51单片机音乐演奏模拟系统设计+电路图+源程序(3)
2 系统的总体设计
2.1 题目分析
本设计是一个音乐演奏的模拟系统，能够按下按键发出不同音色的音，从而可以实现音乐的演奏。
2.1.1 具体指标
（1）可以演奏1-7七个音色的声音。
（2）可以演奏低、中、高和#音调的声音。
（3）用LCD来显示当前所按下键产生的音符。
（4）有一个蜂鸣器，蜂鸣器可以发声并且听到演奏的音乐。
（5）设计一个蜂鸣器驱动电路。
2.1.2 具体控制要求
根据设计的要求，要利用单片机、键盘和蜂鸣器来产生不同音色的声音。当按下第一排的按键的时候就会产生低音1、2、3…，当按下第三排的按键的时候就能够产生中音1、2、3…，当按下第五排按键的时候就会产生高音1、2、3…的声音，当按下第二排的按键的时候就会产生#1、2、3…的音调的声音，同时我们还可以从LCD上面看到当前按下键所产生的音调和音色。毕业设计的主要任务是能够模拟音乐中的音色和音调进行发声。设计中采用单片机来控制声音频率的产生，因此需要用到单片机的定时器，从而可以产生各个频率的方波，从而使蜂鸣器可以产生不同音色和不同声调的声音，因此需要键盘、单片机最小系统、蜂鸣器、LCD显示电路等这几个部分。
要实现按下键盘可以产生不同音色和音调的声音，并且可以从LCD上面显示出来。
2.2电路的总体工作原理
音乐模拟演奏系统采用AT89C51八位机作为微处理单元进行控制。直接把需要产生的各个频率的声音存入单片机的数据存储器，当按下键盘上面的其中一个键后，把那个键值读入单片机，然后再根据预设取出对应的频率的数值，从而存到单片机的定时器中，再根据一定条件产生不同频率的方波，从而可以实现不同音色和音调的产生。
如果按下某个键盘上的键的时候，我们同时还可以从LCD上面看到当时是按下的哪一个键，从而更加清晰可见。
系统框图如下图：
系统框图
2.3 LM386内部电路
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。
LM386特性：
静态功耗低，约为4mA，可用于电池供电；
工作电压范围宽，4V-12V或5V-18V；
外围元件少；
电压增益可调，20-200；
低失真度。
LM386是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
2.4 显示器的选择
2.4.1 LCD显示器
LCD12864分为两种，带字库的和不带字库的，不带字库的液晶显示汉字的时候可以选择自己喜欢的字体。而带字库的液晶，只能显示GB2312字体，当然也可以显示其他的字体，不过是用图片的形式显示。
本次设计采用不带字库的LCD12864,以Proteus中的AMPIRE128×64为例，它的液晶驱动器为KS0108。与带字库的液晶不同，此块液晶含有两个液晶驱动器，每块驱动器都控制64*64个点，分为左右两个屏幕显示，总共为128*64个点（即有128×64个点）。这就是为什么AMPIRE128*64有CS1和CS2两个片选端的原因。此液晶有8页，一页有8行点阵点，左右各64列，共128列。
2.5 单片机的选择
2.5.1 采用AT89C51单片机
单片机的技术已经在各个的领域现在正得到了越来越广的应用，现在世界上的许多的集成电路的生产厂家，他们相继研发了很多种类的单片机；在单片机的家族众多的成员中，由于MCS-51系列的单片机以它优异的性能、以及成熟可靠的技术和可靠性的和高性价比，从而迅速的占领了例如：工业测控以及自动化的工程应用为主的市场，它成为我们国内的单片机的应用领域中主流单片机。
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