基于51单片机的吉他调音器系统设计实物制作
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基于51单片机的吉他调音器系统设计--原理设计
课程设计报告课程名称：吉他调音器控制系统设计--方案原理设计专业班级：姓名：学号：课设时间：指导教师：批阅时间：成绩：目录1.课题背景及意义 (2)2.课题用途 (3)3.课题研究发展方向 (4)4.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） (4)4.1 本课题要完成的任务 (4)4.2 本课题要研究或解决的问题 (4)4.3 拟采用的研究手段 (4)4.4 课题总体设计思路 (5)4.4.1 音频采集电路 (5)4.4.2 放大电路 (5)4.4.3 滤波电路 (6)4.4.4 整形电路 (6)4.4.5 处理器 (7)4.4.6 电机控制 (7)4.4.7 整体电路图 (7)5.软件程序设计方案选择 (7)6.结论 (8)附录一 (9)附录二 (10)附录三 (11)沈阳工业大学本科生实验报告（适用理、工专业）利用单片机的T0、T1的定时计数器功能，来完成对输入的信号进行频率计数。
要求能够对琴弦信号的频率进行准确计数，计数误差不超过±1HZ 。
采用计数法，即测量单位时间内脉冲的个数，从而得到脉冲信号的频率，这种方法有一个明显的缺点：当频率较低时测量精度低，如果测量时间为1秒时精度能达到1Hz 。
4.4 课题总体设计思路系统组成结构（结构框图如图一所示）图一4.4.1 音频采集电路音频采集电路通常会有两种，可以是MIC输入，也可以线输入。
MIC 输入时要注意MIC放大增益问题，输入信号的强度应适度，以保证后面滤波电路的效果。
（电路图如图二所示）图二4.4.2 放大电路吉他的信号输出，通常其输出的幅度较小，需要用放大器将微弱的信号放大，进而进行以后的处理过程。
（电路图如图三所示）信号输入 信号放大 滤波电路 整形电路单片机 处理 控制电机 转动图三4.4.3 滤波电路滤波的目的主要有两个，一个是对有用信号进行放大，另一个就是对无用信号进行衰减，以减小干扰信号的影响。
（电路图如图四所示）图四4.4.4 整形电路由于处理器采用的是对方波信号的测量，以计算出当前信号的频率，所以在输入到处理器之前需要将正弦信号转换成方波信号。
基于MCS—51单片机简单音乐发生器的设计 精品
湖南工业职业技术学院Hunan Industry Polytechnic毕业实践类别毕业设计题目基于MCS—51单片机简单音乐发生器的设计系名称专业及班级学生姓名学号 10指导教师王皑赵俊完成日期 2009年 4月15日湖南工业职业技术学院毕业实践任务书系名称电气工程系专业及班级电信S06-4学生姓名毛浩学号 10毕业实践题目：毕业设计基于MSC-51单片机简单音乐发生器的设计指导教师（签字）：教研室主任（签字）：系主任（签字）：2009年1月10日毕业实践课题及任务课题简介该课题主要利用单片机技术，采用汇编语言或C语言编程来控制音乐发生器实现弹奏音乐的过程。
其目的是培养学生利用单片机控制技术，汇编语言或C语言编程控制技术解决生产、生活中的实际问题，对提高学生的设计能力动手能力和工程实践技能有较重要的意义。
学生在设计该课题时，应具备电路分析、电子技术、电子CAD 技术、单片机控制技术、C语言程序设计等方面的相关知识，掌握电路设计流程图，电子元器件的选择、电路原理图的设计及连线。
熟悉程序的编写，输入，修改和调试等。
课题任务要求1、选择正确的电子元件…………………………………………………………2、画出电气控制系统原理图及PCB板的布线设计……………………………3、用C语言或汇编语言编写出系统控制程序…………………………………4、系统的安装与调试……………………………………………………………进程安排第3周：根据课题要求，查阅相关理论书籍，设计参考书及相关资料，进一步加深对课题的理解和认识。
第4周：根据控制要求，设计控制电路状态流程图，设计系统控制程序，设计系统电气控制原理图。
第5周：选择电子电器元件。
第6周：开始组装电路，上机开始调试控制程序。
第7周：调试，修改，完善设计，撰写毕业设计说明书。
第8周：设计资料的修改、整理、完善。
毕业设计答辩。
毕业实习（第1周—第2周）地点：湘计算机厂、湖南机床厂、长沙电机厂、曙光电子厂、长沙水泵厂或自找实习单位实习内容及要求：了解企业现状及发展趋势，熟悉生产、装配及加工工艺流程，了解企业的新技术、新工艺的应用情况，调查了解企业对专业技术人员人才需求情况及人才特点，写出实习报告（5000字以上）参考资料1、徐仁贵、廖哲智主编《单片微型计算机应用技术》北京：机械工业出版社20032、刘仁宇、施伟主编.《模拟电子技术》北京：机械工业出版社19983、卢庆林主编《数字电子技术》北京：机械工业出版社20054、龙志文主编《电力电子技术》北京：机械工业出版社20055、邱丽芳主编《单片机原理与应用》人民邮电出版社20076、王廷才主编《电子线路CAD Protel99使用指南》机械工业出版社20067、林志琦主编《基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M]》北京航天航空大学出版20068、徐仁贵主编《单片微型计算机应用技术[M]》北京:机械工业出版社20009、戴佳戴卫恒主编《51单片机C语言应用程序设计实例精讲[M]》北京:电子工业出版社2007湖南工业职业技术学院毕业实践开题报告书电气工程系电子信息工程专业学生姓名毛浩班级电信S06-4 学号10 课题名称基于MSC-51单片机简单音乐发生器的设计课题准备情况在动手做设计之前，我们在网上查找了一些设计的思路和方法，再与之关联的知识，在图书馆查阅了单片微型计算机应用技术、电力电子技术、电路分析、电子线路CAD、微机原理与应用技术、等与音乐发生器有关书籍资料。
基于STC89C52RC单片机的吉他调音器系统设计
出音调各异 的声音 ， 弹奏出来 的声音会通过 吉他 的 共 鸣箱得 到增强 ，不压 弦时所弹 出来 的音 称空 弦
音。吉他由琴头 、琴颈 、琴身组成 ， 在琴颈 上从左
至右排列着六 根弦 ， 琴头上有六个调节 弦钮 ， 可分
将琴弦频率调准 。 这种吉他调音器操作简单 、 调音 准确度高 ， 而且推广性高 ，只要对其程序 和硬件 电 路稍作改动就可 以制成其它乐器 的校音器 。
到阻带衰减较慢 ， 因此采用 四阶 巴特沃斯带 通滤波 器来对采集进来的音频信号进行滤波。 ２ ． ４琴 弦频率检测模块设计
２ ． １ 音频采集模块设计
图２ ． ４ 四阶巴特沃斯带通滤波 电路
运放选择 Ｔ Ｉ 产 品中通用 四运放 Ｌ Ｍ３ ２ ４ ，它包 括有两个独立 的 、 高增益 、内部频率补偿的运算放 大器 ，同时具有低功耗 的功能 ， 阶数相对高一些的 带通滤波器 ， 应用起来节省空间。巴特沃斯 带通 滤
波器幅频响应在通带 中具有最平幅度特性 ， 从通带
音频采集电路 有两种 ， 一种是用话筒输入 ， 二 是用线输入。话筒输入时要注意放 大增益 问题 ， 输
入信号 的强弱应适 度 ， 以保证后 面滤波电路 的良好
滤波效果。
电容话 筒是根据 电容值 与两极板 间距 离成反
比的原理制成的 ， 振 动时 ， 电容话筒 的两极间距离 变化 ，当距 离变大 时 ，电容变小 ，使得 电压变大 ， 这时就产生 了电信 号。电容话筒大多需要 电极化 ，
吉他调音器的基本原理是 ， 调 弦器检测待调 弦
的空弦音发声频率 ， 然后将此频率与标准 的频率 比 较 ，控制电机转动 ， 进 而调节琴 弦松 紧度 ， 使其发 出的声音频率靠近标准频率 。 系统设计 总体方 案如
基于51单片机的吉他调音器系统设计--原理设计资料
课程设计报告
课程名称：吉他调音器控制系统设计--方案原理设计专业班级：
姓名：
学号：
课设时间：
指导教师：
批阅时间：
成绩：
目录
1.课题背景及意义 (2)
2.课题用途 (3)
3.课题研究发展方向 (4)
4.本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径） (4)
4.1 本课题要完成的任务 (4)
4.2 本课题要研究或解决的问题 (4)
4.3 拟采用的研究手段 (4)
4.4 课题总体设计思路 (5)
4.4.1 音频采集电路 (5)
4.4.2 放大电路 (5)
4.4.3 滤波电路 (6)
4.4.4 整形电路 (6)
4.4.5 处理器 (7)
4.4.6 电机控制 (7)
4.4.7 整体电路图 (7)
5.软件程序设计方案选择 (7)
6.结论 (8)
附录一 (9)
附录二 (10)
附录三 (11)
沈阳工业大学本科生实验报告（适用理、工专业）
图二
吉他的信号输出，通常其输出的幅度较小，需要用放大器将微弱的信号放
（电路图如图三所示）
图三
滤波电路
滤波的目的主要有两个，一个是对有用信号进行放大，另一个就是对无用信
图四
由于处理器采用的是对方波信号的测量，以计算出当前信号的频率，
输入到处理器之前需要将正弦信号转换成方波信号。
（电路图如图五所示）
图五
附录一
附录二
10。
基于80C51单片机的音乐演奏器设计
单片机课程设计报告音乐演奏器姓名：学号：专业：基于80C51单片机的音乐演奏器设计设计原因：随着科技的进步，各种高科技玩具应运而生，各种智能玩具层出不穷。
如果给玩具添加更多功能，那么，此种玩具就具有更强的竞争力。
故此，给玩具添加音乐演奏功能不失为良策。
此外，音乐演奏器还可以应用于多种领域，比如可应用于门铃、闹铃等各种系统。
总之，音乐演奏器有广泛的用途，且具有很强的生命力。
用单片机来实现音乐演奏的功能，既简单轻便，又易于实现，并且成本比古典乐器低廉许多。
最重要的是，基于单片机控制的音乐演奏器能发出一般乐器难以实现的音效。
在网上搜各种曲谱均可以用单片机来实现其音效。
系统工作过程：音乐演奏器的主体由单片机构成，通过控制定时器时间的不同可以产生不同频率的方波，用于驱动喇叭发出不同的音符，再利用延时来控制发音时间的长短，即可控制节拍，把乐谱中的音符和相应的节拍变换成时常数和延迟常数，做成数据表格存放在存储器中。
由程序查表得到定时常数和延迟常数，分别用以控制定时器产生方波的频率和发出该方波的持续时间。
当延迟时间到时，再查下一个音符的定时常数好延迟常数，依次进行下去。
利用定时器T1以方式1工作，产生各音符对应频率的方波，由P1.0输出驱动喇叭发音。
节拍控制通过改变调用延时子程序D200（延时200ms）的次数来实现，以每拍800ms为例，一拍需循环调用D200延时子程序4次，同理，半拍就需要调用两次，设晶振频率为6Mhz，乐曲中的音符、频率、定时常数的关系可以参照有关表格。
系统硬件组成：1、89C51单片机一个2、晶振6MHz立式一个。
3、起振电容30pF瓷片电容2个4、复位电容22uF 16V电解电容1个5、电阻100欧、1K欧、4.7K欧各一个6、三极管9012一个7、蜂鸣器8欧一个8、DIP封装插座40脚集成插座一个9、万能版150*90一个流程图如下：电路原理图：主程序为：ORG 0000HLJMP STARTORG 001BHMOV TH1,R1MOV TL1,R0CPL P1.0RETIORG 0100HSTART:MOV TMOD,#10HMOV IE,88HMOV DPTR,#TABLOOP:CLR AMOVC A,@A+DPTRMOV R1,AINC DPTRCLR AMOVC A,@A+DPTRMOV R0,AORL A,R1JZ NEXT0MOV A,R0ANL A,R1CJNE A,#0FFH,NEXTSJMP STARTNEXT:MOV TH1,R1MOV TL1,R0SETB TR1SJMP NEXT1NEXT0:CLR TR1NEXT1:CLR AINC DPTRMOVC A,@A+DPTRMOV R2,ALOOP1:LCALL D200DJNZ R2,LOOP1INC DPTRAJMP LOOPD200:MOV R4,#81HD200B:MOV A,#0FFHD200A:DEC AJNZ D200ADEC R4CJNE R4,#00H,D200BRETTAB:DB 0FEH,25H,02H,0FEH,25H,02H,0FEH,25H,04H DB 0FDH,80H,04H,0FEH,84H,02H,0FEH,84H,02HDB 0FEH,84H,04H,0FEH,25H,04H,0FEH,25H,02HDB 0FEH,84H,02H,0FEH,0C0H,04H,0FEH,0C0H,04HDB 0FEH,98H,02H,0FEH,84H,02H,0FEH,57H,04HDB 00H,00H,04H,0FFH,0FFHEND●结果与结论：●设计此程序需要掌握89C51单片机中断和定时器的综合应用；还要学习中断和定时器的编程方法及单片机全系统调试的过程及方法。
基于51单片机的音乐播放器的软硬件方案设计书大学本科方案设计书
本科生毕业设计（论文）学院：电子与电气工程学院专业：自动化学生：郝帅臣指导教师：刘忠超完成日期 2013 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）基于51单片机的音乐播放器的软件设计Software Design of Music Player Based on 51 MCU总计： 33 页表格： 3 个插图： 15 幅南阳理工学院本科毕业设计（论文）基于51单片机的音乐播放器的软件设计Software Design of Music Player Based on 51 MCU学院：电子与电气工程学院专业：自动化学生姓名：郝帅臣学号： 1109624064指导教师（职称）：刘忠超（讲师）评阅教师：完成日期：南阳理工学院Nanyang Institute of Technology基于51单片机的音乐播放器的软件设计自动化专业郝帅臣[摘要]本课题完成了基于51单片机的音乐播放器的软件设计。
论文主要介绍了对U盘所存储的MP3、WMA或MIDI格式的文件识别、提取以及音频解码程序实现的方法，通过与硬件调试表明所设计的音乐播放器可以通过按键选择歌曲以及控制音量，同时还可以通过显示屏来显示所播放的歌曲名。
声音的播放可以通过扬声器或耳机进行，基本实现了音乐播放器的功能。
[关键词]单片机；音乐播放器；U盘文件读取；音频解码Software Design of Music Player Based on 51 MCUAutomation Specialty Hao Shuai-chenAbstract:This topic finishes the software design of the music player based on the 51 microcontroller. The paper mainly introduces the method of identification, extraction and audio decoding program to the storing the U disk MP3, WMA or MIDI format file. At the same time the hardware debugging shows that the music player can select the songs and control the volume through the keyboard, at the same time through the screen display the song name. The sound can play through the speakers or headphones. The design basically realizes the function of music player.Key words:Single chip microcomputer; music player; u disk file reading; audio decoding目录1 引言 (1)1.1 设计背景 (1)1.2 设计意义 (1)1.3 理论分析与方案论证 (1)1.3.1 理论分析 (1)1.3.2 设计方案论证 (2)2 系统硬件原理及概述 (3)2.1 STC12C5A60S2处理器介绍 (3)2.2 系统硬件电路综述 (3)2.2.1 硬件系统总体设计方案 (3)2.2.2 USB总线的通用接口芯片CH375电路 (4)2.2.3 LCD12864显示电路 (5)2.2.4 按键控制电路 (5)2.2.5 音频解码芯片VS1003电路 (5)3 系统软件设计 (6)3.1 软件开发平台 (6)3.2 系统的软件设计 (7)3.2.1 软件总体分析 (7)3.2.2 CH375软件系统设计 (10)3.2.3 CH375模块的U盘数据读取程序设计 (11)3.2.4 VS1003模块的MP3文件播放程序设计 (13)3.3 系统流程图 (15)4 系统调试结果及分析 (16)结束语 (18)参考文献 (19)附录 (21)致谢 (36)1 引言1.1 设计背景随着电子技术的发展,MP3播放器向大容量、高音质、小巧便携不断发展。
吉他校音器的设计与制作 (1)
2012年北京市职业院校技能大赛“电子产品设计及制作（FPGA）”项目竞赛试题题目: 吉他调音器的设计与制作一、任务按赛题要求，利用所发的技术资料、元器件及器材完成吉他调音器的设计、装调和技术文件撰写任务；进行FPGA的顶层软件设计，完成吉他调音器的规定功能。
1．根据所给资料分析吉他调音器的工作原理和功能要求。
2．根据赛题所给的吉他调音器原理图和印刷线路板约束条件，利用Protel-DXP或Altium 软件绘制吉他调音器的印刷线路板图。
3．完成组委会提供的印刷线路板焊接任务。
4．利用组委会提供的机箱完成简单的结构设计，包括开关、变压器、电路板、插座的安装及机内走线的规划。
5．完成吉他调音器整机的安装与调试，使其达到规定的技术指标。
6．完成FPGA顶层软件的设计，使其达到规定的功能要求。
7．编写设计文件：包括电路原理图、印刷线路板图、程序结构说明和程序清单。
8．编写工艺文件：包括工艺流程图、元器件清单、电气安装连接图(表)、调试工作单、仪器仪表明细表和使用说明书。
二、功能要求与技术指标1．原理说明吉他，又叫六弦琴，是被人们广泛喜爱的一种乐器。
吉他由琴头、琴颈、琴身组成，在琴颈上从左至右排列着六根弦，最左边叫6弦，最右边叫1弦。
在琴头上有6个弦钮，可分别调节6跟弦的松紧，弦的松紧程度决定了弦的振动频率，也就决定了吉他的音准。
音准是吉他调节的核心问题，一把吉他只有音准了才能弹出美妙的音乐。
吉他的调音需要有一定经验的吉他手才能完成。
吉他调音器通过检测吉他弦发音的频率来指示调音的过程，可以让非专业人员也能调出很高的音准。
按照国际标准，吉他各弦空弦时应调节的具体频率是：1弦：330HZ2弦：247HZ3弦：196HZ4弦：147HZ5弦：110HZ6弦：82HZ 注：空弦是指板上不按任何品上的音吉他拾音器可以安装在吉他音孔上，检测琴弦的振动频率，其输出信号经放大后，经过A/D转换进入FPGA，由FPGA检出频率后在数码管上显示。
基于STC单片机的简易数字调音器设计
Abstract: In recent years, music has played an increasingly important role in people's lives. For performers, such as guitar, Yucrery and other instruments, tuning is required before each practice, which is not only tedious, but also a waste of practice time. Therefore, the emergence of digital tuners makes it easy for performers to use musical instruments. This design uses STC15F2K60S2 MCU to control LCD1602 to display the tone frequency in real time. The performer can adjust the tone frequency according to the contrast between the displayed frequency value and the actual value, so as to realize the function of fast tone tuning.
1 系统方案与设计思路
本设计硬件部分主要由声音采集与放大模块、单片机分 析比较控制模块、LCD1602 液晶显示模块和电源模块组成。 声音采集与放大模块由麦克风、电阻、电容以及 LM324 运 算放大器组成。通过电容滤直流信号，运算放大器改变并放
大波形，产生规律的方波以便测量。单片机分析比较控制模 块中，STC15 单片机通过计算测量输入的方波信号得出频率， 并将其与标准音准频率对比，实现调音功能。LCD1602 液晶 显示模块中，通过单片机控制与信号输出，在液晶屏上显示 字符，告知用户音准。软件部分通过 Keil uVision4 编程烧录 单片机，验证设计的可靠性。
1 系统方案与设计思路
本设计硬件部分主要由声音采集与放大模块、单片机分 析比较控制模块、LCD1602 液晶显示模块和电源模块组成。 声音采集与放大模块由麦克风、电阻、电容以及 LM324 运 算放大器组成。通过电容滤直流信号，运算放大器改变并放
大波形，产生规律的方波以便测量。单片机分析比较控制模 块中，STC15 单片机通过计算测量输入的方波信号得出频率， 并将其与标准音准频率对比，实现调音功能。LCD1602 液晶 显示模块中，通过单片机控制与信号输出，在液晶屏上显示 字符，告知用户音准。软件部分通过 Keil uVision4 编程烧录 单片机，验证设计的可靠性。
基于单片机控制的无弦吉他的设计
基于单片机控制的无弦吉他的设计【摘要】对射式光电传感器发出的射线经手遮挡后，传感器会发出低电平，此信号送人单片机，单片机经程序控制发出一定频率的电信号，此信号再经放大电路发出吉他声音，本文介绍基于此原理设计制作无弦吉他的过程。
【关键词】光电传感器；无弦吉他；单片机1.引言现在市场上流行吉他有木吉他与电吉他，木吉他发声原理是靠琴弦产生共振，振动波再与共鸣箱作用发出声音；电吉他弦震动，经过磁生电，电信号放大，再经发声电路发出声音；近几年，随着音乐的发展，人们对音乐的要求也越来越高，传统的发声设备已无法满足人们的听觉感受。
故设计一种无弦吉也就是没有琴弦的吉他，此吉他完全是通过传感器产生高低电平来激励内置单片机，单片机产生的信号通过放大电路给扬声器，从而发出声音。
声音的音量可以自行控制，音域宽，和声丰富，甚至可以奏出常规乐器无法演奏的声音（如合唱声，风雨声），这完全取决于单片机源程序中音色的频率。
本制作可用于科普演示，也可以作为儿童的玩具，增加人们的兴趣，具有制作简单、成本低廉等优点。
2.硬件电路设计2.1 信号采集电路信号采集电路包括对射式光电传感器、单片机、74ls30、74ls04。
光电传感器主要组成部分是光敏电阻，其阻值随光照度变化而变化[1]，信号线输出的电压值也随之改变，经测量可知，无障碍阻挡射线时传感器信号线输出4.5v左右的电压，射线被阻挡时电压为0.5v左右，传感器接收端正极和信号线间连接1k 的电阻，起到限流作用，信号线直接连单片机I/O口，CMOS单片机电平临界值为VIHmin=3.5v，VILmax=1.5v[2]，输入电压高于3.5v时为高电平，低于1.5v 时为低电平，因此当射线被阻挡时对应的I/O口输入为低电平，否则为高电平，这样当手挡住射线时I/O口由高电平变为低电平，实现信号的采集；6个传感器的信号线分别与P2.0～P2.5六个I/O口相连，传感器发出的射线对应吉他的六根弦，接收端与发射端交错排列以防止相邻射线干扰（见图1）；信号线另接74ls30八输入与非门，再经74ls04非门和P3.2口相连，作有信号变化时的总判断（见图2，K1～K6接信号线）。
基于51单片机的吉他调音器系统设计--实物制作
课程设计报告 课程名称：吉他调音器控制系统设计--实物制作专业班级：姓名：学号：课设时间：指导教师：批阅时间：成绩：目录绪论 (1)1、总体设计方案 (1)2、核心芯片结构原理介绍 (2)2.1、中央控制器--------STC90C516RD+ (3)2.2、电机驱动芯片——U LN2003 (5)3、模拟部分介绍 (6)3.1、输入电路 (6)3.2、放大电路 (6)3.3、滤波电路 (8)3.4、整形输出电路 (9)3.5、模拟部分输出波形 (10)3.6、模拟部分实物图 (10)4、软件程序编程语言及开发环境选择 (11)5、琴弦频率测量模块设计 (11)5.1、频率测量方法地选取 (11)5.2、频率测量程序设计说明 (12)5.3、单片机程序流程图 (13)5.4、单片机程序 (13)5.5、单电机实物图 (13)5.6、原件清单 (13)5.7、整体电路图 (13)结论 (14)附录一 (15)附录二 (16)附录三 (21)附录四 (22)即为有效，用于完成单片机地复位初始化操作.正常工作时，此脚电平应≤ 0.5V.发生故障、降低到电平规定值掉电期间，此引脚可接备用电源VPD（电源范.LinCMOSTM工艺制造地双路运算放大器，具有满电运放具有更好地输入失调电压和更低地功耗.运放，噪声性能得到了惊人地改进，每一级放大仅需35uA而且，共模输入电压范围比通常标准CMOS类型放大器更宽.为了利用这种性能上地改进并使此器件可以适用于更宽范围地应用，用比±5mV更大地最大输图八3.3、滤波电路3.6、模拟部分实物图4、软件程序编程语言及开发环境选择以往地单片机系统，其控制程序大多是用相应单片机地汇编指令编制，其执行效率高，但其可读性和可移植性却较差，直接影响其软、硬件地扩展和升级.C语言早期用于编可以为1时，最大定时值为，则最大定时值为.附录一#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit pulse=P3^5。
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课程设计报告课程名称：吉他调音器控制系统设计--实物制作专业班级：姓名：学号：课设时间：指导教师：批阅时间：成绩：目录绪论 (1)1、总体设计方案 (1)2、核心芯片结构原理介绍 (2)2.1、中央控制器--------S T C90C516R D+ (3)2.2、电机驱动芯片——ULN2003 (5)3、模拟部分介绍 (6)3.1、输入电路 (6)3.2、放大电路 (6)3.3、滤波电路 (8)3.4、整形输出电路 (9)3.5、模拟部分输出波形 (10)3.6、模拟部分实物图 (10)4、软件程序编程语言及开发环境选择 (11)5、琴弦频率测量模块设计 (11)5.1、频率测量方法的选取 (11)5.2、频率测量程序设计说明 (12)5.3、单片机程序流程图 (13)5.4、单片机程序 (13)5.5、单电机实物图 (13)5.6、原件清单 (13)5.7、整体电路图 (13)结论 (14)附录一 (15)附录二 (16)附录三 (21)附录四 (22)拉（普通8051 传统I/O 口）P0口是开漏输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口用时，需加上拉电阻。
7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器 / 仿真器可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载用户程序，8K 程序3 - 5 秒即可完成一片8.EEPROM 功能9.看门狗10.部集成MAX810专用复位电路，外部晶体12M以下时，可省外部复位电路，复位脚可直接接地。
11.共3个16位定时器/计数器，其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用12.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发中断，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒13.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART14.工作温度围：0-75℃/-40-+85℃15.封装：LQFP-44,PDIP-40，PLCC-44单片机各引脚功能：（引脚图如图三）XTAL1（19脚）：接外部晶体振荡器的一端。
当使用芯片部时钟时，此脚用于外接石英晶体振荡器和微调电容；当使用外部时钟图三时，对于HMOS单片机，此引脚接地；对于CMOS单片机，此引脚作为外部振荡信号的输入端。
XTAL2（18脚）：接外部晶体振荡器的另一端，当使用芯片部时钟时，此脚用于外接石英晶体振荡器和微调电只读取外部的程序存储器中的容，读取的地址围为0000H～FFFFH（64KB），片的4KB Flash 程序存储器不起作用。
EA VPP＝“1”时，表示对程序存储器的读操作是从部程序存储器开始，当/并可延至外部程序存储器。
在PC值不超出0FFFH（即不超出片4KB Flash存储器的地址围）时，单片机读片程序存储器（4KB）中的程序，但当PC值超出0FFFH （即超出片4KB Flash 地址围）时，将自动转向读取片外60KB（1000H-FFFFH）程序存储器空间中的程序。
对于EPROM（或FLASH）型单片机，在EPROM编程期间，此引脚需加12.75V 或21V的编程电压。
2.2、电机驱动芯片——ULN2003引脚如图四所示，ULN是集成达林顿管IC，部还集成了一个消线圈反电动势的二极管，可用来驱动继电器。
它是双列16脚封装,NPN晶体管矩阵,最大驱动电压=50V,电流=500mA,输入电压=5V,适用于TTLCOMS,由达林顿管组成驱动电路。
图四ULN是集成达林顿管IC,部还集成了一个消线圈反电动势的二极管,它的输出端允许通过电流为200mA，饱和压降VCE 约1V左右，耐压BVCEO 约为36V。
用户输出口的外接负载可根据以上参数估算。
采用集电极开路输出，输出电流大，故可直接驱动继电器或固体继电器，也可直接驱动低压灯泡。
通常单片机驱动ULN2003时，上拉2K的电阻较为合适，同时，COM引脚应该悬空或接电源。
ULN2003是一个非门电路，包含7个单元，但独每个单元驱动电流最大可达350mA.资料的最后有引用电路，9脚可以悬空。
比如1脚输入，16脚输出，负载接在VCC与16脚之间，不用9脚。
uln2003的作用：ULN2003是大电流驱动阵列,多用于单片机、智能仪表、PLC、数字量输出卡等控制电路中。
可直接驱动继电器等负载。
输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。
ULN2003是高耐压、大电流达林顿列,由七个硅NPN达林顿管组成。
该电路的特点如下: ULN2003的每一对达林顿都串联一个2.7K的基极电阻,在5V的工作电压下它能与TTL和CMOS电路直接相连,可以直接处理原先需要标准逻辑缓冲器。
ULN2003 是高压大电流达林顿晶体管阵列系列产品,具有电流增益高、工作电压高、温度围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统。
3、模拟部分介绍3.1、输入电路电容话筒是根据电容与两极板间距离成反比，当振动时，电容话筒的两极间距离变化，距离变大时，因为电容变小，所以电压扁高，这时就产生了电信号。
电容话筒大多需要用电极化，也有不用极化的，称为驻极体电容话筒，就是一般里面使用的，非常廉价。
压电瓷是一种特殊的材料，它受到点的作用时，会发生变型，相反，它发生变形时，也会产生电。
图五这里我们选用驻极体话筒完成设计（电路如图五所示）。
3.2、放大电路TLC2252是用仪器公司先进的LinCMOS TM工艺制造的双路运算放大器，具有满电源电压幅度输出性能，同时比现有的CMOS运放具有更好的输入失调电压和更低的功耗。
另外，对于这类低功耗CMOS运放，噪声性能得到了惊人的改进，每一级放大仅需35uA（典型值）的电源电流。
而且，共模输入电压围比通常标准CMOS类型放大器更宽。
为了利用这种性能上的改进并使此器件可以适用于更宽围的应用，用比±5mV更大的最大输入失调电压测试极限来规定V。
先进的ICRLinCMOS TM工艺使用硅栅技术获得输入失调电压的温度和时间稳定性，这种稳定性远远超过了用金属栅技术所能获得的稳定性。
这种技术也使输入阻抗有可能符合或超过顶栅JFET和昂贵的介质绝缘器件的输入阻抗；TLC2252呈现高输入阻抗和低噪声，能很好地适用于高阻抗源，例如电压传感器的小信号状况。
由于这些器件功耗低，所以它们在手持监视和遥感原始传感器应用中工作良好。
此外，满电源电压幅度输出特性以及单独或分离电源工作使得这些器件在直图六接与模拟数字转换器（ADC）接口时成为主要的选择对象。
所有这些特性，再结合它们的温度性能，使得TLC2252系列能理想的适用于声纳、远程传感器、温度控制、有源压阻传感器、加速计、便携式医学应用、手持仪表以及许多其他应用（引脚图如图六所示）。
LM358部包括有两个独立的、高增益、部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用围包括传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电图七源供电的使用运算放大器的场合（引脚图如图七所示）。
由以上两种放大器和适当参数的电阻电容构成两级放大电路（电路图如图八所示）。
图八3.3、滤波电路设计中运放选择TI产品典型的通用四运放LM324，LM324部包括有两个独立的、高增益、部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压围很宽的单电源使用, 也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。
它的使用围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。
适用于一般的带通滤波器的设计，同时具有低功耗的功能，可设计阶数相对高一些的带通滤波器，应用起来节省空间。
巴特沃斯带通滤波器幅频响应在通带中具有最平幅度特性，但是从通带到阻带衰减较慢，这里采用四阶巴特沃斯带通滤波器来对采集进来的音频信号进行滤波（引脚图如图九所示）。
LM324主要参数：电压增益 100dB单位增益带宽 1MHz单电源工作围 3V～30VDC每个运放功耗（V=+5V） 1mV/op.Amp输入失调电压 2mV(最大7mV) 图九输入偏置电流 50～150nA输入失调电流 5～50nA共模抑制比 70～90dB输出电压幅度 0～1.5VDC（单电源时）输出电流 40mA放大器间隔离度 120dB（fo:1～20KHz）参数选择与计算：对于低通滤波器的设计，电容一般选取10000pF，对于高通滤波器的设计，电容一般选取0.1uF，然后根据公式R=1/2Πfc 计算得出与电容相组合的电阻值，即得到此图中R9、R4和R17，为了消除运放的失调电流造成的误差，尽量是运放同相输入端与反向输入端对地的直流电阻基本相等，同时巴特沃斯滤波器阶数与增益有一定的关系，根据这两个条件可以列出两个等式：30=R15*R21/(R15+R21)，R15=R21(A-1),36=R14*R19/(R14+R19)，R19=R14(A-1)由此可以解出R14、R15、R19、R21，原则是根据现实情况稍调整电阻值保持在一定限度即可，不要相差太大，注意频率不要超过运放的标定频率（电路图如图十所示）。
图十3.4、整形输出电路由于单片机识别的应该正弦波，所以需要将滤波之后的信号进行整形得到方波信号输入给单片机进行测频（电路图如图十一所示），R24用于调节比较电压，根据实际情况改变比较点电压。
图十一3.5、模拟部分输出波形3.6、模拟部分实物图T为计数周期，是单片机的机器周期。
当机器周期为1时，工作在模式0时，最大定时值为若工作在模式1，则最大定时值为。
先对TMOD寄存器赋值，以确定定时器的工作模式是0还是1，即确定机器周期，从而设置定时器/计数器初值。
直接将初值写入寄存器的TH0，TL0或TH1，TL1，再根据需要，对寄存器ET0，ET1置初值，开放定时器中断。
最后对TCON寄存器中的TR0或TR1置位，启动定时/计数器，置位以后，计数器T0,T1即按规定的工作模式和初值进行定时计数。
5.3、单片机程序流程图（见附录一）5.4、单片机程序（见附录二）5.5、单电机实物图如图5.6、原件清单（见附录三）5.7、整体电路图（见附录四）结论#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit pulse=P3^5; //T1,计外部脉冲数sbit led=P2^0;uint num=0,T0_num,n,yinjie,i;uchar code FFW[8]={0xf1,0xf3,0xf2,0xf6,0xf4,0xfc,0xf8,0xf9};//电机正转uchar code REV[8]={0xf9,0xf8,0xfc,0xf4,0xf6,0xf2,0xf3,0xf1};//电机反转uint code pinpu[ ]={329,247,196,147,110,82 }; // 六弦空弦音void init() //定时计数初始化{TMOD=0x51;//T1计数，T0定时TH1=0;//0; //计数初值TL1=0;//0;ET1=1; //定时器1允许TH0=(65536-50000)/256; //计时初值TL0=(65536-50000)%256;ET0=1; //定时器0允许TR1=1; //打开计数器TR0=1; //打开定时器EA=1;}void delay(uint t){uint k;while(t--){for(k=0; k<123; k++);}}void motor_ffw(uint n) //步进电机正转{uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //转n圈{for (i=0; i<8; i++) //一个周期转30度{P1 = FFW[i]; //取数据delay(30); //调节转速}}}void motor_rev(uint n) //步进电机反转{uchar i;uint j;for (j=0; j<12*n; j++) //一个周期转30度，转n圈 {for (i=0; i<8; i++){P1 = REV[i]; //取数据delay(30); //调节转速}}}//控制步进电机转动子程序void dianji(uint num){if(num<360&&num>300){yinjie=pinpu[0]; //yinjie=329Hzif(num==328||num==329||num==330){led=0;while(1);}else if(num>yinjie){motor_ffw(1);} //步进电机正转else if(num<yinjie){motor_rev(1);} //步进电机反转}else if(num<280&&num>220){yinjie=pinpu[1];//yinjie=247Hzif(num==246||num==247||num==248){led=0;while(1);}else if(num>yinjie){motor_ffw(1);} //步进电机正转 else if(num<yinjie){motor_rev(1);} //步进电机反转 }else if(num<220&&num>165){yinjie=pinpu[2]; //yinjie=196Hzif(num==195||num==196||num==197){led=0;while(1);}else if(num>yinjie){motor_ffw(1);} //步进电机正转else if(num<yinjie){motor_rev(1);} //步进电机反转}else if(num<165&&num>120){yinjie=pinpu[3]; //yinjie=147Hz if(num==146||num==147||num==148){led=0;while(1);}else if(num>yinjie){motor_ffw(1);} //步进电机正转else if(num<yinjie){motor_rev(1);} //步进电机反转}else if(num<120&&num>100){yinjie=pinpu[4]; //yinjie=110Hz if(num==109||num==110||num==111) {led=0;while(1);}else if(num>yinjie){motor_ffw(1);} //步进电机正转else if(num<yinjie){motor_rev(1);} //步进电机反转}else if(num<100&&num>62){yinjie=pinpu[5]; //yinjie=82Hz if(num==81||num==82||num==83){led=0;while(1);}else if(num>yinjie){motor_ffw(1);} //步进电机正转else if(num<yinjie) {motor_rev(1);} //步进电机反转}else if(num<62||num>360){}}void time0(void) interrupt 1 //定时器0，定时1s {T0_num++; //计数满一次，T0_num加1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;if(T0_num==20) //1s定时到{EA=0; //关总中断num=TH1*256+TL1;dianji(num);yinjie=0;num=0;T0_num=0; //定时器溢出次数，初值设为0TH1=0;//0XFF; //计数1次TL1=0;//0XFF;EA=1;}}void main(){init();while(1);}附录三：。