电子音乐发生器报告-单片机设计实验报告

单片机设计实验报告

题目：电子音乐发生器

班级：

班内序号：

实验组号：

学生姓名：

指导教师：

电子音乐发生器

实验摘要

此次本组制作的基于pic单片机的电子音乐发生器是具有液晶显示屏提示的音乐简单演奏、播放等功能的演示作品。在目前很多简单音乐播放器件（如贺卡、礼品中的简单音乐单元）中，这样的简单电路和rom编程原理都是可以通用的，而且电路搭接、布局简单，十分适合电路原理学习、汇编语言编程零基础训练以及简单礼品核心部分制作参考。

整个系统中，微控制器采用了Microchip公司的PIC16F877，软件设计中涉及PORTB\PORTC\PORTD\PORTE用作普通数字I/O脚功能。本实验用单片机PORTB\D接收来自键盘输入的指令信息，由此确定lcd液晶屏幕显示以及喇叭播放内容，再通过PORTC\D\E输出声音或字幕信息。

A b s t r a c t

In this experiment，our group made this pic microcontroller based electronic music generator is a simple LCD prompts music playing, playback and other functions to the presentation. In the current lot of simple music playback devices (such as greeting cards, gift of simple musical elements), such a simple circuit and rom programming principles can all be generic, and the circuit lap, the layout is simple, very suitable circuit schematic learn assembly language zero-based training program and a simple gift core part of the production reference. Throughout the system, the microcontroller uses Microchip's PIC16F877, software design involves PORTB \ PORTC \ PORTD \ PORTE used as a normal digital I / O pin functions. The experiment with the microcontroller PORTB \ D receives commands from the keyboard input information, thereby determining the LCD screen display and speakers to play the content, and then through PORTC \ D \ E output sound or subtitle information.

关键字

单片机——microcontroller 芯片——CMOS chip

lcd液晶显示屏——LCD screen

输入输出端口——I / O pin

一.实验论证与比较

电子音乐发生器采用以Microchip公司的PIC16F877芯片为核心的简单控制系统，外部

电路连接有喇叭、键盘、lcd液晶显示屏以及其他必要系统调节元件。

在将所要实现的功能用汇编语言加以实现并烧入rom中，作为实验进行过程中的硬件部分实现人员，我在本次实验中的主要工作是相关资料搜集、软件的入手使用、相关乐谱搜集及乐理知识简单介绍、实验记录与图形绘制和最终的硬件设计与焊接实现。

其中，困难的部分在于，理论上认为电子音乐发生器模拟真正乐器的仿真实现方法，与现实电路实现起来有着一定的差别，在长音、乐谱存储播放上，编程的同组搭档也费了不少脑筋和时间。

二.系统总体设计

⒈系统模块总体框图

⒉程序流程图

三.硬件连接

⒈单片机与输出元件连接

音乐发生器的声音输出单元十分简单，即pic16f877单片机的RC0端口与喇叭单元信号输入端以导线连接即可。而单片机与lcd液晶显示则需要相应管脚与单片机RE0\1和RD0-7管脚（10个）以导线连接。

⒉单片机与输入元件连接

输入元件中，键盘输入需单片机RD7-4和RB3-0端口（8个）相连。

硬件连接为我的最主要分工部分，其中，各部分的外围支持电路（如4M有源晶振、重置电路、喇叭的放大电路、电源供应电路等的详细情况请见下图，具体硬件原理图）

具体硬件原理图（设计、手绘，12组硬件部分负责学生：刘冰宇）

四.调试过程

⒈软件程序部分

虽然软件部分是由本组队友完成的，但是基本原理上在平时的合作中我也学到了很多容易些的原理，而且在理解了程序控制和输出原理的基础上完成硬件设计和实现也就更加有利了。

首先，曲目存储形式，在参考资料“两只老虎”简谱的简单乐理解释之后，存储过程中由于1/4音符（该曲为“4/4拍”歌曲，即“以四分音符为一拍、每小节有4拍”，该曲中有设置1/4拍的必要，详细见附件“简谱1”）的原因导致程序曾多次需要重新编写。

⒉硬件部分

硬件部分设计实现由我负责，硬件部分的完成分为：电路图的设计、面包板上的电路实

现、万能板上的电路实现三部分。

绘制基本电路图并根据电路图搭接面包板上的电路，但是由于面包板搭接存在不稳定性，电路时常会有输出失常的情况发生，在最后一次电路终于正常工作、各项参数均正常之后，听取实验室老师的建议，直接进行焊接，在考虑了手中现有万能板的条件之后，重新绘制适合于该万能板布局的电路图，并着手焊接和测试。

调试过程中的经验总结：1、市面上学生自行购买的万能板与教师下发的教学用万能板有着很大区别，其用法也有不同，教学用万能板有内置相连的焊点，这样的结构十分适合初次焊接整个电路的学生使用。2、焊接很多管脚与输出元件的部分时，强烈建议焊接之后立即使用万用表测量焊点是否真正焊上，否则在电路出现问题时再查找将有可能浪费不必要的时间。

3、要在各种学习中贯彻“微积分”的思想，化整为零，分步击破，再将它们重新组合以求得整体效果的实现，同时，焊一部分就验一部分，焊接完成的部分及时检验，这样才能最大限度保证电路整体的正常工作。（详细请参考本实验报告第七部分附录中的各部分分解硬件原理图）

4、边分析边检查，猜想可能造成此现象的各种原因，逐个检验。

5、仔细读图，避免管脚接错这样的低级错误。

五.参考文献：

PIC单片机实用教程——基础篇

李学海

北京航空航天大学出版社

使用说明：的确是一本不可或缺的教材，本书列举了很多实用的具有实战意义的

例子，单片机入门就是通过把这本书里的好例子一字一行敲进电脑去来实现的。

PIC单片机实用教程——提高篇

李学海

北京航空航天大学出版社

使用说明：继承了前面基础篇的风格，例子也具有实战意义，主要讲RA、TMR2

的使用和CCP模块的PWM脉宽调制功能。

六.实验心得体会

在本次小学期实验过程中，我们组（12组，A网）遇到的最严重的问题，但同时却并非实验本身学习问题，时间存在着客观限制，由于实验时间在期末考试之后，实验结束即意味着组员订票返乡，由于暑假铁路客运订票高峰一票难求的原因，我们组不得不非常无奈而遗