單片機琴_單片機簡易電子琴程序

❶ 用單片機做電子琴，復音（合音）怎麼實現

解析MIDI電子琴的設計用單片機是如何實現的

摘要:用單片機控制通用MIDI音源模塊製作製作出的電子琴，結構簡單，可靠性高，並且價格低廉，具有實用的價值。這種電子琴能夠支持單音和復音彈奏，如果與高品質的音源晶元連接，音質更可與高檔電子琴相媲美。我們在實驗過程中，也曾採用手機中通用的音樂晶元構成音源模塊，效果不錯，價格更低廉，如韓國產的QS6400 等，這些晶元的驅動要復雜一些，需要對晶元進行初始化設置，詳細內容可參看國防工業出版社出版的《MIDI原理與開發應用》一書中的相關章節。

關鍵字:電子琴,單片機,音源板,MD2064

1、電子琴的硬體設計方案
本電子琴包含48個按鍵鍵盤，即具有4個8度的音域，單片機AT89C51通過對所彈按鍵的識別，產生相應的MIDI消息。它支持單音彈奏和最多16個復音彈奏。電子琴結構示意圖和電路原理圖分別如圖1和圖2所示。AT89C51作為主控晶元，它使得鍵盤矩陣模塊、通道和音色選擇以及串口發送等各功能模塊協調工作。48按鍵行列式鍵盤矩陣構成MIDI電子琴的鍵盤掃描輸入端，由於89C51的P0口內部沒有上拉電阻，故這里採用電阻R14——R21將列線拉至高電平，與六條行線組合完成48個琴鍵的掃描識別，在圖1中，單片機與鍵盤矩陣間的雙箭頭線表示單片機在掃描鍵盤矩陣時，P0口和P2口分別作為輸入/輸出口使用。人機介面電路則利用了單片機P1口的大部分口線，並通過或門向INT0發出中斷請求，該部分電路主要完成MIDI電子琴的通道設置和音色選擇等人機交互功能。鍵盤的彈奏信息以及通道、音色信息經CPU處理後，由串口將標準的MIDI數據發送給MIDI音源及放大器，推動揚聲器發聲。

圖1:MIDI電子琴結構示意圖

圖2:MIDI電子琴電路圖

音源模塊採用MD2064 套板，如圖3所示。它是一種模塊化的MIDI音源產品，由得理電子公司開發，具有標准MIDI介面，該板能接受標准GM MIDI命令進行音樂播放，自帶3D, REVERB, CHORUS等效果處理。由於該套板的MIDI 介面採用了光耦合器，電流驅動，故設計了由Q1、Q2等器件組成的驅動電路，使單片機串口數據得以正常傳輸。在模塊的耳機輸出端取得信號後，經小功率放大即可推動揚聲器發聲。

2、電子琴的軟體設計特點
該電子琴軟體採用模塊化設計方法，程序也較簡單。軟體中各功能模塊都由相應的子程序完成，主要包含通道選擇模塊，音色選擇模塊，48按鍵鍵盤掃描模塊，串口發送模塊等，其中為了及時完成用戶命令，音色選擇模塊採用了中斷服務子程序，可以在演奏中快速響應使用者的請求。
主程序在完成串口初始化、相關變數的初始化以及設置通道後，即進入鍵盤掃描、發送音符消息流程，為了使按鍵識別准確可靠，還設置了兩個緩沖區BUFF1和BUFF2保存鍵盤掃描值。主程序流程圖如圖3。

圖3:MIDI電子琴程序的流程圖

以下是部分功能模塊的程序設計介紹。

2.1 音色選擇模塊的設計
該模塊的功能是使MIDI電子琴能按要求快速改變音色，所以採用了中斷服務子程序。當某個音色選擇按鍵壓下時，通過或門向單片機的INT0發出中斷請求，CPU響應後進入該中斷服務子程序。MIDI技術規范規定，標准MIDI含有128種音色，它們的編號范圍是0~127，為了能夠快速找到所需音色，硬體中設置3個按鍵，其中2個用於音色編號的單步增加和減小，每次增加或減小1個音色編號，另外一個鍵用於音色快進，當快進鍵有效時，每次增加8個音色編號，選擇增加8個音色的原因是：標准MIDI的128種音色是按每8個音色一組編排的，共包含16個樂器組。電子琴開機時默認的音色編號是0，即大鋼琴音色。

單片機的P1.2口線連接著音色增加按鍵，P1.3則連接音色減小按鍵，P1.4連接音色快進鍵。低電平時按鍵有效，這三個按鍵通過與門連接外部中斷INT0，以便實時響應音色設置。該外部中斷0的中斷服務子程序流程圖見圖4，（圖中省去了按鍵延時去抖動部分）：

圖4:音色改變子程序流程圖

在該子程序中，變數TAMBER中存放當前音色，其值可在0~127間循環，當TAMBER是最大值127時，加1後又變為0；而當TAMBER為0時，減1則變為127；在邊界范圍加8取模後，剛好為其對應的音色值。

2.2 串口發送模塊
串口發送模塊主要用於發送產生的MIDI消息，串口採用的模式1，發送的波特率是31.25KBPS。串口通過驅動電路連接MIDI音源，發送MIDI消息。通道號存放在變數CHANNEL中，通過與90H相與，所得值就是當前所設置的通道號。

2.3 鍵盤掃描模塊
本電子琴提供了48個MIDI按鍵，即4個8度音的音域范圍，當按下單個鍵時，產生一條MIDI消息，當按下多個鍵值時產生對應鍵值的多條MIDI音符開消息，當某個鍵值被釋放時，發送對應的音符關消息。這些MIDI消息通過串口發送給MIDI音源，產生MIDI音樂。音樂的時值由按鍵的時間長度控制，當按鍵被釋放，實時產生MIDI消息，關閉被釋放的鍵值音。

由P0口和P2口的P2.0~P2.5構成行列式鍵盤，也可繼續擴展鍵盤，例如改為常用的49鍵或64鍵。因為支持復音按鍵，鍵盤掃描程序必須掃描到行列式鍵盤的每個鍵值，掃描所得的鍵值存放在緩沖區BUFF1或BUFF2中。鍵盤掃描程序獲得的鍵盤編號范圍是0~47，還需將這個鍵盤編號值轉換為MIDI設備能夠識別的鋼琴鍵盤編號，這個功能由一個子程序來完成，限於篇幅本文不再詳述。鍵盤掃描子程序流程如圖5。

圖5:鍵盤掃描子程序

❷ 楂樺垎奼備竴涓鍗曠墖鏈虹數瀛愮惔c璇璦紼嬪簭

6錛鎶ヨ︿駭鐢熷櫒 1錛瀹為獙浠誨姟 鐢≒1.0杈撳嚭1KHz鍜500Hz鐨勯煶棰戜俊鍙烽┍鍔ㄦ壃澹板櫒錛屼綔鎶ヨ︿俊鍙鳳紝瑕佹眰1KHz淇″彿鍝100ms錛500Hz淇″彿鍝200ms,浜ゆ浛榪涜岋紝P1.7鎺ヤ竴寮鍏寵繘琛屾帶鍒訛紝褰撳紑鍏沖悎涓婂搷鎶ヨ︿俊鍙鳳紝褰撳紑鍏蟲柇寮鍛婅︿俊鍙峰仠姝錛岀紪鍑虹▼搴忋 2錛鐢佃礬鍘熺悊鍥 鍥4.6.1 3錛緋葷粺鏉誇笂紜浠惰繛綰 錛1錛鎶娾滃崟鐗囨満緋葷粺鈥濆尯鍩熶腑鐨凱1.0絝鍙ｇ敤瀵肩嚎榪炴帴鍒扳滈煶棰戞斁澶фā鍧椻濆尯鍩熶腑鐨凷PK IN絝鍙ｄ笂錛 錛2錛鍦ㄢ滈煶棰戞斁澶фā鍧椻濆尯鍩熶腑鐨凷PK OUT絝鍙ｄ笂鎺ヤ笂涓涓8嬈х殑鎴栬呮槸16嬈х殑鍠囧彮錛 錛3錛鎶娾滃崟鐗囨満緋葷粺鈥濆尯鍩熶腑鐨凱1.7/RD絝鍙ｇ敤瀵肩嚎榪炴帴鍒扳滃洓璺鎷ㄥ姩寮鍏斥濆尯鍩熶腑鐨凨1絝鍙ｄ笂錛 4錛紼嬪簭璁捐″唴瀹 錛1錛淇″彿浜х敓鐨勬柟娉 500Hz淇″彿鍛ㄦ湡涓2ms錛屼俊鍙風數騫充負姣1ms鍙樺弽1嬈★紝1KHz鐨勪俊鍙峰懆鏈熶負1ms錛屼俊鍙風數騫蟲瘡500us鍙樺弽1嬈★紱 5錛紼嬪簭妗嗗浘 鍥4.6.2 6錛奼囩紪婧愮▼搴 FLAG BIT 00H ORG 00H START: JB P1.7,START JNB FLAG,NEXT MOV R2,#200 DV: CPL P1.0 LCALL DELY500 LCALL DELY500 DJNZ R2,DV CPL FLAG NEXT: MOV R2,#200 DV1: CPL P1.0 LCALL DELY500 DJNZ R2,DV1 CPL FLAG SJMP START DELY500: MOV R7,#250 LOOP: NOP DJNZ R7,LOOP RET END 7錛 C璇璦婧愮▼搴 #include <AT89X51.H> #include <INTRINS.H> bit flag; unsigned char count; void dely500(void) { unsigned char i; for(i=250;i>0;i--) { _nop_(); } } void main(void) { while(1) { if(P1_7==0) { for(count=200;count>0;count--) { P1_0=~P1_0; dely500(); } for(count=200;count>0;count--) { P1_0=~P1_0; dely500(); dely500(); } } } }

❸ 用單片機做電子琴的問題

你首先要保證你的單片機外圍電路要正常，他們是單片機工作的前提，我給你提點你查查，看看復位電路是否接好，最好用上電復位電路，再觀察你的晶振電路是否正常，最好用示波器觀察。不知道你用的是哪個型號的單片機，如果是40管腳的51系列，那你就再看看31管腳是否接的是高電平！就那個VPP，這個很多人就忽視了。檢查完以後如果一切都正常，那要用軟體測試的辦法了，你寫一個小程序，燒寫進去，看看是否運行，如果可以的話，那就不是硬體的問題了，而是你的軟體問題了，行了就說這么多了，如果還有問題可以交流！祝你成功！！

❹ 單片機電子琴的工作原理

眾所周知，聲音是周圍空氣的震動，音調取決於震動的頻率，頻率越高音調越高。
電子琴按下不同的琴鍵就會發出不同音調的聲音，其實就是產生不同頻率的震動。
單片機電子琴說白了就是利用單片機產生不同頻率的電壓波形，推動揚聲器或蜂鳴器來發出不同音調的聲音。
假設電子琴有八個音階，就對應8個不同的頻率，頻率越高音調就越高。單片機很容易輸出方波信號，那麼只要讓它產生不同頻率的方波就可以了，然後用這個方波信號驅動揚聲器就可以了。單片機的按鍵可以模擬琴鍵，按下不同的按鍵就對應不同的頻率的方波，就能發出不同頻率的聲音了。

❺ 單片機電子琴的發聲原理

簡單點兒用IO口輸出不同頻率的方波給喇叭就行

❻ 單片機簡易電子琴程序

22．電子琴
1．實驗任務
（1．由4X4組成16個按鈕矩陣，設計成16個音。
（2．可隨意彈奏想要表達的音樂。
2．電路原理圖

圖4.22.1
3．系統板硬體連線
（1．把「單片機系統」區域中的P1.0埠用導線連接到「音頻放大模塊」區域中的SPK IN埠上；
（2．把「單片機系統「區域中的P3.0－P3.7埠用8芯排線連接到「4X4行列式鍵盤」區域中的C1－C4 R1－R4埠上；
4．相關程序內容
（1． 4X4行列式鍵盤識別；
（2．音樂產生的方法；
一首音樂是許多不同的音階組成的，而每個音階對應著不同的頻率，這樣我們就可以利用不同的頻率的組合，即可構成我們所想要的音樂了，當然對於單片機來產生不同的頻率非常方便，我們可以利用單片機的定時/計數器T0來產生這樣方波頻率信號，因此，我們只要把一首歌曲的音階對應頻率關系弄正確即可。現在以單片機12MHZ晶振為例，例出高中低音符與單片機計數T0相關的計數值如下表所示
音符頻率（HZ）簡譜碼（T值）音符頻率（HZ）簡譜碼（T值）
低1 DO 262 63628 # 4 FA# 740 64860
#1 DO# 277 63731 中 5 SO 784 64898
低2 RE 294 63835 # 5 SO# 831 64934
#2 RE# 311 63928 中 6 LA 880 64968
低 3 M 330 64021 # 6 932 64994
低 4 FA 349 64103 中 7 SI 988 65030
# 4 FA# 370 64185 高 1 DO 1046 65058
低 5 SO 392 64260 # 1 DO# 1109 65085
# 5 SO# 415 64331 高 2 RE 1175 65110
低 6 LA 440 64400 # 2 RE# 1245 65134
# 6 466 64463 高 3 M 1318 65157
低 7 SI 494 64524 高 4 FA 1397 65178
中 1 DO 523 64580 # 4 FA# 1480 65198
# 1 DO# 554 64633 高 5 SO 1568 65217
中 2 RE 587 64684 # 5 SO# 1661 65235
# 2 RE# 622 64732 高 6 LA 1760 65252
中 3 M 659 64777 # 6 1865 65268
中 4 FA 698 64820 高 7 SI 1967 65283
下面我們要為這個音符建立一個表格，有助於單片機通過查表的方式來獲得相應的數據
低音0－19之間，中音在20－39之間，高音在40－59之間
TABLE: DW 0,63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524,0,0
DW 0,63731,63928,0,64185,64331,64463,0,0,0
DW 0,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030,0,0
DW 0,64633,64732,0,64860,64934,64994,0,0,0
DW 0,65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283,0,0
DW 0,65085,65134,0,65198,65235,65268,0,0,0
DW 0
2、音樂的音拍，一個節拍為單位（C調）
曲調值 DELAY 曲調值 DELAY
調4/4 125ms 調4/4 62ms
調3/4 187ms 調3/4 94ms
調2/4 250ms 調2/4 125ms
對於不同的曲調我們也可以用單片機的另外一個定時/計數器來完成。
下面就用AT89S51單片機產生一首「生日快樂」歌曲來說明單片機如何產生的。
在這個程序中用到了兩個定時/計數器來完成的。其中T0用來產生音符頻率，T1用來產生音拍。
5．程序框圖
貼不了.
7． C語言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
unsigned char temp;
unsigned char key;
unsigned char i,j;
unsigned char STH0;
unsigned char STL0;
unsigned int code tab[]={64021,64103,64260,64400,
64524,64580,64684,64777,
64820,64898,64968,65030,
65058,65110,65157,65178};

void main(void)
{
TMOD=0x01;
ET0=1;
EA=1;

while(1)
{
P3=0xff;
P3_4=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=0;
break;
case 0x0d:
key=1;
break;
case 0x0b:
key=2;
break;
case 0x07:
key=3;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}

P3=0xff;
P3_5=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=4;
break;
case 0x0d:
key=5;
break;
case 0x0b:
key=6;
break;
case 0x07:
key=7;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}

P3=0xff;
P3_6=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=8;
break;
case 0x0d:
key=9;
break;
case 0x0b:
key=10;
break;
case 0x07:
key=11;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}

P3=0xff;
P3_7=0;
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
for(i=50;i>0;i--)
for(j=200;j>0;j--);
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
if (temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
switch(temp)
{
case 0x0e:
key=12;
break;
case 0x0d:
key=13;
break;
case 0x0b:
key=14;
break;
case 0x07:
key=15;
break;
}
temp=P3;
P1_0=~P1_0;
P0=table[key];
STH0=tab[key]/256;
STL0=tab[key]%256;
TR0=1;
temp=temp & 0x0f;
while(temp!=0x0f)
{
temp=P3;
temp=temp & 0x0f;
}
TR0=0;
}
}
}
}

void t0(void) interrupt 1 using 0
{
TH0=STH0;
TL0=STL0;
P1_0=~P1_0;
}

根據自己的情況稍微改改就好了

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單片機琴

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