电子音乐发生器报告-单片机设计实验报告

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单片机实验报告蜂鸣器

单片机实验报告蜂鸣器

一、实验目的1. 熟悉51单片机的基本结构和工作原理。

2. 掌握51单片机的I/O口编程方法。

3. 学习蜂鸣器的驱动原理和应用。

4. 通过实验,提高动手实践能力和问题解决能力。

二、实验原理蜂鸣器是一种将电信号转换为声音信号的器件,常用于产生按键音、报警音等提示信号。

根据驱动方式,蜂鸣器可分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器。

1. 有源蜂鸣器:内部自带振荡源,将正负极接上直流电压即可持续发声,频率固定。

2. 无源蜂鸣器:内部不带振荡源,需要控制器提供振荡脉冲才能发声,调整提供振荡脉冲的频率,可发出不同频率的声音。

在本次实验中,我们使用的是无源蜂鸣器。

51单片机通过控制P1.5端口的电平,产生周期性的方波信号,驱动蜂鸣器发声。

三、实验器材1. 51单片机实验板2. 蜂鸣器3. 连接线4. 电路焊接工具5. 编程软件(如Keil)四、实验步骤1. 电路连接:- 将蜂鸣器的正极连接到51单片机的P1.5端口。

- 将蜂鸣器的负极接地。

2. 程序编写:- 使用Keil软件编写程序,实现以下功能:1. 初始化P1.5端口为输出模式。

2. 通过循环,不断改变P1.5端口的电平,产生方波信号。

3. 调整方波信号的频率,控制蜂鸣器的音调。

3. 程序下载:- 将程序下载到51单片机中。

4. 实验观察:- 启动程序后,观察蜂鸣器是否发声,以及音调是否与程序设置一致。

五、实验结果与分析1. 实验结果:- 成功驱动蜂鸣器发声,音调与程序设置一致。

2. 结果分析:- 通过实验,我们掌握了51单片机的I/O口编程方法,以及蜂鸣器的驱动原理。

- 在程序编写过程中,我们学习了方波信号的生成方法,以及如何调整方波信号的频率。

六、实验总结本次实验成功地实现了51单片机控制蜂鸣器发声的功能,达到了预期的实验目的。

通过本次实验,我们提高了以下能力:1. 对51单片机的基本结构和工作原理有了更深入的了解。

2. 掌握了51单片机的I/O口编程方法。

3. 学习了蜂鸣器的驱动原理和应用。

单片机电子琴的实验报告

单片机电子琴的实验报告

姓名:班级:学号:小班学号:同组姓名:电子邮件:实验课题:基于AVR单片机电子琴的制作实验日期:2013.09.02—2013.09.15目录:一、实验简介1.1实验目的 (4)1.2实验关键词 (4)1.3基础知识 (4)二、实验器材2.1核心部件:ATmega16单片机 (5)2.2电路元件 (6)2.3管脚说明 (6)三、实验原理3.1实验原理图 (7)3.2实验流程图 (8)3.3实物效果图 (8)四、操作过程与运行结果4.1操作过程示意图 (9)4.2电子琴系统主要部分 (11)4.3具体操作过程 (11)4.4运行结果 (12)五、实验中的排错、体会与建议5.1调试与排错过程 (12)5.2体会与建议 (14)5.3小组分工 (15)5.4参考文献 (15)六、附录6.1流水灯实验 (16)6.2蜂鸣器实验 (17)6.3秒表实验 (18)6.4简易交通灯实验 (25)6.5电子琴源代码 (30)一、实验简介1.1实验目的通过设计一个模拟电子琴系统熟悉ATmega16单片机的使用及其基本功能。

使其能够通过键盘控制实现播放预存音乐,弹奏、储存弹奏音乐,变速播放,暂停及继续播放,停止播放功能。

1.2实验关键词按键检测预存播放弹奏储存变速暂停停止1.3基础知识声波是振动产生的。

频率即表示每秒钟振动的次数,采用CTC方式时avr 单片机通过特定的端口(PD4及PD5)输出一定频率的方波,TCCR1A设为比较匹配时OC1A/OC1B电平取反,TCCR1B的计数上限为OC1A,根据公式OCnA=f/2N(1+OCRnA)计算出7个频率音阶所需的OCR1A,则只需将喇叭接在PD4或PD5,通过程序控制端口输出特定频率的方波波形(发声使用正弦波最好,方波效果稍次但影响不大),喇叭就会发出七种不同的声音,依照人听觉分辨7个音阶分为三组,分别为高,中,低音阶频率,经计算可得,当OCR1A=(8000000/musicmem[i]-1)时,{131,147,165,175,196,220,247}存放低音阶频率,{262,294,330,349,392,440,494}存放中音阶频率,{524,588,660,698,784,880,988}则存放高音阶频率,所以需要定义三个数组存放各音阶的频率值。

电子实习单片机实验报告

电子实习单片机实验报告

一、实验目的1. 理解单片机的基本工作原理和组成结构。

2. 掌握单片机编程的基本方法,包括汇编语言和C语言。

3. 学会使用Keil uVision等集成开发环境进行单片机程序的开发和调试。

4. 通过实验,了解单片机在实际应用中的功能和使用方法。

二、实验仪器设备1. 单片机实验板2. 电脑3. 示波器4. 信号发生器5. 电源6. 电阻、电容、电位器等电子元器件三、实验内容1. 单片机最小系统搭建- 搭建单片机最小系统,包括时钟电路、复位电路、电源电路等。

- 测试单片机是否能够正常工作。

2. LED流水灯实验- 利用单片机的I/O口控制LED灯的亮灭,实现流水灯效果。

- 通过编程实现LED灯的移位控制,观察流水灯的动态效果。

3. 按键输入实验- 设计按键输入电路,实现按键控制LED灯的亮灭。

- 编写程序,实现按键去抖动功能,确保按键信号的稳定性。

4. 定时器实验- 利用单片机的定时器实现定时功能,例如定时闪烁LED灯。

- 编写程序,设置定时器的时间间隔,观察LED灯的闪烁频率。

5. 串口通信实验- 配置单片机的串口通信参数,实现单片机与电脑之间的数据传输。

- 编写程序,实现数据的发送和接收,测试串口通信的稳定性。

四、实验步骤1. 单片机最小系统搭建- 根据实验板说明书,连接时钟电路、复位电路、电源电路等。

- 测试单片机的电源电压和复位功能。

2. LED流水灯实验- 编写程序,初始化I/O口,设置LED灯的移位控制方式。

- 编写延时函数,实现LED灯的动态效果。

- 将程序烧录到单片机中,观察LED流水灯效果。

3. 按键输入实验- 设计按键输入电路,连接到单片机的I/O口。

- 编写程序,实现按键的读取和去抖动功能。

- 将程序烧录到单片机中,测试按键输入功能。

4. 定时器实验- 配置单片机的定时器参数,设置定时器的时间间隔。

- 编写程序,实现定时器的中断处理,控制LED灯的闪烁。

- 将程序烧录到单片机中,观察LED灯的闪烁频率。

基于单片机的电子琴设计报告-含有经典的程序案例

基于单片机的电子琴设计报告-含有经典的程序案例

设计报告课程:微机接口技术与数字控制设计名称:基于单片机的电子琴设计小组成员:学号:专业:机械电子工程日期:指导老师:成绩:1 设计任务以生活中的电子琴为设计对象,实现音乐的按键控制功用。

尽量能弹奏出和谐而优美的旋律。

2 设计目的通过单片机电子琴的设计,更深层次的了解单片机技术。

熟悉单片机的控制功用和系统原理应用。

对系统设计与实用编程有进一步强化。

体验音乐的原理与魅力。

3 设计要求设计采用C语言编程控制,巧妙的运用单片机的定时器与中断功能,实现音乐的音频、节拍的实时控制。

具体要求如下:1)构造出微单片机的最小控制系统,能实现基本框架运作;2)学习音乐音符的发音原理与节拍原理,了解音乐的神奇效果,熟悉常用歌曲的歌谱,并为下面的相关实践打好理论基础;3)采用键盘设计理念,建立键符——音符的对应关系,巧妙运用音乐的频率特性,实现按键既得特定音符的功用;4)并增加按钮控制系统运作,数码管实现实时音符(按键)符显示的功能,使按键弹奏的效果更加人性化与和谐完美。

4 设计方案与技术分析4.1 某微机控制系统简介控制系统的整体设计框架,如图1所示。

图1 电子琴设计框架图设计中涉及被控对象模块和人机交互模块的电路设计,以及软件编程部分。

这将在后面的论述中逐一介绍。

本控制系统的整体设计图,如图2所示。

图2 控制系统整体设计硬件图上图为整体的电路设计,并利用PROTEUS进行了模拟仿真。

实现了预期效果。

设计中,选用两种工作模式:试音与弹奏。

通过两个按钮控制选取,并有相应的指示灯指示工作状态。

试音用于测试系统的可行性,选取童年歌曲“两只老虎”中的几句作为检测乐谱;弹奏模式下,通过4×4矩阵式键盘,完成美妙音乐的弹奏。

操作者可以按相应的键,弹奏出特定的音乐,实现作曲与奏乐的完美体验。

并且本设计中还添加了数码显示功能,用于显示实时的显示按下的键码,同时也与音符有内在的对应关系。

下面主要介绍,为何单片机可以实现美妙音乐的实时再现。

基于51单片机实现的电子琴设计

基于51单片机实现的电子琴设计

目录摘要 (3)Abstract (3)1绪论 (4)1.1背景 (4)1.2目的 (4)1.3 意义 (4)1.4基本理论依据和主要工作内容 (4)2 设计方案简述 (6)2.1键盘模块 (6)2.2发声模块 (6)2.3 8X8点阵显示模块 (6)2.4系统技术指标和预期功能 (7)3 详细设计 (8)3.1主要IC芯片介绍 (8)3.2硬件设计 (11)4 设计结果及分析 (19)4.1 测试 (19)5总结 (20)参考文献 (21)附录主要程序代码 (22)摘要单片机的应用已经越来越贴近生活,用单片机来实现一些电子设计也变得容易起来。

本设计阐述的主要内容是一种基于51 单片机的电子琴的设计,其核心芯片AT89S52 单片机,内部电路包括4X4行列式键盘模块、音频放大模块和8X8LED点阵显示模块,本系统运行稳定,功能较为完善,控制系统可靠,性价比较高等,具有一定的实用价值。

对于那些需要显示的信息量不是很大,分辨率不是很高,又需要制造成本相对比较低的场合,使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的,他可以显示字符、数字和简单图形,显示亮度较高,并且对环境条件要求比较低。

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。

关键词:AT89S52单片机;音频放大模块;8X8点阵AbstractIts applications have become increasingly close to life, with a single chip to achieve a number of electronic design is becoming simpler. The main elements of the design described is based on 51 single-chip, the flower design, the core chip AT89S52 microcontroller Internal circuit including the 4X4 determinant keyboard module, audio amplifier module and 8X8LED dot matrix display module, the system is stable, function better, control system reliability, higher cost and so on, has some practical value. For those who need to display the amount of information is small, resolution is not high, they need to make the occasion a relatively low cost, using large and small screen, LED dot matrix display is more economical, and he can display characters, numbers and simple graphics, display brightness higher and lower demands on the environmental conditions. : The structure of more complex electronic instruments, the source is generated by the transistor electrical vibration, and sound loops generated by a variety of tone; also modulated by the frequency to produce vibrato effects, generated by the amplitude modulated sounds of various instruments.Keywords:AT89S52 Microcontroller;Audio Amplifier Module;8X8 matrix1绪论1.1背景单片机是随着大规模集成电路的出现极其发展,将计算机的CPU,RAM,ROM,定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上,形成了芯片级的计算机,因此单片机早期的含义称为单片微型计算机(single chipmicrocomputer).它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果。

基于单片机的音乐播放器的设计 实验原理图

基于单片机的音乐播放器的设计 实验原理图

图2-1 C51F350单片机播放器系统结构图图2-2SPCE061A 16位单片机音乐播放器硬件结构框图2-3 C52音乐播放器组成框图图3-1 AT89C52引脚排列图图3-2 晶振电路图3-3 微分型复位电路432P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST 9 3.0/RXD 10 3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR 16P3.7/RD 17XTAL118XTAL219Vss 20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE 30EA 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VC C 40AT89C52Y112M HZC630PF C730PFX 1X 2VC CR1VC CVC C图3-4 单片机最小系统图a) 八段共阴LED显示管原理图图b) 八段共阳LED显示管原理图图3-5 八段LED显示管原理图[7]图3-7 音乐播放器LED显示电路设计图3-8 LM2575集成稳压器的两种引脚图[11]图3-9 LM2575内部框图图3-10 电源电路的设计电路图[13]图3-11 内部结构图表3-2 音频功率放大器R1 R23.3V 1.0K 1.7K5V 1.0K 3.1K 12V 1.0K 8.84K 15V 1.0K 11.3K 输出电压可调Open 0图3-12 全数字功放与普通功放过载失真度比较图3-13 LM386引脚图图3-14 LM386方块图表3-3 LM386电子特性表图3-15 音频功率放大器[18]图4-1 主程序流程图[20]图4-2 显示子程序的流程图[21]图4-3 INT0中断模块流程[24]图4-4 T1中断模块程序流程图附录A:电气原理图321DC B AC310u FC130pC230pC5100nF+C2100uFY1D1IN5819123456781234567812345678A1LM386R1330uhR1R110KS1S2+C2330VS3OUTFbVinGNDONU2LM2575GNDP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST93.0/RXD103.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16PSEN29XTAL118XTAL219Vss20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728P3.717ALE30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U1AT89C52VCC123。

单片机实验报告_电子琴

单片机实验报告_电子琴

随着科技的飞速发展,单片机技术已成为现代电子技术的重要分支。

为了更好地学习和掌握单片机编程及应用,我们设计并实现了一款基于单片机的简易电子琴。

本实验旨在通过设计一个简易电子琴,让学生深入了解单片机的原理和应用,提高动手实践能力。

二、实验目的1. 掌握单片机的基本原理和编程方法。

2. 学会使用定时器、中断、键盘扫描等技术。

3. 了解电子琴的工作原理和制作方法。

4. 培养学生的创新意识和团队协作能力。

三、实验原理本实验采用STC12C5A32S2单片机作为核心控制单元,通过定时器产生方波信号,驱动蜂鸣器发出不同频率的声音,实现电子琴的演奏功能。

具体原理如下:1. 单片机原理:STC12C5A32S2单片机是一款高性能、低功耗的单片机,具有丰富的片上资源,如定时器、中断、串口等。

2. 定时器:定时器用于产生固定频率的方波信号,驱动蜂鸣器发出不同频率的声音。

通过调整定时器的计数值,可以改变方波信号的频率,从而改变音调。

3. 中断:中断技术用于实现按键扫描功能。

当按键被按下时,单片机响应中断,读取按键状态,并产生相应的音调。

4. 键盘扫描:键盘扫描技术用于检测按键状态。

通过扫描键盘矩阵,可以判断哪个按键被按下,并产生相应的音调。

四、实验内容1. 硬件设计:主要包括单片机、蜂鸣器、键盘、电阻、电容等元器件。

将元器件按照电路图连接,形成电子琴的硬件电路。

2. 软件设计:主要包括主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。

通过Keil C编程,实现电子琴的演奏功能。

3. 调试与测试:对电子琴进行调试和测试,确保其能够正常工作。

1. 搭建电路:按照电路图连接元器件,形成电子琴的硬件电路。

2. 编写程序:使用Keil C编写主程序、定时器中断服务程序、按键扫描程序等。

3. 编译程序:将编写好的程序编译成HEX文件。

4. 烧录程序:将编译好的HEX文件烧录到单片机中。

5. 调试与测试:使用万用表测试电路是否正常工作,并对程序进行调试,确保电子琴能够正常演奏。

单片机课程设计 音乐发生器

单片机课程设计 音乐发生器

目录摘要 (1)绪论 (2)1.1研究的目的和意义 (2)1.2国内外研究的现状及发展趋势 (2)1.2.1国内外研究的现状 (2)1.3音乐发生器的扩展 (3)第1章设计方案 (4)1.1 设计方案论证 (4)1.1.1利用AT89C51、74LS373锁存器和27512外部扩展组成的音乐播放器 (4)第2章硬件设计 (5)2.1 电路组成及工作原理 (5)2.1.1 电路组成 (5)2.1.2 电路工作原理 (6)2.2 AT89C51的简介 (6)2.2.1 AT89C51功能概述 (6)2.2.2 AT89C51的管脚图 (7)2.2.3 AT89C5 单片机的引脚介绍 (7)2.2.4 晶振电路 (8)2.3 扬声器电路 (8)2.4 显示电路 (8)2.5 更换歌曲电路 (9)2.6 复位电路 (9)2.7 程序存储器外部扩展电路 (9)第3章软件系统设计 (10)3.1 软件流程设计 (10)第4章系统调试 (11)4.1 常用调试工具 (12)4.1.1 Keil C 软件 (12)4.1.2 PROTEUS软件 (13)4.2 系统调试及性能分析 (13)心得体会 (15)参考文献 (16)附录 (17)附录1 音乐发生器电路原理图 (17)附录2 元件明细表 (18)附录3 源程序代码 (19)摘要近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。

当今,利用单片机控制音乐播放多不胜举,音乐芯片也相当之多,而利用单片机存储音乐,控制播放最为广泛。

它有功能多﹑价格优﹑外围电路简单的特点,很受音乐爱好者及音乐芯片制造商的青昧。

本文中,用单片机芯片及少数外围电路控制音乐播放。

单片机音乐实训设计报告

单片机音乐实训设计报告

一、实训目的1. 熟悉单片机的结构和工作原理;2. 掌握单片机音乐播放器的硬件设计和软件编程;3. 培养动手能力和创新意识;4. 提高单片机应用系统的设计和实现能力。

二、实训内容1. 硬件设计(1)选择合适的单片机:本实训选用STC89C52RC单片机作为主控核心;(2)音频模块:选用压电式蜂鸣器作为音频输出设备;(3)存储模块:选用串行EEPROM(如AT24C02)存储音乐数据;(4)按键模块:选用独立按键或矩阵键盘作为用户输入设备;(5)显示模块:选用数码管或LCD显示当前播放曲目和状态。

2. 软件设计(1)音乐数据格式:采用PWM(脉冲宽度调制)信号生成不同频率的方波,模拟不同音调的音乐;(2)音乐播放控制:根据音乐数据生成PWM信号,驱动蜂鸣器播放音乐;(3)按键控制:通过按键实现歌曲切换、播放/暂停、音量调节等功能;(4)显示控制:显示当前播放曲目、状态等信息。

三、实训步骤1. 硬件电路搭建(1)根据设计要求,绘制电路原理图;(2)根据原理图,焊接电路板;(3)测试电路,确保电路功能正常。

2. 软件编程(1)编写初始化程序,设置单片机工作模式、端口状态等;(2)编写PWM生成程序,生成不同频率的方波;(3)编写音乐播放程序,根据音乐数据生成PWM信号,驱动蜂鸣器播放音乐;(4)编写按键控制程序,实现歌曲切换、播放/暂停、音量调节等功能;(5)编写显示控制程序,显示当前播放曲目、状态等信息。

3. 系统测试与调试(1)测试硬件电路,确保电路功能正常;(2)测试软件程序,确保程序功能正常;(3)调整程序参数,优化系统性能;(4)测试系统稳定性,确保系统长时间运行无故障。

四、实训成果1. 完成单片机音乐播放器硬件电路搭建;2. 编写并实现单片机音乐播放器软件程序;3. 通过测试,系统功能正常,稳定性良好。

五、实训心得1. 通过本次实训,掌握了单片机音乐播放器的硬件设计和软件编程;2. 提高了动手能力和创新意识,学会了如何将理论知识应用于实际项目中;3. 了解了单片机在音乐播放领域的应用,为今后从事相关领域工作打下了基础。

单片机课程设计报告 简易电子琴

单片机课程设计报告 简易电子琴

目录1概述 (1)2方案设计 (2)2.1系统设计要求 (2)2.2电子琴系统的组成 (2)2.3电子琴系统的设计思想 (2)2.3.1 硬件设计思想 (2)2.3.2 软件设计思想 (3)3硬件电路设计 (4)3.1系统方案 (4)3.2系统功能框图 (5)3.3功能模块详细设计 (5)3.4主要芯片功能描述 (9)4 系统软件设计 (11)4.1主程序流程图 (11)4.2源程序 (12)4.3设计总结 (16)5 仿真与调试 (17)结束语 (19)参考文献 (20)1概述单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),单片机芯片常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

相当于一个微型的计算机,和计算机相比,单片机只缺少了I/O设备。

概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。

它最早是被用在工业控制领域。

由于单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,当时的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031,此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。

因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机,直到目前基于8031的单片机还在广泛的使用。

在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了广泛的应用。

事实上单片机是世界上数量最多处理器,随着单片机家族的发展壮大,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

单片机课程设计报告(利用蜂鸣器播放音乐)

单片机课程设计报告(利用蜂鸣器播放音乐)

课程设计:电子设计题目名称:音乐流水灯姓名:戴锦超学号:08123447班级:信科12-3班完成时间:2014年10月23日1设计的任务设计内容:动手焊接一个51单片机设计目标:利用单片机上的蜂鸣器以及二极管实现音乐播放以及根据音乐的节奏而规律性闪亮的二极管。

并且通过程序调节音乐节奏的快慢。

2 设计的过程2.1基本结构1.STC89C52RC在本次的试验中采用了STC89C52RC单片机,STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机,指令代码完全兼容传统8051单片机,12时钟/机器周期,工作电压:5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V(3V单片机),工作频率范围:0~40MHz,相当于普通8051的0~80MHz,实际工作频率可达48MHz,用户应用程序空间为8K字节。

(STC89C52RC引脚图)STC89C52RC单片机的工作模式:(1)典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒,中断返回后,继续执行原程序(2)空闲模式:典型功耗2mA(3)正常工作模式:典型功耗4Ma~7mA(4)唤醒,适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备2.蜂鸣器及其工作原理:蜂鸣器按其结构分主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。

接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场,振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。

本实验采用的是电磁式蜂鸣器。

蜂鸣器按其是否带有信号源又分为有源和无源两种类型。

有源蜂鸣器只需要在其供电端加上额定直流电压,其内部的震荡器就可以产生固定频率的信号,驱动蜂鸣器发出声音。

无源蜂鸣器可以理解成与喇叭一样,需要在其供电端上加上高低不断变化的电信号才可以驱动发出声音。

本实验采用的是有源蜂鸣器。

(蜂鸣器与单片机连接电路图)2.2 软件设计过程1.蜂鸣器发声原理本实验由于采用有源蜂鸣器,只需将引脚端口P1^4清零,蜂鸣器即可发声;P1^4置位,蜂鸣器停止发声。

单片机课程设计报告 电子琴

单片机课程设计报告  电子琴

电子音调发生器一、实验目的1.了解计算机发声原理.2.熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。

二、实验完成的功能1.利用键盘1~7进行音调选择, 即按下音符产生对应音调。

2.事先存储三首歌曲, 并可进行选择播放。

3.谱曲功能:通过按键对LCD菜单选项进行选择, 进入谱曲界面, 通过按键1~7分别输入音高与几分音符类型, 由按键输入若干数据完成谱曲。

4.在播放存储歌曲与谱曲播放时,对应音符及其节奏LCD显示对应频谱。

5.在播放音乐时按“返回”键出现返回界面,由键盘按“确认”键选择返回主菜单或循环播放。

三、实验原理1.音节由不同频率的方波产生, 音节与频率的关系如表(1)所示。

要产生音频方波, 只要计算出某一音频的周期(..频率), 然后将此周期除以2, 即为半周期的时间。

利用计时器计时此半周期时间, 每当计时到后就将输出方波的I/O(P1.7)反相, 然后重复计时此半周期时间再对I/O反相, 就可在P1.7脚得到此频率的方波。

将P1.7经过驱动电路与蜂鸣器相连, 随着P1.7口输出不同频率的方波, 蜂鸣器便会发出不同的声音。

音乐的节拍是由延时实现的, 如果1拍的时间为0.4秒, 1/4拍是0.1秒。

只要设定延时时间, 就可得到节拍的时间。

延时实现基本延时时间, 节拍值只能是它的整数倍。

每个音节相应的定时器初值计算公式如下:(1/2)*(1/f)=(12/fose)*(216-x)即 x=216-(fose/24f)其中, f是音调频率, 当晶振fosc=11.0592MHz时, 音节“1”相应的定时器初值为x, 则可得到x=63777D=F921H, 其它的可同样得到。

表(1)音节与频率的关系在编写歌曲代码过程中, 音高由三位数字组成: 个位是表示1~7 这七个音符;十位是表示音符所在的音区:1-低音, -中音, -高音;百位表示这个音符是否要升半音: 0-不升, -升半音。

音长最多由三位数字组成: 个位表示音符的时值, 其对应关系是:|数值(n): |0 |1 |2 |3 | 4 | 5 | 6|几分音符: |1 |2 |4 |8 |16 |32 |64 音符=2^n 十位表示音符的演奏效果(0-2): 0-普通, -连音, -顿音, 百位是符点位: 0-无符点, 1-有符点。

北京交大单片机课程设计电子音调发生器实验报告

北京交大单片机课程设计电子音调发生器实验报告

实验报告指导老师:付文秀实验课程:单片机实验班级:通信0607班姓名:电子音调发生器一、实验目的1.了解计算机发声原理。

2.熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。

二、设计任务及要求利用实验平台上的开关k0-k7和蜂鸣器设计电子音调发生器,要求:1.利用实验平台上开关k0-k7进行音调选择,即拨动不同的开关产生不同的音调,依次拨动K0~K7,蜂鸣器发出1234567i八个音调。

2.编写2支歌曲,并可进行选择播放。

三、工作原理及设计思路音节由不同频率的方波产生,音节与频率的关系如表1所示。

要产生音频方波,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间。

利用计时器计时此半周期时间,每当计时到后就将输出方波的I/0反相,然后重复计时此半周期时间再对I/O反相,就可在I/O脚得到此频率的方波。

在ZKS-03实验仪上,产生方波的I/O脚选用P1.7,通过跳线选择器JP1将单片机的P1.7与蜂鸣器的驱动电路相连。

这样P1.7输出不同频率的方波,蜂鸣器便会发出不同的声音。

另外,音乐的节拍是由延时实现的,如果1拍为0.4秒,1/4拍是0.1秒。

只要设定延时时间,就可求得节拍的时间。

延时作为基本延时时间,节拍值只能是它的整数倍,每个音节相应的定时器初值X可按下法计算:(1/2)*(1/f)=(12/fose)*(216-x)即 x=216-(fose/24f)其中f:音调频率,当晶振fose=11.0592MHz时,音节“1”相应的定时器初值为x,依次可以求得。

硬件连线电路图系统功能说明:可以通过开关K0闭合依次令蜂鸣器发出相应的1234567i 这8个音调;可以通过同时按下K1或K2选择播放两首歌曲,并通过闭合K3选择暂停,打开K3继续播放,K4结束一首VCC歌,再次按下K1或K2将重新播放歌曲。

(由于最初是在开发板上进行实验的,开发板上一共只有四个开关,所以我就设置成了一个开关控制播放8个音阶) 1、 总体设计 系统总体设计框架五键键盘控制P3.2、P3.3、P3.4、P3.1、P3.6状态 系统功能模块图2、 硬件电路设计 电路设计思路在ZKS-03单片机实验仪中,通过5个开关用导线分别与P1和P3口5位直接相连。

51单片机综合实验报告

51单片机综合实验报告

《单片机原理与接口技术》综合实验报告实验题目:基于单片机的电子日历、数字温度计、音乐播放器学院:电子信息学院专业:12 电子信息工程实验者:潘安乐学号: 1 2 2 8 4 0 1 0 1 0前言21世纪是信息时代,电子技术发展日新月异,在电子信息发展迅猛的年代,我们不仅要掌握8051系列单片机的C语言编程,而且要掌握好按键、LCD、USB 等程序的编写,要知道几乎每一样单片机系统都要与他们打交道的。

并且单片机作为一种经典的微控制器,其技术已经涉及到我们生活、工作、科研,各个领域,已经成为一种比较成熟的技术,作为电子专业的学生,我们学习了单片机,就要将其应用到自己的日常生活中来。

电子日历:在当代繁忙的工作与生活中,时间与我们每一个人都有非常密切的关系,每个人都受到时间的影响,随着社会、科技的发展,人类得知时间,从观太阳、摆钟到现在电子钟,不断研究、创新。

为了在观测时间的同时,能够了解其它与人类密切相关的信息,比如星期、日期等,于是电子万年历诞生了,它集时间、日期、星期等功能于一身,具有读取方便、显示直观、功能多样、电路简洁等诸多优点,符合电子仪器仪表的发展趋势。

对于数字电子万年历采用直观的数字显示,可以同时显示年、月、日、周日、时、分、秒等信息,还具有时间校准等功能。

数字温度计:在科学技术不断发展的今天,温度的检测.控制应用于许多行业,随着电子行业的发展,数字仪表反应快,操作简单,对环境要求不高的优点,市场上逐渐出现越来越多的数字式温度计。

实践表明,低功耗高精度的便携式数字式温度计使用方便,工作稳定,待机时间长,具有广阔的应用前景,本实验所采用的DS18B20可以很好的转换温度值,并且直接显示温度值,它的性能优于传统的感温元件并且省去了A\D、和模拟开关的设计。

数字音乐播放器:本文设计的数字音乐播放器是以单片机为核心元件的数字音乐播放器。

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点。

基于单片机的电子琴课程设计报告

基于单片机的电子琴课程设计报告

本科课程设计课程名称:单片机原理与接口技术设计项目:简易电子琴设计实验地点:跨越机房专业班级:通信0901学号:2009001330 学生XX:田野同组人:李刚瑛梁邦爽指导教师:武娟萍2012年05月26日一、设计目的本设计以AT89C51单片机为核心,采用常用电子器件设计。

要求最少8个按键,每个按键对应一种音调,按下按键发声,松开按键后声音延迟一段时间后停止,即带余音的电子琴,延时时间可以设置,要求最少8个不同音调,可以采用标准的音调设计。

本次课程设计主要研究基于AT89C51单片机的简易电子琴设计二、设计器材AT89C51,蜂鸣器,PNP型三极管,晶振,独立按键三、总体设计方案1.设计思路此次设计硬件电路分四大模块较为简单,主要由独立按键、单片机AT89C51、音频功放及扬声器构成。

以AT89C51为主控器件,对其进行编译,达到我们的设计要求。

对于软件部分下面有详细介绍。

2.电路总设计框图如图1:图1 电路总设计框图3.音频放大电路在一定频率X围内,具有固定频率的振动就能产生音乐,但是单片机产生的音频脉冲直接驱动扬声器并不能产生所要实现的音乐,因为他没有足够的驱动能力,需要音频功率放大电路。

这里选用PNP型三极管来驱动蜂鸣器,是音响效果更为理想,音频功放电路接口如图2所示:图2 音频放大电路4.音乐播放电路对于播放一首固定音乐,不仅要知道音符也要知道节拍,对应节拍延时时间设定表,对单片机进行编程就可以实现功能。

放歌产生电路如图3,其中单片机的P3.0口控制音乐开始播放控制端口,P3.2口是控制音乐停止播放的控制端口,当小按键S10按下时P3.0口获得低电平,音乐开始重复播放,当小按键S9按下时,P3.2口获得低电平,经过单片机的处理,音乐停止播放,单片机回到最初工作状态。

而P2口的每个端口都连接一个按键,分别控制1,2,3,4,5,6,7,˙1八个不同的音符。

图3音乐播放电图5.总体电路图如下图:图4 总体电路图,四、设计原理分析1.产生声音的方法:只要让扬声器通过产生大小变化的电流(脉动电流或交流),就能使扬声器发出声音,因此若以程序不断的输出1—0—1—0—1……就可以令扬声器发出声音,由于MCS —51系列的输出端口输出电流不够大,所以必须加上晶体管把电流放大后再驱动扬声器,如图2所示。

基于51单片机的电子琴设计

基于51单片机的电子琴设计

基于51单片机的电子琴设计随着科技的不断发展,单片机技术已经成为了现代电子设备中的重要组成部分。

51单片机作为一种广泛应用的单片机系列,具有高性能、低功耗、高集成度等特点,被广泛应用于各种嵌入式系统开发中。

本文将介绍一种基于51单片机的电子琴设计。

一、系统硬件设计1、单片机选择本设计选用AT89C51单片机作为主控制器,AT89C51是一种低功耗、高性能的8位单片机,具有4K字节的可编程存储器和128字节的RAM,同时具有丰富的外设接口,如UART、SPI、I2C等。

2、电子琴设计电子琴采用8×8 LED点阵作为输出设备,通过单片机控制点阵的亮灭状态来展示音乐波形。

具体实现方式是将音频信号通过一个运放放大器放大,然后将其输入到LED点阵中,通过控制点阵的亮灭状态来展示音乐的波形。

3、存储模块设计为了实现电子琴曲目的存储和播放,本设计选用了一块AT24C02 EEPROM芯片作为存储设备。

AT24C02是一种串行E2PROM存储器,容量为256字节,可以通过I2C总线与单片机进行通信。

将曲目信息存储在AT24C02中,可以实现曲目的存储和播放功能。

4、按键模块设计本设计采用4×4矩阵键盘作为输入设备,通过扫描按键状态来实现音符的选择和节奏控制。

矩阵键盘的行线连接到单片机的P1口,列线连接到P2口,通过检测行列组合的变化来确定按下的键位。

二、系统软件设计1、音符解码本设计采用MIDI音符编码方式来存储和播放曲目信息。

在解码过程中,根据音符的频率和持续时间计算出对应的音高和节奏信息,然后将其用于驱动电子琴的输出设备展示音乐的波形。

2、演奏控制为了实现节奏控制,本设计采用了一种基于时间间隔的演奏方式。

在演奏过程中,单片机根据设定的节奏间隔时间来触发音符输出,从而实现对节奏的控制。

同时,为了实现曲目的停止和播放功能,我们需要在软件中加入相应的控制逻辑。

3、存储和播放在软件设计中,我们需要实现将曲目信息存储到AT24C02中以及从AT24C02中读取曲目信息的功能。

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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 tIn 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 chiplcd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憾地选择了一个相对简单的题目(本组软件负责的队友同学其实本来是非常中意于“单片机智能车”这个题目的,但是未能如愿为之尝试、努力和钻研,实在是一大遗憾)并以相对紧凑的实验节奏完成了实验,实验完成功能:LCD显示的电子音乐发生器,用时:30个教学单元(第11天完成验收)。

首先,总结实验中学到的知识与技能,本次实验中参考正规科研实验的模式编写并保存了“实验日记”和出于个人兴趣录制的实验中期检验的录像,虽然记录并不完整,但是还是有利于回忆经验教训的(此部分参见附录和报告附带文件夹)。

在硬件设计,尤其是万能板焊接前的具体电路设计阶段,由于不得不考虑手中现有材料的限制,曾经出现严重的元件错接在高电平上的事故,好在接通电源前及时发现并更正,否则该元件极有可能发生爆炸。

由于焊接工作台与测试区分离,在焊接过程中时常有忘记携带图纸、镊子等状况,不仅让实验习惯不好的我吃到了苦头,更是让我理解了实践过程中对人各方面能力综合考验的道理。

其次,总结实验中个人心得体会,实验中曾经遇到十分棘手的问题,如下实验日记:2013.6.29第一次理论课,实验介绍及题目引导2013.7.1进入实验室,试验箱介绍,尝试霹雳灯(下载成功未成功运行),尝试d盘中程序计数器(led灯显示计数数值)(下载、运行均成功)2013.7.2第二次理论课(讲解硬件),继续实验,实验设计报告编写、实验报告试写、题目权衡确定、其他组成果观摩与教师交流硬件支持问题、总结实验箱使用经验教训(尤其关于下载和实验箱电源接触不良与程序下载运行之间的关系,总结理论与实际差距问题)2013.7.3实验进入胶着状态,虽然仍然在不懈研究代码和硬件之间的关系,但一无所获……(上午),下午,电子音乐发生器程序输出端口暂定rc0。

2013.7.4由于突发不可抗力原因,实验节奏被迫打乱,开始系统学习汇编语言且进度不可控,上午理论学习,下午理论学习同时查阅资料,同组同学发现编程中对于二进制常数填写中00000000B不可用,需改用B’00000000’的形式,实现按键控制led发光二极管依照指令发光。

晚上对程序进行重新修改后,基本实现按键控制指定led发光,同时控制喇叭发出c 大调七个音阶的声音,实验取得阶段性胜利。

面包板出现问题且查找原因整整2天无果,正是由于电子音乐发生器是一个并不困难的题目,才更加让人如鲠在喉、如芒在背。

现在回想起实验当时的困扰和不解,有如只身一人前往一处人烟稀少的“一线天”景点,但是不幸在通过石缝时整个人被卡在正中间,一转头都会擦到鼻子的狭窄和精神上的窒息感,此时唯有解决当前的问题才能艰难蹭出石缝……但是当终于从压迫身心的“石缝”中脱险时,才能发现天空是如此蔚蓝高远、回想起来心中感慨万千。

焊接过程中由于操作不当烫伤了手指,还目睹了旁边实验台烙铁使用不当导致的爆炸,这些都时刻提醒着我们实验过程中“规范使用、安全第一”,(旁边实验台爆炸时,一个火球从烙铁导线出喷出来,发出爆鸣声,随后发现烙铁导线完全炸断、插排断电保护)否则伤及自身、他人,造成安全隐患、财产损失、甚至伤亡都是有可能的。

由于我们组从7月1日实验开始每天8:30-11:30、14:00-17:00和18:00-21:00的3个实验单元均按时签到进行实验,同时我们寻求老师关于元件基本使用方法的帮助、旁边13组同学也十分热心地介绍了他们自己购买的元件使用方法、网上资料也相对简单易懂,本组进度会较其它组稍微快一点,实验第七天开始有很多其它组同学来询问关于元件基本使用方法、乐理知识(我稍有乐器学习的经历,对其他制作有音乐发生作品的同学能有些帮助吧)、焊接经验、电路工作中出现错误的问题等等,在尽力提供帮助时,我深刻地感受到帮助与我同样带着焦虑无奈眼神的人是一件多么有意义的事!实验中面包板会时不时出现故障的原因到最后也没有彻底明了,也许这就是实验的魅力所在,对我来说,与其说在实验中领悟了“通信工程的真谛”,到不如说参透了“人生不是考试题,不是所有的事情都能有答案”这样的禅理。

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