基于单片机的MIDI电子琴的设计
单片机实现电子琴课程设计
工业控制：如自动化生产线、机器人等 家电产品：如洗衣机、冰箱、空调等 汽车电子：如汽车电子控制系统、车载娱乐系统等 医疗设备：如医疗仪器、医疗电子设备等 通信设备：如手机、路由器等 航空航天：如卫星、航天器等
需求分析：明确单片机的功能需求
硬件设计：选择合适的单片机型号，设 计电路图
软件设计：编写单片机程序，实现功能 需求
调试与测试：对硬件和软件进行调试和 测试，确保功能正常
优化与改进：根据测试结果进行优化和 改进，提高性能和稳定性
量产与维护：将设计成果转化为产品， 进行量产和维护
PART THREE
电子琴主要由键盘、音源、放大器和扬声器组成
键盘用于输入音符，音源用于产生声音，放大器用于放大声音，扬声器用于输出声音
力
音乐教育：单片机可以应用于 音乐教育领域，帮助学生更好 地理解和掌握音乐知识
智能乐器：单片机可以控制乐 器的音色、音量、节奏等，实 现智能化演奏
音乐创作：单片机可以辅助音 乐创作，提高创作效率和创意
音乐治疗：单片机可以应用于 音乐治疗领域，帮助患者缓解
压力和焦虑
汇报人：
程序设计：编写单片机程序， 实现音符的输出和控制
硬件连接：将单片机与电子琴 的硬件连接，实现音符的输出
和控制
单片机控制电子琴的音调：通过改变单片机的输出频率，实现音调的变化 单片机控制电子琴的音量：通过改变单片机的输出电压，实现音量的变化 单片机控制电子琴的音色：通过改变单片机的输出波形，实现音色的变化 单片机控制电子琴的演奏模式：通过改变单片机的输出信号，实现演奏模式的切换
控制器：控制音色、音 量、节奏等
电源：提供电力
连接线：连接各部分硬 件
软件架构：单片机控制、音频处理、用户界面等模块 单片机控制：通过编程实现电子琴的音色、音高、节奏等控制 音频处理：对输入的音频信号进行处理，如滤波、放大、均衡等 用户界面：实现电子琴的按键、显示、音量等用户交互功能
基于单片机的音乐电子琴设计
题目基于单片机的音乐电子琴设计摘要电子琴的出现可以追溯到几百年前，在这个几百年的过程中，它已经从庙堂之高飞入寻常百姓家，成为再普通不过的商品了。
作为最受大众喜爱的微型电子琴，功能齐全人性化，价格也是非常令人满意，喜爱最深的当属初学者。
嵌入式电子技术的大步迈进也间接带动了微型电子琴技术的向前发展，单片机、PLC还有FGPA各有各自的长处。
一般说来，好的产品优势之处总是不谋而合，音色效果极佳；技术成熟，系统不会紊乱；价格低；接口齐全等都是优势之处。
本次设计以STC89C52单片机为核心，除了单片机以外，系统还有三个模块：分别为键盘扫描模块，扬声器模块，和液晶显示模块。
本设计综合运用了硬件和软件，在这些基础上设计了一款简易的音乐电子琴，可以通过该设计实现对音乐的演奏。
关键词：音乐电子琴；单片机；演奏ABSTRACTFrom the invention of the electric piano several hundred years ago to now, it has entered millions of households and become a popular commodity. Especially the miniature electronic keyboard, although it is cheap, but it is powerful, it is deeply loved by customers, especially those who just started to learn piano. With the development of embedded electronic technology, the development of the miniature electronic keyboard has become more and more mature, and the use of single-chip microcomputers, PLCs, and FGPA have their merits. But overall, the outstanding products are similar, the first to produce high-quality sound effects, the second is mature technology, the system is stable, the third is low cost, and the fourth is good scalability.This design takes the STC89C52 MCU as the core. Besides the MCU, the system has three modules: the keyboard scanning module, the speaker module, and the liquid crystal display module. The design uses a combination of hardware and software. Based on these designs, a simple music keyboard is designed to enable music to be played through the design.Key words: Music Electronic organ; Single-chip computer; Play目录第一章绪论 (1)1.1研究现状 (1)1.2课题研究的目的和意义 (2)1.3国内外概况 (2)第二章硬件部分 (4)2.1 STC89C52单片机概述 (4)2.1.1晶振电路 (9)2.1.2复位电路 (7)2.2按键部分电路概述 (7)2.3 音阶设计原理 (9)2.4 Nokia5110显示简介 (12)2.5 miniplay音乐模块概述 (12)2.5.1主要功能及参数 (13)2.5.2实际应用 (13)第三章软件部分 (17)第四章硬件调试部分 (20)4.1常见的硬件故障 (20)4.2硬件调试方法 (20)结束语 (24)致谢 (25)附录A (27)附录B (28)第一章绪论1.1研究现状如今电子信息技术越来越发达，嵌入式技术也随之越来越好，并且在很多领域内都得到了运用。
基于51单片机的电子琴设计课程设计
目录前言 (2)第1章基于51单片机的电子琴设计 (3)1.1 电子琴的设计要求 (3)1.2 电子琴设计所用设备及软件 (3)1.3 总体设计方案 (3)第2章系统硬件设计 (5)2.1 琴键控制电路 (5)2.2 音频功放电路 (6)2.3 时钟-复位电路 (6)2.4 LED显示电路 (6)2.5 整体电路 (6)第3章电子琴系统软件设计 (7)3.1 系统硬件接口定义 (7)3.2 主函数 (8)3.2.1 主函数程序 (8)3.3 按键扫描及LED显示函数 (9)3.3.1 键盘去抖及LED显示子程序 (10)3.4 中断函数 (11)3.4.1 中断程序 (12)第4章电子琴和调试 (12)4.1 调试工具 (12)4.2 调试结果 (13)4.3 电子琴设计中的问题及解决方法 (14)第5章电子琴设计总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)前言音乐教育是学校美育的主要途径和最重要内容，它在陶冶情操、提高素养、开发智力，特别是在培养学生创新精神和实践能力方面发挥着独特的作用。
近年来，我国音乐教育在理论与实践上都取得了有目共睹的成绩，探索并形成了具有中国特色的、较为完整的音乐教育教学体系。
但我国音乐教育的改革力度离素质教育发展的要求还存在一定距离。
如今，电子琴作为电子时代的新产物以其独特的功能和巨大的兼容性被人们广泛的接受和推崇。
而在课堂教学方面，它拥有其它乐器无法比拟的两个瞬间：瞬间多元素思维的特殊的弹奏方法；瞬间多声部(包括多音色)展示的乐队音响效果的特点。
结合电子琴自身强大的功能及独特的优点来进行音乐教育的实施，这样就应该大力推广电子琴进入音乐教室，让电子琴教学在音乐教育中发挥巨大的作用。
现代乐器中，电子琴是高新科技在音乐领域的一个代表，体现了人类电子技术和艺术的完美结合。
电子琴自动伴奏的稳定性、准确性，以及鲜明的强弱规律、随人设置的速度要求，都更便于人们由易到难、深入浅出的准确掌握歌曲节奏和乐曲风格，对其节奏的稳定性和准确性训练能起到非常大的作用。
基于单片机的微型电子琴研究与设计
绪论基于单片机的微型电子琴研究与设计1 绪论1.1 研究背景电子琴是现代电子科学技术发展中产物。
电子琴属于键盘乐器的一种，电子琴又被称之为“电子风琴”，是世界上电子乐器之一。
世界上的第一架电子琴是由美国的发明家卡希尔在1904年时制造出来，重达将近200吨之多。
但随着电子技术的飞速的发展，电子琴也在不断地更新换代，也在不断进步。
特别的情况是，随着科学技术的不断发展，电子琴的飞速发展超出了人们的想象，以数字技术为代表，大规模的集成电路出现改变了现状。
不仅不同种类乐器的音色能够模仿，就连许多未曾听过的声音也能表达出来。
美国、德国电子琴制造商进行各种各样的试验，最重要和最知名的电子琴是哈蒙德风琴、有两层手键盘和一套脚键盘，它在某种程度上可模仿小提琴、长笛、双簧管、打击乐器等不同乐器。
在20世纪60年代之初，电子琴制造商改进了造琴工艺水平，先后用晶体管和集成电路代替电子管，使得电子琴日趋小型化。
家用电子琴具有了自动打击乐节奏、自动配置和声及分解和弦伴奏以及人工音响等不同功能。
到了20世纪70年代中期，大规的模集成电路出现和电子计算机的广泛使用，使电子琴变得更小型化和多功能化。
此时电子琴的工作原理变为:采用固体电路，依靠电子振荡器发声，将电子音源产生的波型经频谱合成及滤波电路形成多种不同音色[6]，再经音型电路(包括产生器)形成吹、拉、弹的演奏效果。
电子琴形制不统一，有一排键盘、两排键盘、三排键盘等几种样式，其声音组合、音彩变化有不少差异。
队中经常用两排键盘电子琴。
电子琴使用钢琴谱，声音优美、宏亮演奏技巧灵活，音域宽广，力度变化幅度较大，可演奏乐队各个声部。
当然，微型电子琴表现出来的片面性也是非常清楚的，它的和声及旋律太协和、简便、音量的变化太少，在仿效不同类型弦、管乐器的时候;音色的失真比较严重。
仿效提琴的时候音色逼真程度不够，所以不能替代其它乐器。
随着科技的日新月异的变化，电子琴也变得越发与众不同。
它有着其他乐器不可取代的地方。
基于单片机的电子琴设计_毕业设计论文
基于单片机的电子琴设计_毕业设计论文基于单片机的电子琴设计目录1 概述 (3)1.1 引言 (3)1.2 设计思路 (4)1.3 方案论证........................................................................4 2 系统总体方案及硬件设计 (4)2.1 系统组成及总体框图.........................................................4 2.2 元件介绍 (5)2.2.1 AT89S52 (5)2.2.2 三极管 (5)2.2.3 LED数码管............................................................6 2.3 按键选择方案..................................................................6 2.4各功能模块原理图 (6)2.4.1 AT89S52模块电路原理图 (6)2.4.2 键盘扫描模块电路原理图 (7)2.4.3 数码管显示模块电路原理图 (7)2.4.4 音频处理模块电路原理图..........................................7 3 软件设计 (8)3.1 音乐相关知识 (8)3.2 如何用单片机实现音乐的节拍 (8)3.3 如何用单片机产生音频脉冲 (8)3.4 系统总体功能流程图.........................................................10 4 Proteus软件仿真 (11)4.1 ISIS软件介绍 (11)4.2 仿真图介绍..................................................................11 5 系统调试 (12)5.1 硬件调试 (12)5.2 软件调试........................................................................12 6课程设计体会........................................................................12 参考文献.................................................................................12 附1:源程序代码.....................................................................22 附2:系统原理图 (23)河南理工大学本科课程设计报告概述1.1 引言电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。
基于单片机的音乐电子琴设计
基于单片机的音乐电子琴设计I. IntroductionA. Background information on electronic keyboards and musical instruments.B. The purpose of this research paper.C. The impact of the electronic keyboard on music-making. II. Literature ReviewA. History of electronic keyboards and how they have evolved over time.B. Components of electronic keyboards, including amplifiers, speakers, and MIDI capabilities.C. Comparison between electronic keyboards andtraditional acoustic pianos.III. MethodologyA. Selection of microcontroller and other components for the electronic keyboard.B. Design process for creating the PCB layout and schematic for the instrument.C. Programming of the microcontroller to interface with the keyboard switches and produce sounds.IV. ResultsA. Testing of individual components and the entire electronic keyboard.B. Comparison of the sound quality and versatility of the electronic keyboard with traditional pianos and other electronic keyboards.C. Discussion of the potential uses for this electronickeyboard in music production and education.V. ConclusionA. Summary of research findings and implications for the future of music-making.B. Limitations and opportunities for further research in the field of electronic keyboards and other digital music instruments.IntroductionOver the years, technological advancements have greatly influenced the world of music-making. One major innovation in music technology is the electronic keyboard - a modern-day musical instrument that has transformed the way music is made and enjoyed. This research paper focuses on the design of a keyboard-based electronic music instrument that uses a microcontroller to produce a range of sounds, including piano, guitar, drums, and others. The purpose of this research is to explore the capabilities of the microcontroller and demonstrate how it can be used in an electronic keyboard to create a versatile and functional instrument that isaccessible to musicians at all levels of expertise.Literature ReviewElectronic keyboards have come a long way since their inception in the 1960s. Initially, they were designed to replicate the sound of traditional pianos and other keyboard instruments. However, over time, advances in technology have made electronic keyboards significantly more versatile and functional than their predecessors. Components such as amplifiers, speakers, and MIDI capabilities have all been incorporated into the design of electronic keyboards. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) allows electronic instruments to communicate with each other and with computersto create and edit music.Electronic keyboards have many benefits over traditional pianos. They are often much lighter and more compact, making them easier to transport and store. Additionally, electronic keyboards offer a range of sounds and effects that are not possible with acoustic pianos. With the ability to change sound settings and add special effects, electronic keyboards provide the opportunity for musicians to experiment with different genres of music and express themselves in new ways.MethodologyTo design an electronic keyboard, microcontrollers are used to interface with the keys, switches, and other components of a keyboard. In this research, the ATmega328P microcontroller was selected due to its low cost and versatility. The circuit was designed using the Eagle PCB design tool, which allowed for precise placement of components on the board. The schematic was drawn in tandem with the PCB, which allowed for easier programming andtesting of the device.Next, the microcontroller was programmed tointerface with the keyboard switches and produce sounds. The programming languages used were C and C++, which provided an approachable language for programmers of all levels of experience. The programming aspect is crucial, as it allows for changes to be made quickly and easily to the device's sound settings.ResultsThe electronic keyboard was tested to ensurefunctionality of individual components and the instrument in its entirety. Overall, the electronic keyboard demonstrated ahigh level of versatility and sound quality. The extensive range of sounds that the keyboard could produce was unmatched by traditional pianos, making it an excellent device for music creation and experimentation. Due to its low cost and relatively simple components, the instrument is ideal for amateur musicians and educators.ConclusionElectronic keyboards have revolutionized the world of music-making. With its versatility and accessibility, the electronic keyboard has opened up new opportunities for musicians at all levels of expertise. The incorporation of microcontrollers into electronic keyboards has furthered this trend, by making devices that produce a broad range of sounds possible and affordable. This research demonstrates the potential applications of microcontroller-based electronic keyboards and presents future opportunities for research in the field of digital music devices. By exploring this technology, users can unlock new avenues for music-making and expression.。
基于单片机的电子琴设计
基于单片机的电子琴设计一、引言二、总体设计方案（一）设计目标设计一款基于单片机的电子琴，能够实现基本的音符演奏、音色切换、节奏控制等功能，并且具有良好的音质和稳定性。
（二）系统组成本电子琴系统主要由单片机控制模块、键盘输入模块、音频输出模块、显示模块和电源模块等部分组成。
1、单片机控制模块选用 STM32 系列单片机作为控制核心，负责处理键盘输入信号、生成音频信号、控制显示等功能。
2、键盘输入模块采用矩阵键盘，通过扫描键盘获取用户的按键操作，将其转换为对应的音符编码发送给单片机。
3、音频输出模块使用DAC 芯片将单片机生成的数字音频信号转换为模拟音频信号，再通过放大器和扬声器输出声音。
4、显示模块采用液晶显示屏，用于显示当前的演奏状态、音色选择、节奏模式等信息。
5、电源模块为整个系统提供稳定的电源供应，可采用电池供电或外接电源适配器。
三、硬件设计（一）单片机最小系统STM32 单片机的最小系统包括时钟电路、复位电路和电源电路。
时钟电路为单片机提供工作时钟，复位电路用于系统初始化，电源电路为单片机提供稳定的电源。
（二）键盘电路矩阵键盘由行线和列线组成，通过逐行扫描的方式检测按键状态。
将键盘的行线和列线分别连接到单片机的 GPIO 引脚，通过编程实现键盘扫描和按键识别。
（三）音频输出电路选用高性能的 DAC 芯片，如 PCM1794，将单片机输出的数字音频信号转换为模拟音频信号。
为了提高音频输出的质量，还需要添加放大器和滤波电路，以增强信号的功率和去除噪声。
（四）显示电路液晶显示屏通过 SPI 接口或 I2C 接口与单片机连接，单片机通过发送指令和数据来控制显示屏的显示内容。
（五）电源电路根据系统的工作电压和电流需求，选择合适的电源芯片，如LM7805 等，将输入电源转换为所需的电压，并通过滤波电容等元件提高电源的稳定性。
四、软件设计（一）主程序流程主程序首先进行系统初始化，包括单片机初始化、键盘初始化、音频输出初始化、显示初始化等。
基于单片机的微型电子琴建模
基于单片机的微型电子琴建模引言随着科技的不断发展，电子琴已经成为了音乐爱好者们的最爱之一。
传统的电子琴大多采用单片机和其他电子元件来实现各种音效和功能，但是这种电子琴通常比较大而且价格昂贵。
为了满足人们对小巧便携且质量优良的需求，我们打算通过使用单片机来设计一种微型电子琴。
本文将介绍该微型电子琴的设计思路、具体实现方法以及未来的发展方向。
一、微型电子琴的设计思路1. 硬件设计我们打算采用STM32F103C8T6单片机作为微型电子琴的核心处理器。
这款单片机具有较高的性能和丰富的外设资源，能够满足我们对音乐输出和按键输入的需求。
我们还会使用一块音频解码芯片来解码各种音色样本，并通过单片机进行控制和输出。
在按键方面，我们打算使用一组多功能按键来实现琴键的弹奏和功能的选择。
为了提高音质和音量，我们还会加入一组功放电路和扬声器。
2. 软件设计在软件设计方面，我们将会使用C语言来编写单片机的驱动程序和控制程序。
通过对按键输入的检测和音频解码芯片的控制，我们能够实现琴键的弹奏和音色的切换。
我们还会对整个系统进行优化，以确保微型电子琴的稳定性和响应速度，并且可以支持各种音乐演奏模式。
二、微型电子琴的具体实现方法1. 硬件实现我们需要搭建一套原型系统来验证我们的设计方案。
我们会使用原型板来连接单片机、音频解码芯片、按键和功放电路，并且通过软件调试来保证各部分的正常工作。
一旦原型系统稳定运行，我们就可以进行电路的PCB设计和制作，以便于后期的小批量生产。
在PCB设计中，我们需要注意每个电子元件的布局和连线，以减少信号干扰和提高整个系统的可靠性。
2. 软件实现在软件实现方面，我们需要编写音频解码程序、按键检测程序和功放控制程序。
通过音频解码程序，我们能够实现各种音色样本的解码和播放，以满足不同演奏需求。
通过按键检测程序，我们能够实现琴键的弹奏和功能的选择。
通过功放控制程序，我们能够控制扬声器的音量和音质，以提供更好的音乐体验。
基于单片机的电子琴设计
基于单片机的电子琴设计摘要：本文提出了一种基于单片机的电子琴的设计方案，旨在实现音乐的创作和演奏。
设计方案的硬件部分包括键盘、音箱、电源和电路板等，软件部分则采用C语言进行编程。
通过此设计方案可以实现多种音色的演奏和各种音乐效果的创作。
本文的实验结果表明，设计方案具有良好的音效和音质，非常适合学习和演奏音乐。
关键词：单片机、电子琴、音乐引言：随着科技的不断发展和电子技术的不断进步，电子琴已经成为一种非常重要的乐器之一。
传统的钢琴因为体积大、制造、维护成本高等原因，使得它成为高消费群体的享受。
而电子琴的便携性、价格适中、功能丰富、可扩展性高等特点，使得它逐渐成为广大音乐爱好者和乐手的选择。
本文提出了一种基于单片机的电子琴的设计方案，可以实现多种音色的演奏和各种音乐效果的创作，有着非常广阔的市场前景和应用前景。
1.电子琴的原理电子琴是一种基于电子技术的乐器，它是通过触键产生音符，再通过放大器和音箱放出声音。
电子琴的音色可以通过数字合成和采样技术来实现。
数字合成的原理是通过脉冲宽度调制（PWM）和频率控制（FM）等方式来合成各种音色。
采样的原理则是通过把各种乐器的音色进行采样，并保存为数字信号，在电子琴上播放所需乐器的音色。
2.基于单片机的电子琴的设计方案本文提出的基于单片机的电子琴设计方案，包括硬件和软件两部分。
硬件部分：主要包括键盘、音箱、电源和电路板等组成部分。
其中电路板是整个电子琴的核心部分，它包含了单片机、按键、驱动等器件。
键盘是传统琴键的改良版，用硬纸板制成，磨砂表面处理。
而音箱则采用了好声音的喇叭，拥有清晰甜美、高音饱满的音质。
软件部分：采用C语言进行程序设计，包括键盘扫描模块、音频模块、数字控制模块和显示模块等多个模块组成。
其中键盘扫描模块是整个软件的核心部分，它利用单片机的IO口来扫描键盘，实现对音符的捕捉。
而音频模块则是利用DAC芯片，通过PWM控制，实现各种音色的播放。
数字控制模块是通过编程来控制各种音乐效果的产生，而显示模块则是把音符和效果的信息在LCD屏幕上进行显示。
课程设计报告---基于单片机的电子琴设计
课程设计报告---基于单片机的电子琴设计河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告基于单片机的电子琴设计姓名：郭鹏超王芳学号：310808010609 310808010602专业班级：电气08-6班指导老师：王莉所在学院：电气工程与自动化学院2012年5月19 日摘要当代，爱好音乐的人越来越多，有不少人自己练习弹奏乐器作为业余爱好和一种放松的手段，鉴于一些乐器学习难度大需要太多的学习时间，且其价格又太过于高昂，使得一部分有这种想法的人不得不放弃这种想法。
而一些简易的电子乐器价格相对便宜，学习上手快，一般人容易负担的起，能够满足一般爱好者的需求，故简易电子琴的研制具有一定的社会意义。
本次课程设计主要研究基于AT89S52单片机的简易电子琴设计。
整个系统主要包括以下几个部分组成：（1）单片机的最小系统：最小应用系统设计是单片机应用系统的设计基础。
它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的I/O口扩展、掉电保护等。
（2）矩阵键盘：当按键数目较多时，为了节省I/O口线，通常采用矩阵式键盘接口电路。
本设计采用5*8矩阵键盘（共40个按键，其中36个按键用来显示高中低音的1、1#、2、2#、3、4、4#、5、5#、6、6#、7的36个音调，其它4个按键可以随意的播放已存歌曲）。
（3）产生外部中断的系统：它由两个四输入与非门74LS20和一个两输入或非门74LS02组成，把矩阵的五行与与非门74LS20和或非门74LS02相接后接在了单片机的P3.2口，下降沿触发产生中断INT0。
（4）发音电路：此电子琴发音电路是由或非门来驱动扬声器发音的，控制单片机的P2.7口产生不同频率使扬声器发出不同的音调。
本文主要对单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴的硬件组成。
并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可以随意弹奏想要表达的音乐，还设计了一按键用来自动播放一首曲子。
基于单片机的电子琴设计
基于单片机的电子琴设计电子琴是一种常见的乐器，通过电子元件和技术实现各种声音效果和音调的变化。
基于单片机的电子琴设计，使用单片机作为核心控制芯片，可以实现各种音色的生成、乐曲演奏和音调调整等功能。
一、基本原理1.音源生成：通过单片机的计算和控制，生成各种音色的数字波形信号。
可以使用PWM波形发生器，通过控制占空比实现不同音调的发声。
2.按键输入：通过按键进行音符的选择和演奏，按键可以通过矩阵键盘或编码器等方式实现，通过单片机的GPIO口读取按键输入信号。
3.音量控制：通过调节音量电阻或数字控制器，调整输出音量大小。
4.音色调整：通过改变生成波形的参数和算法，实现不同音色效果的切换和调整。
二、硬件设计1.单片机：选择合适的单片机，如STC89C52或ATmega328P等，作为控制核心。
2.键盘：选择合适的键盘结构和按键数量，如矩阵键盘或编码器。
3.音源：可以选择合适的音源模块或芯片，如AD9833，用于生成各种音色的波形信号。
4.音量控制：将数字音频信号通过运放进行放大，通过音量电位器或数字控制器调节输出音量大小。
5.音箱：选择合适的音箱，用于放大和放出音频信号。
三、软件设计1.按键扫描：通过单片机的GPIO口读取按键输入信号，实现按键的扫描和检测。
2.音符和音调处理：将按键输入映射为相应的音符号，通过生成不同的波形并控制频率实现不同音调的发声。
3.音量控制：通过改变音源模块的输出幅度或控制运放的增益，实现音量的调节。
4.音色调整：通过改变生成音色的参数和算法，实现不同音色效果的切换和调整。
5.乐曲演奏：通过编写相应的乐曲和音符的编码和播放算法，实现各种乐曲的演奏功能。
6.界面显示：可以通过液晶显示屏或LED显示器，实现界面的显示和操作。
四、功能扩展1.录音和播放：在单片机上添加存储模块（如SD卡或FLASH芯片），实现录音和播放功能，可以录制和回放演奏的音乐。
2.MIDI接口：添加MIDI接口，通过MIDI合成音源模块，实现与其他乐器和设备的互联。
解析MIDI电子琴的设计用单片机是如何实现的
解析MIDI电子琴的设计用单片机是如何实现的摘要:用单片机控制通用MIDI音源模块制作制作出的电子琴，结构简单，可靠性高，并且价格低廉，具有实用的价值。
这种电子琴能够支持单音和复音弹奏，如果与高品质的音源芯片连接，音质更可与高档电子琴相媲美。
我们在实验过程中，也曾采用手机中通用的音乐芯片构成音源模块，效果不错，价格更低廉，如韩国产的QS6400 等，这些芯片的驱动要复杂一些，需要对芯片进行初始化设置，详细内容可参看国防工业出版社出版的《MIDI原理与开发应用》一书中的相关章节。
关键字:电子琴,单片机,音源板,MD20641、电子琴的硬件设计方案本电子琴包含48个按键键盘，即具有4个8度的音域，单片机AT89C51通过对所弹按键的识别，产生相应的MIDI消息。
它支持单音弹奏和最多16个复音弹奏。
电子琴结构示意图和电路原理图分别如图1和图2所示。
AT89C51作为主控芯片，它使得键盘矩阵模块、通道和音色选择以及串口发送等各功能模块协调工作。
48按键行列式键盘矩阵构成MIDI电子琴的键盘扫描输入端，由于89C51的P0口内部没有上拉电阻，故这里采用电阻R14——R21将列线拉至高电平，与六条行线组合完成48个琴键的扫描识别，在图1中，单片机与键盘矩阵间的双箭头线表示单片机在扫描键盘矩阵时，P0口和P2口分别作为输入/输出口使用。
人机接口电路则利用了单片机P1口的大部分口线，并通过或门向INT0发出中断请求，该部分电路主要完成MIDI电子琴的通道设置和音色选择等人机交互功能。
键盘的弹奏信息以及通道、音色信息经CPU处理后，由串口将标准的MIDI数据发送给MIDI音源及放大器，推动扬声器发声。
图1:MIDI电子琴结构示意图图2:MIDI电子琴电路图音源模块采用MD2064 套板，如图3所示。
它是一种模块化的MIDI音源产品，由得理电子公司开发，具有标准MIDI接口，该板能接受标准GM MIDI命令进行音乐播放，自带3D, REVERB, CHORUS等效果处理。
基于单片机的简易电子琴设计
基于单片机的简易电子琴设计随着科技的不断发展，人们对电子产品越来越依赖和喜爱。
其中，电子琴作为一种乐器，更是以其简便易用、能够自我演奏等特点受到了众多音乐爱好者的追捧。
在这样的背景下，基于单片机的简易电子琴的设计也逐渐成为了研究的热点。
一、设计思路电子琴主要由键盘、音源、电子音效处理电路等组成。
基于单片机的电子琴则采用了测量键盘按下与松开时间的方法，从而产生不同的频率，实现音源的输出。
设计主要包括单片机的选择、键盘的设计、显示器和音频的控制等。
二、单片机的选择单片机是电子琴各部件的控制中枢，而在众多的单片机中，AVR与Arduino等单片机最为常用。
AVR的主频高，适合高频率的应用，具有低功耗、高性能、高可靠性等特点，相较于Arduino其兼容性不如后者。
Arduino的易上手、容易编码、数据处理能力强等更适合初学者和小型应用，但其运行频率相对较低。
三、键盘的设计键盘的设计是电子琴中的十分重要的部分。
在电子琴的制作中，可以考虑采用机械键盘和触摸屏键盘等不同种类。
机械键盘的键位设计成多组形状相同的小凸起，按下按键时借助其可按性抵抗产生摁下按键的滑动感觉。
相对的，触摸屏键盘则直接采用触摸屏来实现，其轻触屏幕产生电信号而记录下按键行为。
不论哪种键盘，都需要体现“无声”、“无噪音”的特点。
四、显示器和音频的控制显示器的作用就是显示键盘所对应的音符或是指示各种操作。
音频的控制是电子琴中的另一个关键点。
基于单片机的电子琴中常使用的音频控制电路是DAC，即通过DAC将数字信号转换成模拟信号输出到扬声器中。
时序控制电路的实现能够控制不同的音符频率和音色，保证音乐的表现力。
五、组装与调试电子琴的组装与调试都是必备的过程。
在电子琴的组装中，要保证设计的完整性和正确性，能够正常地运行、使用、初始化。
在调试中，需要考虑键盘的触发状态、音乐效果的细节、等问题。
音乐效果的细节需要依赖听觉从口感、听感、声音表现、音乐艺术效果等方面进行观察、分析和把握，以提高电子琴的表现力。
基于51单片机的电子琴设计课程设计
基于51单片机的电子琴设计课程设计单片机原理》课程设计前言本课程设计旨在通过基于51单片机的电子琴设计，加深学生对单片机原理的理解和应用。
在本设计中，我们将介绍电子琴的设计要求、所用设备及软件以及总体设计方案。
随后，我们将详细介绍系统硬件设计中琴键控制电路、音频功放电路、时钟-复位电路和LED显示电路的设计。
第1章基于51单片机的电子琴设计1.1 电子琴的设计要求在电子琴的设计中，我们需要考虑琴键数量、音频输出质量、电源电压和外部接口等因素。
在本设计中，我们将采用25个琴键，保证音频输出质量和电源电压稳定，并提供外部接口以便于扩展和调试。
1.2 电子琴设计所用设备及软件在本设计中，我们将使用51单片机、琴键、音频功放、时钟、LED显示器等设备，并使用Keil C51编译器进行软件开发。
1.3 总体设计方案在总体设计方案中，我们将采用按键扫描方式实现琴键控制，使用PWM技术实现音频输出，使用外部晶振提供时钟信号，并使用LED显示器显示琴键状态。
第2章系统硬件设计2.1 琴键控制电路在琴键控制电路中，我们将采用矩阵按键扫描方式，通过51单片机的IO口进行扫描和检测。
同时，我们还将使用电容式触摸开关来实现琴键的触发。
2.2 音频功放电路在音频功放电路中，我们将采用TDA7297芯片作为功放，通过PWM技术实现音频输出，并通过滤波电路滤除杂音和谐波。
2.3 时钟-复位电路在时钟-复位电路中，我们将采用12MHz晶振作为时钟源，并使用复位电路确保系统在上电时能够正确运行。
2.4 LED显示电路在LED显示电路中，我们将采用MAX7219芯片实现LED点阵显示，并通过SPI接口与51单片机进行通信。
同时，我们还将使用CD4511芯片实现数码管显示琴键状态。
通过本课程设计，我们可以深入理解单片机原理的应用，掌握电子琴的设计和制作技术，提高自身的实践能力和创新能力。
2.5 整体电路本章将介绍电子琴的整体电路设计。
基于单片机的简易电子琴设计_毕业设计论文
基于单片机的简易电子琴设计摘要随着科学技术的不断发展，单片机的应用日益成熟。
单片机集成度高、处理功能强大、价格低廉使其在各个领域得到广泛应用。
同时电子琴作科学技术与音乐共同发展的产物，在这个电子信息化的时代，为音乐的大众化做出了不可代替的贡献。
本文主要介绍一种基于51单片机的简易电子琴设计方案。
它采用了STC公司出品的一款低功耗、高性能单片机STC89C52芯片作为主控单元，与4*4矩阵键盘、复位电路、LED双位数码显示器、扬声器等组成主控核心模块。
文章详细论述了电子琴硬件设计和软件结构设计流程，采用了Altium Designer 09画出原理图、PCB图，通过Keil编程软件对电子琴进行软件编程，然后进行软硬件的调试运行并将程序烧录到STC89C52芯片中。
此系统运行比较稳定，具有硬件设计电路简单、清晰，成本低，软件功能完善，控制系统牢靠，性价比高等优点，具有一定的实用和参考价值。
关键词：STC89C52；电子琴；矩阵键盘AbstractAlong with the development of science and technology, the application of SCM increasingly mature. Single chip microcomputer high level of integration, processing powerful, low prices make it is widely used in various fields. At the same time the keyboards for science and technology and music common development of the product, in the electronic information era, for music's popular do can't replace contribution.This paper mainly introduces a kind of simple keyboard based on 51 SCM design scheme. It USES the STC product of our company a low power consumption, high performance microprocessor STC89C52 chips as the master unit, and 4 * 4 matrix keyboard and reset circuit, LED digital display, a double master core module and other components of the speaker. This paper discusses the design of hardware and software structure keyboard design process, the use of a Altium Designer 09 draw a diagram, PCB figure, through the Keil software keyboard to software programming, then the software and hardware debugging run and will burn to STC89C52 chip program. Operation of the system is stable and has the hardware circuit design simple, clear, and the cost is low, the software perfect function, control system firm, price higher advantages, has certain practical and reference value.Key words : stc89c52; keyboard; matrix keyboard目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1.2 设计的主要内容 (1)2 系统概述 (2)2.1 系统工作原理 (2)2.2 系统结构组成 (2)2.2.1 电源电路 (2)2.2.2 控制部分 (3)2.2.3 显示部分 (3)2.2.4 发声部分 (3)2.3 主要芯片及元件的介绍 (3)2.3.1 STC89C52单片机简介 (3)2.3.2 芯片引脚介绍 (4)2.3.3 STC89C52时钟介绍 (6)2.3.4 双位LED数码显示器简介 (7)3 硬件电路的设计 (9)3.1 电源电路的设计 (9)3.2 复位电路的设计 (10)3.2.1 复位操作 (10)3.2.2 复位信号及其产生 (11)3.3 键盘控制电路 (12)3.3.1 矩阵式键盘的概述 (12)3.3.2 矩阵式键盘按键识别原理及方法 (12)3.4 显示电路 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 如何利用单片机实现音乐节拍 (14)4.2 如何用单片机产生音频脉冲 (15)4.2.1 音符和频率的关系 (15)4.2.2 定义初值 (16)4.3 音乐发生程序流程图 (17)结论 (18)参考文献 (19)附录一电子琴源程序 (20)附录二原理图 (24)附录三 PCB图 (25)附录四实物图 (26)致谢 (27)1 绪论1.1 设计的目的和意义单片机又称单片微型计算机，英文字母的缩写MCU。
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。
毕业论文基于单片机STC52的电子琴设计
毕业论文基于单片机STC52的电子琴设计电子琴是一种能够模拟真实乐器声音的电子音乐乐器，它使用数字信号处理技术来模拟不同音调和音色的声音。
在这篇毕业论文中，我们将基于STC52单片机设计一个电子琴。
首先，我们需要了解电子琴的基本原理和工作方式。
电子琴主要由白键和黑键组成，每个键对应一个音调。
当用户按下一些键时，电子琴会发出相应音调的声音。
为了模拟各种音调和音色，电子琴还需要使用合成器来生成声音波形。
在本设计中，我们将使用STC52单片机作为主控芯片。
这款单片机具有强大的计算和处理能力，并且易于编程和控制。
我们将使用C语言编程来实现电子琴的功能。
首先，我们需要设计一个按键矩阵来接收用户的按键输入。
按键矩阵将通过电子琴的键盘连接到STC52单片机的I/O口。
当用户按下一些键时，相应的I/O口将被触发，并且可以通过编程来检测并响应按键动作。
接下来，我们将设计一个音频输出电路来输出电子琴的声音。
音频输出电路将连接到STC52单片机的PWM输出口。
通过调节PWM输出的频率和占空比，我们可以生成不同频率和音量的声音波形。
然后，我们需要设计一个合成器来生成不同音调和音色的声音波形。
合成器可以通过不同的算法和参数来模拟不同乐器的声音。
我们可以使用数字信号处理技术，如傅里叶变换和滤波器设计，来实现合成器的功能。
最后，我们需要编写软件程序来控制和管理电子琴的功能。
我们可以使用STC52单片机的开发环境和编程工具来编写程序。
程序需要实现按键检测、声音生成和处理等功能。
通过编程，我们可以实现不同音调、音色和演奏效果的电子琴。
在设计实现过程中，我们还需要考虑到电子琴的硬件和电路布局、电源供应、按键和音频接口等方面的问题。
同时，我们还需要进行测试和调试，以保证电子琴的正常工作和良好的声音质量。
通过以上的设计和实现，我们可以制作一个基于STC52单片机的电子琴。
这款电子琴具有丰富的音调和音色选择，可以模拟不同乐器的声音，同时具有简单易用的操作和良好的音质。
基于单片机的电子琴设计资料
基于单片机的电子琴设计资料电子琴是一种电子乐器，通过电子回路和单片机控制，可以模拟出多种乐器的声音。
下面是一个基于单片机的电子琴设计资料，包括硬件设计和软件编程。
硬件设计：1.材料准备：选择一个适当大小的键盘，通常有8个到16个键位，每个键位可以连接到一个按钮开关。
2.连接按钮开关：将按钮开关连接到单片机的GPIO引脚上，通过读取引脚状态来检测按键的按下与释放。
3.音频输出：将单片机的数字音频输出连接到扬声器上，以发出相应的声音。
4.电源供应：提供适当的电源电压和电流给单片机和其他电子元件使用。
软件编程：1.初始化：在程序开始时，初始化单片机的GPIO引脚以及其他必要的外设，设置合适的时钟频率和中断设置。
2.按键扫描：通过循环遍历GPIO引脚，检测按钮开关的状态。
当检测到按键按下时，记录下按键对应的音符。
3.声音发生器：根据按键记录的音符，生成相应的音频信号。
可以使用一组预设的音符频率和振幅值，或者使用数学公式生成声音波形。
4.声音输出：将生成的音频信号发送到数字音频输出引脚，输出到扬声器上。
5.多音同步：为了更好的音乐体验，可以通过增加多音同步功能，使得按下多个按键时可以同时发出多个音符。
设计注意事项：1.硬件连接：确保正确连接按钮开关、声音输出和电源供应等元件，避免短路或其他电路问题。
2.音频信号处理：可以通过数字信号处理（DSP）算法对音频信号进行增强、滤波等处理，提高音质和音效。
3.功耗优化：在编程时，可以考虑使用低功耗模式以延长电子琴的电池寿命。
4.隔音材质：适当在琴身上加入隔音材质，减少按键和扬声器震动传递到外部的噪音。
总结：基于单片机的电子琴设计包括硬件连接和软件编程两个方面，硬件连接主要涉及键盘、按钮开关、扬声器和电源供应等元件的连接，软件编程则负责按键扫描、音频发生和音频输出等功能。
在设计过程中需注意硬件连接的正确性和优化声音效果，使得电子琴能够发出优美的音乐。
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口 ］ 陈学煌，潘晓利．ＭＩＤＩ音源及其在声控电子乐器中 的应用［Ｊ］．电声技术，２００７，３１（７）：５９—６１．
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口 ］ 李朝青．单片机原理及接口技术［Ｍ］．北京：北京航天 航空大学出版社，２００１．
后产生相应的ＭＩＤＩ数据流，由串口发送给通用ＭＩＤＩ音源模块，经功率放大后推动扬声器发声。该电子琴支持单音
和复音弹奏，最多支持复音数为１６个，有１２８种音色可供选择，结构简单，具有可靠的功能和优美的音色。
关键词：电子琴；ＭＩＤＩ；单片机
一
中图分类号：ＴＰ３９１．４２
文献标识码：Ａ
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ＭＩＤＩ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｏｒｇａｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ
１ 电子琴的硬件设计方案
本电子琴包含４８个按键键盘，即具有４个８度的音域， 单片机ＡＴ８９Ｃ５１通过对所弹按键的识别，产生相应的ＭＩＤＩ 消息。它支持单音弹奏和最多１６个复音弹奏。电子琴结构 示意图和电路原理图分别如图１和图２所示。ＡＴ８９Ｃ５１作 为主控芯片，它使得键盘矩阵模块、通道和音色选择以及串 Ｉ：Ｊ发送等各功能模块协调工作。４８按键行列式键盘矩阵构 成Ｍ／ＤＩ电子琴的键盘扫描输入端，由于８９Ｃ５１的Ｐｏ口内 部没有上拉电阻，故这里采用电阻Ｒｌ。～Ｒ２。将列线拉至高电
ｆ通道选择Ｌ＋
ｃ＝＝＝＝刮４８按键行列式键盘矩阵
＾Ｔ８９Ｃ５ｌ
Ｉ音色选择Ｌ＋
—一串口发送ＭｍＩ消息Ｉ＿一接￣ⅡＤＩ音源Ｉ
图１ ＭⅡ）Ｉ电子琴电路结构示意图
音源模块采用Ｍ如６４套板，如图３所示。它是一种模块
化的ＭＩＤＩ音源产品，由得理电子公司开发，具有标准ＭＩＤＩ接
口 斑，脚该，板Ｃ嘲能ｉ接Ｉ］受ｓ等标准效Ｇ果Ｍ砌处Ⅸ理命。令由进于行该音套乐板播的放Ｍ，ＩＤ自Ｉ接带口３Ｄ，采
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｄｅｐｅｎｄａｂｌｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．ｂｕｔ ａｌｓｏ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔＯ ＭＤＩ ｍｕｓｉｃ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｏｒｇａｎ；ＭＩＤＩ；ｓｉｎｇｌｅ ｃｈｉｐ
０引
言
在电子音乐领域，自从２０世纪末期ＭＩＤＩ（乐器数字 化接口）推出和逐步规范化后，各种乐器及众多数码音视 频产品中采用ＭＩＤＩ技术已逐渐成为一种潮流。但是当前 各厂商的电子琴产品通常使用自己设计的专用音源，并且 软硬件均不对外公开，阻碍了ＭＩＤＩ技术的交流。作者在 开发基于ＭＩＤＩ模块的音乐发生器的过程中，进行了用单 片机控制通用ＭＩＤＩ音源模块的相关功能制作电子琴的实 践，制作出具有４８个按键的ＭＩＤＩ电子琴，该琴支持单音 和复音弹奏，单片机以标准的ＭＩＤＩ波特率传送信息，通过 串口连接ＭＩＤＩ音源，从而获得优美的乐音。
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Ｄ口 ］］ ＭＩＤｌｌ．０信息二进制代码细则表［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｌ：ｐ／／：
、ｊｌｒ、ｖ、＾Ｌ ｍｉｄｉｃｎ．ｃｏｍ． 张燕翔．新媒体艺术［Ｍ］．北京：科学出版社，２００５．
Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｘｈｇｚ＠１６３．ｔｏｍ
·１７５·
第３１卷
电子测量技术
快进键有效时，每次增加８个音色编号，选择增加８个 音色的原因是：标准ＭＩＤＩ的１２８种音色是按每８个音 色一组编排的，共包含１６个乐器组。电子琴开机时默 认的音色编号是０，即大钢琴音色。
单片机的Ｐ１．２口线连接着音色增加按键，Ｐ１．３则连 接音色减小按键，Ｐ１．４连接音色快进键。低电平时按键有 效，这３个按键通过与门连接外部中断ＩＮＴ０，以便实时响 应音色设置。该外部中断０的中断服务子程序流程图如 图５所示（图中省去了按键延时去抖动部分）。
以下是部分功能模块的程序设计介绍。
万方数据
延时１０ｍ５ ＋
键盘扫描。存Ａ．ＢＵＦＦ２ ＋
比秽／ＢＵＦＦＩ与ＢＵＦＦ２，发送音符开、关信息 ＋
ＢｕＦＦ２覆盖ＢＵＦＦＩ ＋
图４主程序流程图 ２．１音色选择模块的设计
该模块的功能是使ＭＩＤＩ电子琴能按要求快速改变 音色，所以采用了中断服务子程序。当某个音色选择按 键压下时，通过或门向单片机的ＩＮＴ０发出中断请求， ＣＰＵ响应后进人该中断服务子程序。ＭＩＤＩ技术规范 规定，标准ＭＩＤＩ含有１２８种音色，它们的编号范围是０ ～＇１２７，为了能够快速找到所需音色，硬件中设置３个按 键，其中２个用于音色编号的单步增加和减小，每次增 加或减小１个音色编号，另外一个键用于音色快进，当
Ｐａｎ Ｘｉａｏｌｉｌ Ｃｈｅｎ Ｘｕｅｈｕａｎ９２ Ｚｈｕ Ｘｉａｎｇｄｉｚ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｙｕａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｈｅｙｕａｎ ５１７０００；
２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｅｓ，Ｑｉｎｇｈａｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｖｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ ８１０００８）
用了光耦合器，电流驱动，故设计了由Ｑ√Ｑ等器件组成的驱动
电路，使单片机串口数据得以正常传输。在模块的耳机输出端 取得信号后，经小功率放大即可推动扬声器发声。
潘晓利等：基于单片机的Ｍ趔电量茎盟堡盐
第６期
图２ ＭＩＤＩ电子琴电路图
昌
设置通道 ●
ｌ键盘扫描．存入ａＵＦＦ．１
图３ ＭＤ２０６４音源模块
２电子琴的软件设计特点 该电子琴软件采用模块化设计方法，程序也较简单。
· 】７４·
万方数据
平，与６条行线组合完成４８个琴键的扫描识别，在图１中， 单片机与键盘矩阵间的双箭头线表示单片机在扫描键盘矩 阵时，Ｐｏ口和Ｐ２口分别作为输入／输出口使用。人机接口
Ｉ电ＮＴ路０发则利 出用中了断单请片求机，Ｐ该１口部的分大电部路分主口要线完，成并删通电过子或琴门的向
通道设置和音色选择等人机交互功能。键盘的弹奏信息以 及通道、音色信息经ＣＰＵ处理后，由串口将标准的ＭＩＤＩ数 据发送给ＭＩＤＩ音源及放大器，推动扬声器发声。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｉｇｎｓ ａｍｉｄｉ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｏｒｇａｎ ｗｉｔｈ ４８ ｋｅｙｓ．Ｉｔ ｓｅｎｄｓ ｍｉｄｉ ｍｅｓｓａｇｅｓ，ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈａｎｎｅｌｓ ｏｒ ｔｉｍｂｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｐｌａｙ．Ｔ｝ｌｏｓｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｂｅ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ ｔＯ Ｍ刀ＤＩ ｍｏｄｕｌｅ ｔｈｏｕｇｈ Ｒｓ２３２ ｗｉｔｈ ｂａｕｄ ｒａｔｅ ａｔ ３１．２５ ｋａ／ｓ ａｆｔｅｒ ｂｅｉｎｇ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ ＣＰＵ。ａｎｄ ｐｈｏｈａｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌｏｕｄｓｐｅａｋｅｒ．Ｔｈｉｓ ｍｉｄｉ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｏｒｇａｎ ｃａｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｂｅ ｏｎｅ－ｋｅｙ ｐｌａｙｅｄ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｂｅ ｍｕｌｔｉ－ｋｅｙ ｐｌａｙｅｄ．Ｔｈｅ ｕｓｅｒ ｃａｎ ｓｅｔ ｃｈａｎｎｅｌ ａｎｄ ｔｉｍｂｒｅ ｆｒｅｅｌｙ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈａｓ ｓｉｍｐｌｅ
软件中各功能模块都由相应的子程序完成，主要包含通道 选择模块，音色选择模块，４８按键键盘扫描模块，串口发送 模块等，其中为了及时完成用户命令，音色选择模块采用 了中断服务子程序，可以在演奏中快速响应使用者的 请求。
主程序在完成串Ｉ：１初始化、相关变量的初始化以及设 置通道后，即进入键盘扫描、发送音符消息流程，为了使按 键识别准确可靠，还设置了２个缓冲区ＢＵＦＦ。和ＢＵＦＦｚ 保存键盘扫描值。主程序流程图如图４所示。
３结 论
用单片机控制通用ＭＩＤＩ音源模块制作制作出的电子琴， 结构简单，可靠性高，并且价格低廉，具有实用的价值。这种 电子琴能够支持单音和复音弹奏，如果与高品质的音源芯片 连接，音质更可与高档电子琴相媲美。在实验过程中，也曾采 用手机中通用的音乐芯片构成音源模块，效果不错，价格更低 廉，如韩国产的ＱＳ６４００等，这些芯片的驱动要复杂一些，需要 对芯片进行初始化设置，详细内容可参看国防工业出版社出
本电子琴提供了４８个ＭＩＤＩ按键，即４个８度音的音 域范围，当按下单个键时，产生一条ＭＩＤＩ消息，当按下多个 键值时产生对应键值的多条ＭＩＤＩ音符开消息，当某个键值 被释放时，发送对应的音符关消息。这些ＭＩＤＩ消息通过串 口发送给ＭＩＤＩ音源，产生ＭＩＤＩ音乐。音乐的时值由按键 的时间长度控制，当按键被释放，实时产生ＭＩＤＩ消息，关闭 被释放的键值音。由Ｐｏ口和Ｐ２口的Ｐ２．Ｏ～Ｐ２．５构成行
一稿映翱艮囊妞！椒ｍ一 电子测量技术 ＥＬＥＣｒＲＯＮＩＣ Ｍ［ＥＡｓＩ爪ＥＭＥＮＴ ＴＥＣＨＮＯＵＤＧＹ
第３ｌ卷第６期 ２００８年６月
基于单片机的ＭＩＤＩ电子琴的设计
潘晓利１ 陈学煌２祝祥迪２ （１．河源职业技术学院信息技术系 河源 ５１７０００；２．青海师范大学物理系 西宁８１０００８）
摘要：本文设计了一种具有４８个按键的ＭＩＤＩ电子琴，该电子琴的键盘弹奏信息以及通道、音色信息经ＣＰＵ处理
在该子程序中，变量ＴＡＭＢＥＲ中存放当前音色，其值 可在ｏ～１２７间循环，当ＴＡＭＢＥＲ是最大值１２７时，加１ 后又变为０；而当ＴＡＭＢＥＲ为０时，减１则变为１２７；在边 界范围加８取模后，刚好为其对应的音色值。
列式键盘，也可继续扩展键盘，例如改为常用的４９键或６４ 键。因为支持复音按键，键盘扫描程序必须扫描到行列式 键盘的每个键值，扫描所得的键值存放在缓冲区ＢＵＦＦｌ或 ＆ＪＦ盹中。键盘扫描程序获得的键盘编号范围是０～４７，还 需将这个键盘编号值转换为ＭＩＤＩ设备能够识别的钢琴键 盘编号，这个功能由一个子程序来完成，限于篇幅本文不再 详述。键盘扫描子程序流程如图６所示。
眵ｐ ］］ 赖春秋．电脑音乐的研究与应用［Ｄ］．长春：东北师范 大学，２００５．