数字信号处理课程设计虚拟电子琴

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1、数字信号处理课程设计题目：虚拟电子琴设计、学院：电气工程班级:学号：指导老师：教师职称：教授讲师电气工程学院《课程设计》任务课程名称：“单片机原理及应用——数字信号处理”课程设计第14页基层教学单位：电气工程学院指导教师：谢平杜义昊学号学生姓名（专业）班级设计题目虚拟电子琴设计设计技术参数(a)利用Matlab设计基于虚拟琴键的信号发生器。(b)基于单片机对按键输入操作的识别，通过串口发送请求指令给上位机，启动相应琴键发声。在发出不同琴键声音的同时，同时控制单片机系统的LED显示琴键音节数字及波形参数

2、(如幅度、频率等)。(c)扩展：也可编制程序自动生成一节旋律，或进行组合和弦声音输出。设计要求要求至少输出7个音符的信号并实现相应信号的频谱分析，对比不同信号的时域波形和频谱特性。其中可调参数包括幅值、相位、频率、采样频率等。设计软件分析界面。工作量软件编程与硬件调试相结合，绘制设计流程图，编制相应软件界面，实现单片机控制与信号处理任务的综合应用参考资料1）《微型计算机控制系统》赖寿宏，机械工业出版社（教材）2）《单片机及应用》李大友，高等教育出版社（教材）3）《信号处理原理及应用》谢平等机械工业出版

3、社（教材）4)《Matlab程序设计及其在信号处理中的应用》聂祥飞等西南交通大学出版社5）自选其他有关资料周次第一周第二周应完成内容熟悉伟福单片机编程环境，调试单片机各基本功能模块；熟悉matlab信号处理工具箱，信号处理系统基本功能模块学习和调试单片机系统与信号处理系统综合进行硬件调试，撰写课程设计报告指导教师签字基层教学单位主任签字第14页目录第1章摘要……………………………………………4第2章系统总体设计方案…………………………52.1参数............................

4、......52.2正弦信号的实现.......................62.3设计过程..............................72.4控制界面设计...........................7.2.5matlab编程.........................................................第3章实际应用……………………13第7章课设心得及总结………………………………14参考文献………………………………………………14一．摘

5、  要 第14页随着社会的发展进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。我们对于电子琴如何实现其功能，如声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。 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。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用MCS51单片机为核心控制元件，利

6、用Matlab设计基于虚拟琴键的信号发生器设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，，在主控模块上设有7个按键和扬声器。用matlab设计操作界面，借助串口与单片机模块联系起来，控制单片机蜂鸣器发出七个音，并对音阶各项参数进行分析。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价。特别是新型智能手机就可以运用此款功能。二．系统总体设计方案第14页2.1参数均值：对于一个随机变量来说，均值是一个很重要的数值特征。粗略的说，就是来描述一个群体的平均水平。其

7、严格的数学定义非常的简单，就是一个随机变量关于概率测度的积分。这样的积分在测度轮或者实分析里是没有什么直观的解释的。而在概率论里却成为了一个群体的主要指标。在此处，均值表示肌电信号的平均水平。标准差：标准差（StandardDeviation），也称均方差（meansquareerror），是各数据偏离平均数的距离的平均数，它是离均差平方和平均后的方根，用σ表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均数相同的，标准差未必相同。其求解公式如下：最大值：D=max(data);最

8、小值：E=min(data);方差：方差是各个数据与平均数之差的平方的平均数。在第14页概率论和数理统计中，方差（英文Variance）用来度量随机变量和其数学期望（即均值）之间的偏离程度。在许多实际问题中，研究随机变量和均值之间的偏离程度有着很重要的意义。其求解公式如下：峰峰值:在定的时间范围内，正向与负向峰值之差。2.2、正弦信号的实现Matlab程序提供了常用的各种基本信号的生成函数。本设计中主要应用正弦信号，直接调用matlab提供的函数。正弦信