電子音樂發(fā)生器報告單片機設(shè)計實驗報告

1、 單片機設(shè)計實驗報告2013年小學期單片機設(shè)計實驗報告題目：電子音樂發(fā)生器班 級： 班內(nèi)序號： 實驗組號： 學生姓名： 指導教師： 期中檢查教師評語指導教師簽字： 年 月 日電子音樂發(fā)生器2011211*班 實驗摘要 此次本組制作的基于pic單片機的電子音樂發(fā)生器是具有液晶顯示屏提示的音樂簡單演奏、播放等功能的演示作品。在目前很多簡單音樂播放器件（如賀卡、禮品中的簡單音樂單元）中，這樣的簡單電路和rom編程原理都是可以通用的，而且電路搭接、布局簡單，十分適合電路原理學習、匯編語言編程零基礎(chǔ)訓練以及簡單禮品核心部分制作參考。整個系統(tǒng)中，微控制器采用了microchip公司的pic16f877，軟

2、件設(shè)計中涉及portbportcportdporte用作普通數(shù)字i/o腳功能。本實驗用單片機portbd接收來自鍵盤輸入的指令信息，由此確定lcd液晶屏幕顯示以及喇叭播放內(nèi)容，再通過portcde輸出聲音或字幕信息。abstractin this experiment，our group made this pic microcontroller based electronic music generator is a simple lcd prompts music playing, playback and other functions to the presentation. in

3、the current lot of simple music playback devices (such as greeting cards, gift of simple musical elements), such a simple circuit and rom programming principles can all be generic, and the circuit lap, the layout is simple, very suitable circuit schematic learn assembly language zero-based training

4、program and a simple gift core part of the production reference.throughout the system, the microcontroller uses microchips pic16f877, software design involves portb portc portd porte used as a normal digital i / o pin functions. the experiment with the microcontroller portb d receives commands from

5、the keyboard input information, thereby determining the lcd screen display and speakers to play the content, and then through portc d e output sound or subtitle information.關(guān)鍵字單片機microcontroller 芯片cmos chip lcd液晶顯示屏lcd screen 輸入輸出端口i / o pin一.實驗論證與比較 電子音樂發(fā)生器采用以microchip公司的pic16f877芯片為核心的簡單控制系統(tǒng)，外部電路連

6、接有喇叭、鍵盤、lcd液晶顯示屏以及其他必要系統(tǒng)調(diào)節(jié)元件。 在將所要實現(xiàn)的功能用匯編語言加以實現(xiàn)并燒入rom中，作為實驗進行過程中的硬件部分實現(xiàn)人員，我在本次實驗中的主要工作是相關(guān)資料搜集、軟件的入手使用、相關(guān)樂譜搜集及樂理知識簡單介紹、實驗記錄與圖形繪制和最終的硬件設(shè)計與焊接實現(xiàn)。 其中，困難的部分在于，理論上認為電子音樂發(fā)生器模擬真正樂器的仿真實現(xiàn)方法，與現(xiàn)實電路實現(xiàn)起來有著一定的差別，在長音、樂譜存儲播放上，編程的同組搭檔也費了不少腦筋和時間。二.系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)模塊總體框圖程序流程圖三.硬件連接單片機與輸出元件連接音樂發(fā)生器的聲音輸出單元十分簡單，即pic16f877單片機的rc0端口

7、與喇叭單元信號輸入端以導線連接即可。而單片機與lcd液晶顯示則需要相應(yīng)管腳與單片機re01和rd0-7管腳（10個）以導線連接。單片機與輸入元件連接輸入元件中，鍵盤輸入需單片機rd7-4和rb3-0端口（8個）相連。 硬件連接為我的最主要分工部分，其中，各部分的外圍支持電路（如4m有源晶振、重置電路、喇叭的放大電路、電源供應(yīng)電路等的詳細情況請見下圖，具體硬件原理圖） 具體硬件原理圖（設(shè)計、手繪，12組硬件部分負責學生：劉冰宇）4. 調(diào)試過程軟件程序部分 雖然軟件部分是由本組隊友完成的，但是基本原理上在平時的合作中我也學到了很多容易些的原理，而且在理解了程序控制和輸出原理的基礎(chǔ)上完成硬件設(shè)計和實

8、現(xiàn)也就更加有利了。 首先，曲目存儲形式，在參考資料“兩只老虎”簡譜的簡單樂理解釋之后，存儲過程中由于1/4音符（該曲為“4/4拍”歌曲，即“以四分音符為一拍、每小節(jié)有4拍”，該曲中有設(shè)置1/4拍的必要，詳細見附件“簡譜1”）的原因?qū)е鲁绦蛟啻涡枰匦戮帉?。硬件部?硬件部分設(shè)計實現(xiàn)由我負責，硬件部分的完成分為：電路圖的設(shè)計、面包板上的電路實現(xiàn)、萬能板上的電路實現(xiàn)三部分。 繪制基本電路圖并根據(jù)電路圖搭接面包板上的電路，但是由于面包板搭接存在不穩(wěn)定性，電路時常會有輸出失常的情況發(fā)生，在最后一次電路終于正常工作、各項參數(shù)均正常之后，聽取實驗室老師的建議，直接進行焊接，在考慮了手中現(xiàn)有萬能板的條件之

9、后，重新繪制適合于該萬能板布局的電路圖，并著手焊接和測試。 調(diào)試過程中的經(jīng)驗總結(jié)：1、市面上學生自行購買的萬能板與教師下發(fā)的教學用萬能板有著很大區(qū)別，其用法也有不同，教學用萬能板有內(nèi)置相連的焊點，這樣的結(jié)構(gòu)十分適合初次焊接整個電路的學生使用。2、焊接很多管腳與輸出元件的部分時，強烈建議焊接之后立即使用萬用表測量焊點是否真正焊上，否則在電路出現(xiàn)問題時再查找將有可能浪費不必要的時間。3、要在各種學習中貫徹“微積分”的思想，化整為零，分步擊破，再將它們重新組合以求得整體效果的實現(xiàn)，同時，焊一部分就驗一部分，焊接完成的部分及時檢驗，這樣才能最大限度保證電路整體的正常工作。（詳細請參考本實驗報告第七部分

10、附錄中的各部分分解硬件原理圖）4、邊分析邊檢查，猜想可能造成此現(xiàn)象的各種原因，逐個檢驗。5、仔細讀圖，避免管腳接錯這樣的低級錯誤。五.參考文獻：pic單片機實用教程基礎(chǔ)篇 李學海北京航空航天大學出版社使用說明：的確是一本不可或缺的教材，本書列舉了很多實用的具有實戰(zhàn)意義的例子，單片機入門就是通過把這本書里的好例子一字一行敲進電腦去來實現(xiàn)的。pic單片機實用教程提高篇李學海北京航空航天大學出版社使用說明：繼承了前面基礎(chǔ)篇的風格，例子也具有實戰(zhàn)意義，主要講ra、tmr2的使用和ccp模塊的pwm脈寬調(diào)制功能。六.實驗心得體會在本次小學期實驗過程中，我們組（12組，a網(wǎng)）遇到的最嚴重的問題，但同時卻并

11、非實驗本身學習問題，時間存在著客觀限制，由于實驗時間在期末考試之后，實驗結(jié)束即意味著組員訂票返鄉(xiāng)，由于暑假鐵路客運訂票高峰一票難求的原因，我們組不得不非常無奈而遺憾地選擇了一個相對簡單的題目（本組軟件負責的隊友同學其實本來是非常中意于“單片機智能車”這個題目的，但是未能如愿為之嘗試、努力和鉆研，實在是一大遺憾）并以相對緊湊的實驗節(jié)奏完成了實驗，實驗完成功能：lcd顯示的電子音樂發(fā)生器，用時：30個教學單元（第11天完成驗收）。首先，總結(jié)實驗中學到的知識與技能，本次實驗中參考正規(guī)科研實驗的模式編寫并保存了“實驗日記”和出于個人興趣錄制的實驗中期檢驗的錄像，雖然記錄并不完整，但是還是有利于回憶經(jīng)驗

12、教訓的（此部分參見附錄和報告附帶文件夾）。在硬件設(shè)計，尤其是萬能板焊接前的具體電路設(shè)計階段，由于不得不考慮手中現(xiàn)有材料的限制，曾經(jīng)出現(xiàn)嚴重的元件錯接在高電平上的事故，好在接通電源前及時發(fā)現(xiàn)并更正，否則該元件極有可能發(fā)生爆炸。由于焊接工作臺與測試區(qū)分離，在焊接過程中時常有忘記攜帶圖紙、鑷子等狀況，不僅讓實驗習慣不好的我吃到了苦頭，更是讓我理解了實踐過程中對人各方面能力綜合考驗的道理。其次，總結(jié)實驗中個人心得體會，實驗中曾經(jīng)遇到十分棘手的問題，如下實驗日記：2013.6.29第一次理論課，實驗介紹及題目引導2013.7.1進入實驗室，試驗箱介紹，嘗試霹靂燈（下載成功未成功運行），嘗試d盤中程序計數(shù)

13、器（led燈顯示計數(shù)數(shù)值）（下載、運行均成功）2013.7.2第二次理論課（講解硬件），繼續(xù)實驗，實驗設(shè)計報告編寫、實驗報告試寫、題目權(quán)衡確定、其他組成果觀摩與教師交流硬件支持問題、總結(jié)實驗箱使用經(jīng)驗教訓（尤其關(guān)于下載和實驗箱電源接觸不良與程序下載運行之間的關(guān)系，總結(jié)理論與實際差距問題）2013.7.3實驗進入膠著狀態(tài)，雖然仍然在不懈研究代碼和硬件之間的關(guān)系，但一無所獲（上午），下午，電子音樂發(fā)生器程序輸出端口暫定rc0。2013.7.4由于突發(fā)不可抗力原因，實驗節(jié)奏被迫打亂，開始系統(tǒng)學習匯編語言且進度不可控，上午理論學習，下午理論學習同時查閱資料，同組同學發(fā)現(xiàn)編程中對于二進制常數(shù)填寫中000

14、00000b不可用，需改用b00000000的形式，實現(xiàn)按鍵控制led發(fā)光二極管依照指令發(fā)光。晚上對程序進行重新修改后，基本實現(xiàn)按鍵控制指定led發(fā)光，同時控制喇叭發(fā)出c大調(diào)七個音階的聲音，實驗取得階段性勝利。面包板出現(xiàn)問題且查找原因整整2天無果，正是由于電子音樂發(fā)生器是一個并不困難的題目，才更加讓人如鯁在喉、如芒在背?，F(xiàn)在回想起實驗當時的困擾和不解，有如只身一人前往一處人煙稀少的“一線天”景點，但是不幸在通過石縫時整個人被卡在正中間，一轉(zhuǎn)頭都會擦到鼻子的狹窄和精神上的窒息感，此時唯有解決當前的問題才能艱難蹭出石縫但是當終于從壓迫身心的“石縫”中脫險時，才能發(fā)現(xiàn)天空是如此蔚藍高遠、回想起來心中

15、感慨萬千。焊接過程中由于操作不當燙傷了手指，還目睹了旁邊實驗臺烙鐵使用不當導致的爆炸，這些都時刻提醒著我們實驗過程中“規(guī)范使用、安全第一”，（旁邊實驗臺爆炸時，一個火球從烙鐵導線出噴出來，發(fā)出爆鳴聲，隨后發(fā)現(xiàn)烙鐵導線完全炸斷、插排斷電保護）否則傷及自身、他人，造成安全隱患、財產(chǎn)損失、甚至傷亡都是有可能的。由于我們組從7月1日實驗開始每天8：30-11：30、14：00-17：00和18：00-21：00的3個實驗單元均按時簽到進行實驗，同時我們尋求老師關(guān)于元件基本使用方法的幫助、旁邊13組同學也十分熱心地介紹了他們自己購買的元件使用方法、網(wǎng)上資料也相對簡單易懂，本組進度會較其它組稍微快一點，實

16、驗第七天開始有很多其它組同學來詢問關(guān)于元件基本使用方法、樂理知識（我稍有樂器學習的經(jīng)歷，對其他制作有音樂發(fā)生作品的同學能有些幫助吧）、焊接經(jīng)驗、電路工作中出現(xiàn)錯誤的問題等等，在盡力提供幫助時，我深刻地感受到幫助與我同樣帶著焦慮無奈眼神的人是一件多么有意義的事！實驗中面包板會時不時出現(xiàn)故障的原因到最后也沒有徹底明了，也許這就是實驗的魅力所在，對我來說，與其說在實驗中領(lǐng)悟了“通信工程的真諦”，到不如說參透了“人生不是考試題，不是所有的事情都能有答案”這樣的禪理。最后，感謝實驗中悉心教導我們的老師，對實驗開始內(nèi)心毛躁、急功近利的我耐心疏導，對一雙雙焦急無奈的眼睛安慰寬撫，對粗心大意有時浪費元件的同學

17、及時批評，老師們在實驗中對我們的教育、樹立的模范價值的不可估量。實驗中，老師為及時監(jiān)督、指導我們而早起晚睡，為了給同學演示焊接、修理損壞器件而不慎被烙鐵燙傷，這些都讓我們有了一份感動，同時更加激起我們學習的動力。老師在實驗中教會了我們什么是自己能夠獨立完成的、什么應(yīng)該查找相關(guān)資料，資料要沉住氣來讀才能理解、錯誤要一個點一個點測才能找到并糾正。我們也應(yīng)該更多靠自己，在老師忙碌的時候不妨在一旁靜心重新審視自己的電路，即是體諒他人又是給心靈以沉淀的機會，老師不會落下任何一個學生，在實驗中老師總能在擠得水泄不通的教2-324一個個幫助前來求助的同學，在嚴厲的教導中我們感受到的是老師的認真負責、誨人不倦

18、。實驗雖然結(jié)束了，學習卻不會結(jié)束，在今后的日子里，我相信我將更有信心克服困難，執(zhí)著向前。 2013年8月4日7、 附錄各部分分解硬件原理圖：實驗中期檢驗效果圖：實驗最后硬件實現(xiàn)圖（請參考實驗報告附帶錄像）：焊接過程中管腳座布局圖和背面焊點：簡譜1（兩只老虎）：簡譜2（情非得已）：statusequ3hrp0equ5hportbequ6htrisbequ86hportcequ7htriscequ87hportdequ8htrisdequ 88hporteequ09htriseequ89hdate1equ20hdate2equ21hdate3equ23hadcon1 equ 9fhn1equd1n

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