简易音乐发生器研究与设计

本设计将实现一种由单片机控制的简易音乐发生器，它具有16个音的输入按键，用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，音乐发生器会根据用户的弹奏，通过扬声器将音乐播放出来，软件采用C语言进行编程，电路板制作经过曝光、显影、腐蚀、过孔和镀锡等步骤完成。

【关键词】单片机 音乐发生器

声带、琴弦等物体震动时会发出的声波，声波通过空气传播进入人耳，人们就听到了声音。声音有噪音和乐音之分，振动有规律的声音是乐音，如人声带发出的歌声、由琴弦发出的琴音等，音乐中所用的声音主要是乐音。乐音听起来有的高，有的低，这就有高音和低音之分，振动频率高，声音就高，频率低，声音就低。

1 系统结构

在了解了有关音乐的基本知识以后，可以知道，产生不同频率的脉冲信号即能产生音乐。对于单片机而言，产生不同频率的脉冲信号非常方便，可以利用它的内部定时器来产生这样脉冲信号。但是单片机产生的脉冲信号，它的驱动能力，并不能直接用来驱动扬声器发出声音，这就需要在硬件设计中，增加音频功率放大电路。系统结构框图如图1所示。

2 系统硬件设计

系统主要分为三大模块，键盘模块、单片机模块和音频功放模块，由音频功放模块驱动扬声器，发出音乐声。键盘模块采用16个独立按键，组合成4X4阵列式键盘模块，实现16个信号的输入。单片机模块采用STC公司生产的STC89C52单片机，STC89C52是一个低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，片内含8K在系统可编程Flash存储器，STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能，在电子行业中有着广泛的应用，单片机系统原理图与案件模块，如图2所示，晶振频率12MHz，方便脉冲信号频率的计算。

音频功放模块采用美国国家半导体公司出产的LM386音频集成功放，该功放具有自身功耗低、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于音频功放电路中。

3 系统软件设计

软件设计主要包括系统初始化程序、中断服务程序、按键扫描程序、按键处理程序等，程序流程如图3所示。

主程序通过调用各个子程序，实现相应的功能。系统初始化主要包括定时器中断初始化；按键扫描程序主要负责16个独立按键的识别；按键处理程序主要负责对每个按键信号进行处理，根据不同信号，输出不同频率的脉冲信号。

4 结论

本设计给出了一种简易音乐发生器的设计方法，通过4X4阵列式键盘采集用户的输入信号，经过处理后，根据不同的输入信号，发出不同频率的脉冲信号，脉冲信号通过功放电路驱动扬声器，发出音乐声。经测试，本系统具有结构简单、调试方便和便于拓展等优点，具有一定的实用性。

参考文献

[1]于永.单片机C语言实例精讲[M].电子工业出版社，2008.

[2]李建忠.单片机原理及应用[M].电子科技大学出版社，2008.

作者单位

天津现代职业技术学院 天津市 300350