电子音乐发生器的设计毕业论文

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学院本科毕业论文

题目电子音乐发生器的设计

学生

指导教师

年级2009级

专业电子信息科学与技术

系别

2013年5月

重声明

本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此重声明。

毕业论文（设计）作者（签名）：

年月日

目录

标题 (1)

中文摘要 (1)

1 序言 (1)

2 硬件系统设计 (2)

2.1系统结构和工作原理 (2)

2.1.1系统结构 (2)

2.1.2工作原理 (2)

2.2系统硬件设计 (3)

2.2.1单片机控制电路 (3)

2.2.2时钟与复位电路 (4)

2.2.3功能键盘 (5)

2.2.4 LM386驱动电路 (6)

2.2.5 1602液晶显示电路 (7)

3 软件系统设计 (7)

3.1主程序功能 (7)

3.2音乐发生程序设计 (8)

3.3发生器演奏功能下按键程序设计 (9)

3.4 LCD显示程序设计 (10)

4 结束语 (11)

参考文献： (12)

致 (13)

附录： (14)

外文页： (23)

电子音乐发生器的设计

摘要电子音乐发生器的设计以STC89C52单片机作为系统的核心控制部分，由按键电路、时钟与复位电路、音频功放电路、扬声器和LCD液晶显示电路五部分组成。各部分电路协调工作，然后进行软硬件的调试运行，最终达到设计电路的乐器演奏、播放乐曲及显示功能。设计中应用中断系统和定时/计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。可以用它来弹奏和播放乐曲。特点是设计思路简单、清晰，成本低。

关键词音乐发生器单片机音符节拍

1序言

1.1音乐发生器的现状与发展

除了PC和大型计算机系统以外，今天每一个人都很熟悉的嵌入式电子设备如电饭褒、空调、洗衣机、热水器、遥控多功能风扇、冰箱、电视、DVD播放机、MP3播放机、充电器、手机、汽车、电动自行车、电梯、飞机、火车等都采用了不同性能档次、不同温度围和不同成本等级的单片机。基于单片机的设计创新和产品创新看起来似乎永无止境，而且它们也的的确确在方方面面日益完善和丰富着我们每个人的日常生活和工作。

电子音乐发生器是现代电子科技与音乐结合的产物，它在现代音乐扮演者重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已融入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。

1.2课题的设计任务

本文的主要容是用STC89C52单片机为核心控制元件，设计一个电子音乐发生器。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控制模块上设有11个按键和扬声器。

本文主要对使用单片机设计简易电子音乐发生器进行了分析，并介绍了基于单片机电子音乐发生器硬件系统组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏想要表达的音乐。并且本文分别从原理图、主要芯片、各模块原理及各模块的程序的调试来详细阐述。

一首音乐是由许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了。当然对于单片机来说，产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样频率的方波信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

2 硬件系统设计

2.1系统结构和工作原理

2.1.1系统结构

该设计以STC89C52单片机为控制核心，时钟与复位电路、功能键盘、LM386驱动电路、1602液晶显示电路以及电源等部分组成。系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

2.1.2工作原理

声音是通过振动产生的。单片机对某一I/O 引脚以一定的频率循环置一清零，这一引脚便产生一定频率的方波，该方波通过放大后作用于扬声器便产生一定频率的声音。若改变输出方波的频率，产生的声音也就改变了。通过控制输出方波的时间长短，声音的长短也就得到控制。因此，根据乐谱，单片机就可产生电子音乐。音乐中最关键的两个要素就是音符和节拍。

每个音符对应一特定固定的频率，同时为了编程的方便，给每个音符设置简谱码，简谱码以十六进制数表示，音符的频率确定后，其倒数就是周期，该周期可用单片机的定时器实现。在每个周期，高、低电平的时间各占一半，因此，输出脚在每个方波周期要动作两次，一次为高电平，一次为低电平。音符频率和简谱码的对应关系如表1所示，音符和时间常数对应关系如表2所示。

表1 音符频率和简谱码对应关系

表2 音符和时间常数对应关系

将表中N 的值送给定时器，启动定时后，在输出脚上便可产生对应的音符频率。

通过建立节拍码和节拍数的对应关系，然后在软件中利用延时便可实现相应的节拍。节拍码用十六进制数表示，节拍码和节拍数的对应关系如表3

表3 节拍码和节拍数的对应关系

节拍码 1 2 3 4 5 6 8 A C F 节拍数

1/4

2/4

3/4

1

5/4

3/2

2

5/2

3

15/4

2.2系统硬件设计

2.2.1单片机控制电路

STC89C52是STC 公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。STC89C52使用经典的MCS-51核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k 字节Flash ，512字节RAM ， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，置4KB EEPROM ，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM 、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，

频率（HZ ） 390 440 494 523 578 659 698 784 880 988 简谱码 1

2

3

4

5 6

7

8

9

A

音符 低5SO 低6LA 低7SI

中1DO

中2RE 中3MI 中4FA 中5SO 中6LA 中7SI

N

64260 64400 64524 64580 64684 64777 64820 64898 64968 65030