北邮单片机实验报告简易电子琴

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1、2014年小学期单片机设计实验报告题目：基于单片机的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：40基于单片机的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LCD显示屏提示的音乐简单演奏、播放、存储等功能的演示作品，拥有以下4种功能：1．按键演奏：即“电子琴”功能，可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低音sol到高音do等11个音；2．点歌功能：即按动“B”“C”键分别演奏两首乐曲（可以表现准确的音高和音长）。3.存储音乐功能：即按右下角“F存储”键，然后按键演奏并存储，随后按“E”键结束,之后按“D键”就可以播放存储的乐曲了；

2、4.液晶显示功能：即在开始时显示“hello!”,在点播时分别显示“songb”、“songc”，在存储时显示“saving”。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。软件设计中涉及PORTBPORTCPORTDPORTE用作普通数字I/O脚功能。本实验用单片机PORTBD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PORTCDE输出声音或字幕信息。关键字单片机——microcontroller芯片——CMOSch

3、ip音乐发生器——musicgenerator分频——fractionalfrequency一、实验论证与比较本设计的核心器件是单片机芯片和音频功放芯片。单片机采用以Microchip公司的PIC16F87X系列中的PIC16F877芯片为核心构建简单控制系统，它完全可以满足本设计功能的需要。此音乐发生器设计利用单片机的输入输出功能，当按下播放功能键时，单片机的输出功能使外部电路连接的喇叭和LCD液晶显示屏同时播放声音及显示文字，从而实现各种复杂40音乐播放器的功能。在嵌入式系统设计中，扬声器等是常用的输出设备，它具有使用方便、价格便宜、电路接口简单等优点，因此，在嵌入式系

4、统中被广泛使用。同时随着单片机的发展，其功能越来越强大，技术也越来越成熟，由此生产的音乐播放器越来越受到人们的喜爱。因此，在技术性操作、社会因素和经济方面都具有良好的可行性。我在实验中负责了全部软件设计，代码的编写，电路图的设计，以及部分硬件焊接。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，以及存储功能的代码编写都有一定的难度。二、系统总体设计1、系统模块总体框图2、系统整体流程图403、发音原理播放一段音乐需要的是两个元素，一个是音调，另一个是音符。首先要了解对应的音调，音调主要由声音

5、的频率决定，同时也与声音强度有关。对一定强度的纯音，音调随频率的升降而升降；对一定频率的纯音、低频纯音的音调随声强增加而下降，高频纯音的音调却随强度增加而上升。另外，音符的频率有所不同。基于上面的内容，这样就对发音的原理有了一些初步的了解。将相应音高的分频值存储在寄存器里，并将其与对应的按键进行关联，通过键盘扫描子程序将对应的分频值送入单音播放子程序即可产生相应频率的电压方波，再将其输出到喇叭即可产生对应的音高实现电子琴功能。将音符按音高和音长直接存储在数据存储器里并与按键相关联，调用自动演奏子程序产生相应频率和时长的方波电压输出到喇叭即可。40三、硬件连接1、键盘和单片机

6、的连接选择用4*4行列式键盘完成输入。4*4行列式键盘又称为矩阵键盘，它是用4条I/O线作为行线，4条I/O线作为列线组成的键盘。在行线和列线的每一个交叉点上，设置一个按键。这样键盘中按键的个数是4×4个。这种行列式键盘结构能够有效地提高单片机系统中I/O口的利用率。引脚号所连接的单片机的管脚引脚号所连接的单片机的管脚1RD45RB02RD56RB13RD67RB24RD78RB32、LCD和单片机的连接采用型号为RT1602C的液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字、图形,显示多样,清晰可见,与传统的阴极射线管相比，液晶显示屏具有占用空间小、低功耗、低辐射、

7、无闪烁、降低视觉疲劳等优点。字符型液晶屏是一种用5*7点阵图形来显示字符的液晶显示器，根据显示的容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等，最常用的为240行16个字。型号为RT1602C的液晶显示屏就是2行16个字。它有16个管脚，分别有电源地、电源正、偏压信号、读写控制、使能控制、I/O接口、背光控制等功能。它的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。脚号符号管脚功能及接发脚号符号管脚功能及接发1VSS电源地9DB2数据I/ORD22VDD电源正10DB3数据I/ORD33VO对比调整电