多功能电子琴设计任务书.doc
基于AVR的电子琴设计 设计报告 课程名称：电子线路设计设计题目：电子琴设计专 业：电气工程及其自动化班 级: 2008级电气工程及其自动化姓名/学号：王培鑫10号 屈浩强5号 刘忠青13号指导老师：元泽怀完成时间：2010年11月30日摘要：本系统基于mega16芯片，由LCD1602显示，使用PS2键盘输入本设计通过蜂鸣器实现高中低7个音符的弹奏、能播放5首音乐及LCD1602显示音符等功能。关键字：mega16 LCD1602 蜂鸣器设计一多功能电子琴一、基本功能1能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。2能播放存储的乐曲（至少4首）。3自动选曲。4. 能通过键盘演奏任意提供的乐曲（如“茉莉花”“生日快乐”等）。二、扩展功能1能模拟各种传统乐器如笛子、小号、双簧、风琴等的乐音。2显示播放音乐歌词。3. 录放音功能。4在线点歌功能。5. 其他功能。1 设计方案论述1.1 处理器的选用：1.1.1 采用FPGA设计电子琴，它的编程复杂，要设置很多计数器模块，以及使用到状态机，难把握。1.1.2 采用一般的单片机52，51，不过它的处理速度不够快1.1.3 本设计采用AVR-megal16单片机作为核心处理器，16单片机具有运行速度快，内部资源多等优点。2 电路原理简要说明2.1 M16单片机插座电路块M16的内部资源应用-定时器/计数器工作于CTC模式，利用输出比较匹配的方式，给PD5(OC1A)引脚输出频率一定的方波信号，驱动蜂鸣器响应需要的音符声音，行成音乐。2.2按键模块 采用电脑PS2键盘进行操纵，当有按键按下时中断程序打开定时器1，当有按键弹上时，中断程序关闭定时器1。2.3 1602液晶显示模块 使用并行传送数据信号和命令的工作方式，并行数据线通过PORTB口传送，控制端口接到PA4,PA5和PA6引脚，分别相对应于1602液晶的RS,RW,E控制引脚。3. 设计原理 接通电源后，单片机先初始化LCD1602、ps2键盘接口不断的扫描。当键盘有按键按下时，中断INT1程序有开启定时器，通过扫描码输出相应的频率方波（即改变OCR1A的值），然后蜂鸣器有相应的声音输出，同时LCD1602显示相应的拼音。当键盘有按键弹上是，定时器关闭，程序继续扫描。4.设计频率选择本次的设计的需要根据1-7音符的高中低音的频率1-7 高音段频率1046,1174,1318，1397,1568,1760,1975Hz；1-7 中音段频率523，587,659,698,784,880,988Hz;1-7 低音段频率262，293.7,330,349,392,440,494Hz; 5.程序流程框图（使用操作说明）：Key“1”2”3”4”键选播曲目Key”z”x”c”v”b”n”m”键弹奏音乐低音色Do Re Mi Fa Sol La TiKey”a”s”d”f”g”h”j”键弹奏音乐中音色Do Re Mi Fa Sol La TiKey”q”w”e”r”t”y”u”键弹奏音乐低音色Do Re Mi Fa Sol La Ti按“shift”键长短发音切换 开始主程序LCD1602显示静音等待操作 按键扫描1. 北京欢迎你2. 生日快乐3. 河北名谣4. 茉莉花LCD1602显示音符发音 电子琴程序流程图 （主程序）5. 作品功能一、基本功能1能够发出高中低1、2、3、4、5、6、7共二十一个音符。2存储了乐曲4首歌曲3自动选曲，通过键盘1、2、3、4选择播放的歌曲4. 能通过键盘演奏任意提供的乐曲（如“茉莉花”“生日快乐”等）。二、扩展功能1通过LCD1602在弹奏时显示音符发音2通过SHIFT键实现长短音的切换3. 通过LCD1602显示歌名6. 心得体会通过这次的作品制作，我发现了在相同的电路中蜂鸣器不同也一样会发出不同的声音，这是元器件问题，改变不了。本次作品的音调偏高，就是这个原因。同时在想程序，写程序，改程序中学会了许多技巧。
