电子琴设计课程设计报告.doc

编写一实现电子琴的程序，并实现若干扩展功能。 基本功能：用键盘输入对应的七个音阶，通过实验箱的喇叭发出声音，并通过七段数码管显示输入音阶； 扩展功能：1、在程序中可预设多首曲目，按一键可以进入预设子菜单，对要播放的曲目进行选择，并实现播放该曲目。 2、程序运行时有友好的用户介面。 3. 当弹奏不同音阶时，双色点阵LED显示器显示不同的图案 ### 电子琴设计课程设计报告知识点解析 #### 一、设计概述 本设计旨在通过编写程序实现一个电子琴的功能，并在此基础上添加多个扩展功能。主要功能包括通过键盘输入音阶来控制实验箱发声，并通过七段数码管显示所输入的音阶。扩展功能则涵盖了预设曲目的播放、友好的用户界面以及根据不同音阶展示不同图案等功能。 #### 二、基本功能详解 1. **音阶输入与发声**： - 用户通过键盘输入1到7代表的七个音阶。 - 程序通过实验箱的喇叭发出对应音阶的声音。 - 七段数码管同步显示输入的音阶。 2. **技术原理**： - 利用D/A转换接口电路，CPU执行输出指令将数据送入D/A，从而在输出端产生一定电压输出。 - 不同音阶的频率是固定的，通过调节向D/A转换器输出数据的时间间隔来实现不同频率的声音输出。 - 例如，“1”音阶的频率为261.1Hz，周期为3.83ms，输出数据的时间间隔为0.12ms。 - 实验箱内置的8253定时器配合8255A控制器实现定时功能。 3. **七段数码管显示**： - 实验台上的七段数码管为共阴型，通过高电平激活以显示音阶输入。 #### 三、扩展功能详解 1. **预设曲目的播放**： - 程序中预设多首曲目。 - 用户可以通过特定按键进入预设曲目选择菜单。 - 选择后的曲目可以直接播放。 2. **友好的用户界面**： - 程序在运行时提供易于操作的界面，提高用户体验。 - 用户界面应清晰地显示当前操作状态和选项。 3. **双色点阵LED显示器**： - 根据不同的音阶，在双色点阵LED显示器上显示不同的图案。 - 该显示器是由许多LED以矩阵形式排列而成，能够显示文字、图形等信息。 - 每个点阵位置上有红绿或红黄或红白两种不同颜色的LED。 - 控制信号决定哪些LED发光，哪些不发光，从而显示特定的信息。 #### 四、设计原理及流程 1. **设计原理**： - 利用D/A转换器产生特定频率的正弦波。 - 调节输出数据的时间间隔来实现不同频率的声音。 - 通过实验箱内置的8253定时器和8255A控制器实现定时和控制。 2. **电路连接**： - 8253和8255的连接示意图。 - 点阵LED及其驱动电路的连接，使用74LS273锁存器存储行代码、红色列代码和黄色列代码。 - 行锁存器、红色列锁存器和黄色列锁存器的片选信号分别为CS1、CS2、CS3，分别连接到298h、2a0h、2a8h。 3. **设计思路**： - 采用模块化程序设计方法，将程序划分为多个子程序。 - 包括发音子程序、放歌子程序等。 - 发音子程序负责根据键盘输入播放相应的音阶。 - 放歌子程序则实现播放预设曲目的功能。 #### 五、元件与仪器 1. **计时器8253**：用于定时控制。 2. **并行控制器8255A**：用于数据传输控制。 3. **实验台**：包含各种实验所需的硬件设备。 该电子琴设计不仅实现了基本的音阶输入与发声功能，还通过添加丰富的扩展功能提高了用户体验。通过详细的电路连接和程序设计思路，确保了整个系统稳定且具有良好的交互性。