基于單片機(jī)的電子琴開題報告(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上XXX學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目名稱 基于51單片機(jī)的顯示電子琴設(shè)計學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號1、 選題目的和意義：單片微型計算機(jī)是大規(guī)模集成電路技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，屬第四代電子計算機(jī)，他具有高性能、高速度、體積小、價格低廉、穩(wěn)定可靠、應(yīng)用廣泛的特點。它的應(yīng)用必定導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制技術(shù)從根本上發(fā)生變革。因此，單片機(jī)的開發(fā)應(yīng)用已成為高科技和工程領(lǐng)域的一項重大課題。電子琴是箱子電子科技與音樂結(jié)合的產(chǎn)物。之所以受到群眾們喜愛,是因為它能模擬各種樂器的音色,如笛、號、琴、顫音、和旋音等以及打擊樂板音、鼓樂、沙錘等。本設(shè)計介紹一種除有普通電子琴功能外,還有不需要按琴鍵就能模擬電子琴自動

2、演奏樂曲的電子琴音樂的產(chǎn)生和演奏電路。若與音響放大器相結(jié)合,則樂曲的音響效果會更好。 STC89C51單片機(jī)為核心控制元件，可提高開發(fā)效率，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，且易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。電子琴系統(tǒng)就是以單片機(jī)為核心部件設(shè)計的一個簡易的電子琴，這只是單片機(jī)應(yīng)用的一個點，由點及面，希望能更好的了解和應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)。我選單片機(jī)電子琴這個選題的目的在于通過從日常生活中的細(xì)微之處著手，將所學(xué)的理論知識與實踐更好的結(jié)合起來，在設(shè)計制作電子琴的過程中，更加熟練的掌握單片機(jī)的應(yīng)用，在更深刻的理解理論知識的同時鍛煉提高自己的動手實踐能力，使理論和實際能夠相得益彰。二、研究概況及發(fā)展趨勢綜述計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)

3、緊密結(jié)合，涉及到通信與計算機(jī)兩個領(lǐng)域。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的誕生使計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了巨大變化，在當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用，它對人類社會的進(jìn)步做出了巨大貢獻(xiàn)。從某種意義上講，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展水平不僅反映了一個國家的計算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)水平，而且已經(jīng)成為衡量其國力及現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。近年來，正是由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展加之計算機(jī)多媒體技術(shù)及多媒體制作軟件的廣泛應(yīng)用，使模擬電子琴技術(shù)也緊隨時代的潮流加速發(fā)展，比如現(xiàn)在從互聯(lián)網(wǎng)上就可以隨意免費下載許多計算機(jī)軟件開發(fā)出來的模擬電子琴軟件，比如大名鼎鼎的悠悠電子琴，nbPiano模擬電子琴，順風(fēng)雷電子琴等，不僅以其完美的界面爭得了廣大電子琴愛好者地喜愛

4、，而且其功能已經(jīng)基本接近于真正的電子琴。相信計算機(jī)模擬電子琴的發(fā)展會越來越好。最近20年內(nèi)，軟件模擬電子琴技術(shù)發(fā)展迅速，不論是在制作過程上、操作程序上還是在演奏技法上都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這在音樂發(fā)展史上是其他任何實體樂器所不能比擬的。自從八十年代電子琴進(jìn)入我國以來，電子琴以它適合中國國情、經(jīng)濟(jì)適用、表現(xiàn)力強(qiáng)、功能強(qiáng)大而受到廣大的初學(xué)者、音樂愛好者、專業(yè)音樂工作者，音樂家的喜愛，可以說現(xiàn)在電子琴在中國的普及率是很高的。這無論是對提高人們整體的音樂素質(zhì)，還是對音樂的發(fā)展都是功德無量的事。本課題就是基于電子琴的上述諸多優(yōu)點而提出來的。雖然現(xiàn)在電子琴的價格也比較低廉，但是低端的電子琴功能還是比較單一

5、的，它不能滿足人們對多種樂器樂感的要求。而計算機(jī)模擬電子琴，功能豐富，在網(wǎng)上又可以下載各種各樣的模擬電子琴軟件。一個普通家庭，只要家里有一臺個人電腦或筆記本，就可以隨意下載這樣的軟件，使用電腦鍵盤就可以練習(xí)各種電子琴指法，對電子琴的學(xué)習(xí)非常有幫助；一名大學(xué)生，在閑暇之余，也可以下載一個模擬電子琴軟件，它既陶冶了一個人的情操，有豐富了我們大學(xué)生的課余生活，它比起那些千奇百怪的網(wǎng)絡(luò)游戲來，是有百利而無一害的，而目前，個人計算機(jī)在中國高校大學(xué)生的普及率還是很高的。三、研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題研究目標(biāo)：本設(shè)計主要采用51系列單片機(jī)作為主控芯片，能夠?qū)崿F(xiàn)音符彈奏和歌曲播放功能。并能顯示彈奏的

6、音符。研究內(nèi)容:根據(jù)以上設(shè)計需要，系統(tǒng)擬采用以下技術(shù)方案，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。數(shù)碼管喇叭驅(qū)動矩陣鍵盤彈奏和選擇樂曲主控制器單片機(jī)揚聲器獨立按鍵切換模式圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)由單片機(jī)STC89C51、矩陣鍵盤模塊、喇叭驅(qū)動模塊、揚聲器、USB供電電源所組成。系統(tǒng)能完成以下功能。系統(tǒng)帶有4*4矩陣鍵盤，矩陣鍵盤的16個按鍵分別代表1個空白鍵和15個音符，用戶按每個按鍵，單片機(jī)會產(chǎn)生對應(yīng)頻率的方波，并通過功率放大模塊驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出對應(yīng)的聲響。16個按鍵每個按鍵在數(shù)碼管也會對應(yīng)一個字符來指示用戶所按下的按鍵。同時系統(tǒng)帶有內(nèi)置音樂，用戶可以通過數(shù)字鍵選擇內(nèi)置音樂播放。擬解決的關(guān)鍵問題:1、完成矩陣

7、鍵盤的設(shè)計，分配好各個按鍵輸入對應(yīng)單片機(jī)各口的控制信息；2、完成LED顯示電路的設(shè)計，提示信息的顯示；3、完成功率放大電路的設(shè)計，使其能夠提供更大的電流驅(qū)動揚聲器；四、研究的基本思路和方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析研究的基本思路和方法：1、確定硬件系統(tǒng)的設(shè)計方案：（1）、根據(jù)系統(tǒng)的功能要求確定選用的元器件；（2）、分配單片機(jī)各個IO口地址，以連接對應(yīng)的元器件，方便控制；（3）、利用protel軟件構(gòu)建系統(tǒng)的硬件圖；2、確定軟件部分的設(shè)計方案:（1）、確定各部分模塊對應(yīng)要實現(xiàn)的功能，并根據(jù)連接圖寫出對應(yīng)程序中對應(yīng)的控制信息，便于軟件編寫；（2）、用keil軟件編寫程序，對應(yīng)各模塊功能模塊化

8、編寫，便于程序的檢查和調(diào)試；3、利用keil軟件生成hex文件，用PROTEL軟件繪制電路圖4、依照電路圖，在電路板上焊接各元件，完成系統(tǒng)實物設(shè)計；5、將焊好的電路板反復(fù)進(jìn)行硬件調(diào)試和系統(tǒng)整體調(diào)試，直到實現(xiàn)系統(tǒng)要求的預(yù)定功能。技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析：1、設(shè)計用到的設(shè)備和軟件：主要設(shè)備：電腦、單片機(jī)燒寫器軟件：Protel軟件、keil軟件2、利用學(xué)習(xí)過的模擬電子技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)、單片機(jī)原理與應(yīng)用等知識，了解電子琴的原理，并選用合適的元器件和系統(tǒng)設(shè)計方案。五、進(jìn)度計劃第1-4周：查閱文獻(xiàn)資料、完成開題報告；第5-6周：了解系統(tǒng)設(shè)計中的基本概念第 7 周：確定系統(tǒng)方案第8-11周：確定設(shè)

9、備選型及元器清單;第 12 周：撰寫論文；第 13 周：論文修改；第 14 周：準(zhǔn)備答辯；第 15 周：答辯。六、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：1 彭偉.單片機(jī)C語言程序設(shè)計實訓(xùn)100例.電子工業(yè)出版社.2009年2 吳運昌模擬電子線路基礎(chǔ)廣州：華南理工大學(xué)出版社，2004年3 閻石數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等教育出版社，1997年4 張曉麗等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002年5 馬忠梅ARM&Linux嵌入式系統(tǒng)教程北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004年6 李建忠單片機(jī)原理及應(yīng)用西安：西安電子科技大學(xué)，2002年7 韓志軍等.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.機(jī)械工業(yè)出版社，20048 周潤景等. Proteus在MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例M.電子工業(yè)出版社，20069 馬忠梅等.單