单片机的音乐发生器设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告计算机科学与信息工程系（院）2010届题目基于单片机的音乐发生器设计TheDesignofMusicgeneratorbasedonMCU课题类型技术开发与应用课题来源自拟课题学生姓名***学号200603010065专业计算机科学与技术年级班06级嵌入指导教师刘爱琴职称教授填写日期：2010年3月10日一、本课题研究的主要内容、目的和意义1．课题研究的主要内容随着科技的飞速发展，我们的生活越来越需要音乐的融入，单调的声音开始被更换，例如电子琴，闹钟的报铃声，手机的彩铃，甚至坐电梯时也可以加入音乐。单片机以其自身优势进入这些系统的内部控制，将使其更加人性化。本课题就intel51系单片机的优势在这些方面的应用，降低经济投资和体积，提高控制系统的可靠性，以求达到完美效果。2．课题研究的主要目的及意义进一步学习单片机的硬件、软件基本原理理论及系统扩展方面的一些基础知识：熟悉51汇编语言和51C语言的学习，熟悉51汇编语言和51C的开发环境，培养单片机开发能力。掌握51C的开发技能，对以后的发展和就业都会有很大帮助。为人们生活的改善提供了可靠、方便、廉价的方法。二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）近年来随着科技的飞速发展，单片机的音乐发生器的应用正在不断地走向深入，单片机往往是作为一个核心部件来使用，而以音乐发生器为核心的电子音乐或电脑音乐已经成为生活中的重要组成部分。电子音乐是20世纪50年代兴起的一种新音乐。1951年西德科隆广播电台最初进行电子音乐试验，而影响最大的是西德的斯托克豪森，他于1954年制作了《习作Ⅰ、Ⅱ》并灌成唱片。以后电子音乐开始流行。电子音乐的制作，是用电子技术获得各种音源。它用正弦波造成无泛音的所谓纯音。或用打击乐器、嘈杂乐器发出的杂音，也用人声和具体音乐相结合，通过声音滤波器和反响设备，使之变形、变质、变量，再经其它电子仪器和录音技术加以剪结处理，使之再生、复合，组成作品。在50年代前期，电子音乐是经过计算后才制作的。50年代末产生的电子音乐合成器，可以直接控制音调、节奏、力度和音色，制作者选择应用电钮就能产生各种奇妙的音乐。电子琴的出现，开辟了音乐的一个新天地。但是自从电子合成器问世以来，电子音乐就又进入了一个更高的阶段。目前，由于电子音乐的普及，电子合成器（合成器实际上是一台声音的频率合成仪，可以制作各种声音，改变各种音色）可以解决相当一部分的歌唱及舞厅的伴奏问题。可以事先制作伴奏音乐或背景音乐，而不需要乐队，或者部分代替乐队。由于音乐合成器制作和修改方便，成本低，音乐丰满，所以市场需求量很大，因此，世界许多国家的厂商都不断地在发展并推出新的型号，每年都要更新换代。当前的发展趋势是不断的采用先进技术，以取得更多、更好的音色。如扩展容量，这包括扩展槽口，增加软盘驱动器或硬盘，增加最大发音数目，增大存贮量，扩展琴键等；使功能多样化，如一台合成器可以同时发二种、四种甚至八种音色，即一台当作几台使用，或者把鼓机的节奏发生器功能、音序器的编辑功能放入合成器，让合成器代替计算机的主机等；扩展功能，例如有的合成器有“跟随”功能，即经预置，每一个音后可以跟随一个二度或三度音，“重叠”功能，轻奏或重奏时可以发不同音调或音色；另外，合成器还向轻便、使用操作方便等方向发展。随着以法、德、意为代表的欧洲和以美国为代表的电子音乐、计算机音乐早期的大力发展，国际上许多国家纷纷开始引入电子音乐研究与创作。因此，电子音乐创作作为音乐科技领域发展的重要标志，在风格上也体现出比以往任何时代都鲜明的个性化特征。从电子音乐的过去、现在、未来发展的追求进程中可以看出，电子音乐就是追求音乐实践的高度自由，在这个过程中，它隐含着硬件软件化的一种发展趋势，也只有音乐实践高度软件化，才能实现真正的自由。而这个软件化的趋势最终的技术保证是靠数字化来实现的。因此未来电子音乐的发展是使音乐的全面数字化。正巧，数字化的技术基础是“0”、“1”，即电流的通断两种状态。而音乐最本质的东西也就是有声和无声两种状态。这种思维和逻辑上的共性也为他们走到一起去提供了条件。这样，电脑与音乐相结合，为音乐实践获得高度自由擦上了翅膀。，这也正是人类所追求的目标。正如贝多芬所言：“追求自由和进步是人类艺术的目标。”由此可说电子音乐也必将成为二十一世纪世界音乐潮流中的重要方面，这绝对不是一句空话。电子音乐也许不会成为今后音乐的主流，但它在整个人类音乐史上的地位已经不容置疑地确立了，相信它会越来越深入地浸透到音乐创作和欣赏的领域中，并且将在一定程度上影响人们对音乐的理解和诠释。用单片机制作的音乐发生器也会越来越多，这将必然成为一种趋势。三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证1．课题研究方法本设计的核心器件是单片机芯片和音频功放芯片，单片机采用Atmel公司的51单片机芯片AT89C52,它完全可以满足本设计功能的需要。此音乐发生器设计利用单片机的输入输出功能，当按下播放功能键时，单片机的输出功能使扬声器播放不同的声音。用这些简单功能的模拟各种复杂音乐播放器的功能。2．可行性论证在嵌入式系统设计中，扬声器等是常用的输出设备，它具有使用方便、价格便宜、电路接口简单等优点，因此，在嵌入式系统中被广泛使用。同时随着单片机的发展，其功能越来越强大，技术也越来越成熟，由此生产的音乐播放器越来越受到人们喜爱。因此，在技术性操作、社会因素和经济方面都具有很好的可行性。四、预期结果（或预计成果）1．本设计将实现一种由单片机控制的简单音乐发生器，它具有16个音的键盘，用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，89C52通过P1并行口接收来自键盘的信号，通过P2口的P2.0引脚输出控制信号，控制信号经过LM386功率放大器处理，再输送给扬声器，产生理想的音乐。2．根据所做的硬件设计撰写一篇论文。五、研究进度安排时间任务1.07-3.11接收课题任务，开始进行毕业设计并搜集相关资料、课题调研,撰写开题报告；3.12-3.13审查开题报告，并根据指导老师意见进行修改，提交开题报告；3.14-3.19分析毕业设计总体构架，选取相关硬件元器件；3.20-3.26购买相关硬件元器件并查阅其相关资料；3.27-4.02解决查阅元器件资料过程中遇到的问题并着手原理图的设计；4.03-4.09完成硬件电路原理图设计；4.10-4.16制作硬件电路板；4.17-4.23完成硬件电路板设计并开始软件编程；4.24-4.30软件编程完毕并完成结合硬件的相关调试并着手论文的拟写；5.01-5.07大致完成毕业论文拟写；5.08-5.15完成论文拟写和相关修改工作；5.16-5.19论文递交指导教师自审，听取指导教师相关意见，完善毕业论文；5.20-5.25论文外审，根据评阅老师意见修改和完善；5.26进行毕业设计答辩。六、主要参考文献1、参考文献目录[1]苏凯.MCS-51系列单片机系统原理与设计.冶金工业出版社，2003.1[2]李强.51系列单片机应用软件编程技术.北京航空航天大学，2009.4[3]周向红.51系列单片机应用与实践教程.北京航空航天大学，2008.5[4]王晓君.MCS—51及兼容单片机原理与选型.电子工业出版社，2003.11[5]王义方.刘慧银微型计算机原理及应用－MCS-51系列单片机（第３版）机械工业出版社[6]邵贝贝,龚光华.单片机的认识与实践.北京：北京航空航天大学出版社,2006.[7]JEANJLABROSSE.嵌入式系统构件（原书第2版）.袁勤勇等译.北京:机械工业出版社,2002[8]沙占友，孟志永，王彦朋.单片机外围电路设计.北京：电子工业出版社，2006.6[9]何立民.单片机高级教程.北京：航空航天大学出版社，2003.10[10]田里，田青.51单片机C语言程序设计快速入门。北京：人民邮电出版社，2007.7[11]oddD.Morton著，严隽永译.嵌入式微控制器.北京:机械工业出版社，2005年9月[12]王宜怀.单片机原理及其嵌入式应用教程[M].北京希望电子出版社，2002年8月[13]邵贝贝.单片机嵌入式应用的在线开发方法[M].北京：清华大学出版社，2004.七、审核意见指导教师对开题的意见：学生在开题报告中能够比较充分和清楚的阐述了音乐发生器国内外的研究现状和音乐发生器的历史背景及发展趋势，同时开题报告中明确的提出了研究的基本内容和研究的主要问题及研究的方向。该生对研究的方法和可行性也做的进一步的说明，开题报告中规划的步骤进度比较合理，同意开题。指导教师签字：年月日系（院）审核意见：审核人签字：年月日说明：1、该表每生一份，系（院）妥善存档；2、课题来源填：“自选”或“教师指定”或“其它”，课题类型填：“理论研究”或“应用研究”或“技术开发”或“实验设计”或“其它”。