玩轉你的音樂(lè )，輕松打造觸摸式電子琴，提供完整設計方案、軟硬件實(shí)現

一、項目概述

1.1 引言

隨著(zhù)科技的進(jìn)步和發(fā)展，越來(lái)越多的觸控技術(shù)應用到我們的生活當中，比如手機，PDA，電子書(shū)等手持設備。這樣可以給用戶(hù)帶來(lái)更好的使用體驗，增加了便攜性和易用性。

1.2 項目背景/選題動(dòng)機

由于工藝和材料的原因，傳統樂(lè )器并不能夠大范圍的普及，在一定程度上限制了人們對樂(lè )器的需求。而現在市場(chǎng)上存在的電子樂(lè )器往往體積大，功能相對單一，便攜不方便，不利于人們隨身的攜帶。所以設計一款觸摸式電子琴，來(lái)彌補以上的不足。

二、需求分析

2.1 功能要求

(1)能夠實(shí)現鋼琴的基本功能，彈奏簡(jiǎn)單的音樂(lè )。

(2)用戶(hù)通過(guò)觸摸板來(lái)進(jìn)行操作，用戶(hù)界面友好，操作方便。

(3)能夠實(shí)現音樂(lè )的存儲和回放。

三、方案設計

3.1 系統功能實(shí)現原理

現在MIDI音樂(lè )合成技術(shù)主要采用以下兩種方式來(lái)實(shí)現：

FM頻率合成技術(shù)和波表合成技術(shù)。

FM頻率合成技術(shù)是使高頻振蕩波德頻率按調制信號規律變化的一種調制方式。多用于以前的ISA聲卡，它運用聲音振蕩的原理對MIDI進(jìn)行合成處理。但由于技術(shù)本身的局限，效果比較差，而波表合成則要好得多。

波表合成的英文名稱(chēng)為”WAVE TABLE”,從字面上翻譯就是“波形表格“的意思。它是采用一稱(chēng)之為”波表查找“技術(shù)來(lái)產(chǎn)生MIDI音樂(lè )。具體方式是將聲音的數字樣本存儲在固定的區域，然后根據MIDI沒(méi)那個(gè)靈取出相應的樣本將它還原回放。

它與FM的最大區別就在于FM通過(guò)對簡(jiǎn)單正弦波的線(xiàn)性控制來(lái)模仿音樂(lè )樂(lè )器和特殊效果，而波表采用真實(shí)的聲音樣本進(jìn)行還原回放，因而采用波表合成的MIDI音樂(lè )聽(tīng)上去更接近自然。因此本系統采用波表合成的技術(shù)來(lái)實(shí)現MIDI音樂(lè )合成。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

系統的硬件框圖如圖1所示。

圖1系統的硬件框圖

系統采用AT32UC3A0512微控制器作為主要資源配置，如圖2所示。

圖2 AT32UC3A0512微控制器開(kāi)發(fā)板

系統采用比賽提供的EVK1105硬件平臺。硬件平臺采用AT32UC3A0512微控制器，它是32位字節位控制器，采用單循環(huán)精簡(jiǎn)指令集，包含DSP指令系統，運行速度可以達到1.49DMIPS/MHZ。另外平臺提供了液晶顯示和觸摸板，可以很好的來(lái)實(shí)現本系統設計。

3.3系統軟件流程

系統軟件流程圖如圖3所示。

圖3軟件流程圖

3.4 系統預計實(shí)現結果

(1)能夠實(shí)現電子琴的功能，用戶(hù)通過(guò)觸摸板就可以輕松的彈奏樂(lè )器

(2)能夠改變樂(lè )器的種類(lèi)，并且自動(dòng)調節樂(lè )器的音量

(3)增加對音樂(lè )的存儲功能，用戶(hù)可以選擇是否將音樂(lè )存放進(jìn)SD卡中，并且可以從卡中回放已經(jīng)存入的音樂(lè )。