称作相位锁定。 当锁相环入锁时，它还具有“捕捉”信号的能力，Vco 可在某一范围内自动 跟踪输入信号的变化，如果输入信号频率在锁相环的捕捉范围内发生变化，锁相 环能捕捉到输人信号频率， 并强迫 Vco 锁定在这个频率上。 锁相环应用非常灵活， 如果输入信号频率 f1 不等于 Vco 输出信号频率 f2， 而要求两者保持一定的关系， 例如比例关系或差值关系，则可以在外部加入一个运算器，以满足不同工作的需 要。 过去的锁相环多采用分立元件和模拟电路构成，现在常使用集成电路的锁 相环，CD4046 是通用的 CMOS 锁相环集成电路，其特点是电源电压范围宽（为 3V －18V） ，输入阻抗高(约 100MΩ)，动态功耗小，在中心频率 fo 为 10kHz 下功耗 仅为 600μW，属微功耗器件。 本设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计， 达到电子琴固有 的基本功能，故叫简易电子琴。利用定时器可发出不同频率的脉冲，不同频率的 脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。其次，定时器按设置的定 时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由 于定时参数不同，就发出