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DIY一部够炫酷的自由落体电子鼓之PIC单片机在LCD显示器模拟

2018年02月14日 09:31 次阅读

1.项目名称、项目的主要内容及目前的进展情况

项目名称:自由落体电子鼓。

项目背景:在科技飞速发展的21世纪,娱乐消费是一股不可忽视的新潮流,消费的方式也越来越多样化,其中电子产品消费类有着很大的前景。本项目是自由落体电子鼓,顺应了潮流,主要还是面向玩具开发、游戏、演艺、音乐等娱乐领域。

项目的主要内容:本项目主要面对消费电子类以及娱乐类产品,主要利用PIC单片机在LCD显示器上模拟实物有节奏地做自由落体,不同物体(如篮球、乒乓球、盘子、金属等)做自由落体落在地上发出不同的声音,对应物体模拟出对应类似乐器(如电子鼓、电子琴等)发出的声音。通过控制物体落下的时间间隔形成节奏达到电子乐器的效果。可以通过无线遥控按键按出不同音色的音频,屏幕上对应出现不同物体做自由落体掉到地上发出不同的音频,人为地制作出了一段动画。也可以通过把设计好的音频旋律让程序去执行,屏幕上出现不同物体做自由落体掉在地上发出声音,有节奏地发出声音,这种有趣的动画效果持续到旋律播放完为止。

目前的进展情况:具有PIC单片机开发经验。

2.项目关键技术及创新点的论述

创新点(1):使用LCD显示器模拟实物自由落体,给人予良好的视觉效果。

创新点(2):模拟实物自由落体所发出的音频达到电子鼓效果,给人予良好的听觉效果。

创新点(3):可通过遥控演奏出音乐节拍,同时在LCD上对应显示出动态物体随着节拍做自由落体。

关键技术(1):利用程序来控制PIC单片机及DAC不断的输出模拟信号,模拟出不同物体落地的音色音调,通过功放输出。

关键技术(2):用严谨的程序控制LCD模拟出物体自由落体。

关键技术(3):利用程序控制模拟音频跟模拟物体自由落体发出的声音达到统一。

关键技术(4):模拟物体落地的声音,通过D/A把数字信号转换为模拟信号。

3.技术成熟性和可靠性论述

我们已通过仿真实验证明,该方法不仅有效地操作。团队成员均有比较扎实的单片机基础和设计功底和音频信号处理方面的专业知识,完全有能力保证该项目的顺利实施,最终完成项目。

项目实施方案

1.方案基本功能框图及描述

自由落体电子鼓系统,由PIC32单片机、LCD灰屏、D/A功放、电源、喇叭、红外遥控器等部分组成。

2.基本功能

(1)设计一个(4&TImes;4)的红外键盘控制器,并将16个键设置成16个音。

(2)通过红外键盘给控制器发送信号,经过D/A功放将数字信号转化为模拟信号放大输出音频,发出与键盘对应的音阶,同时对应地动态地在LCD上显示物体从上砸下来的效果。

(3)模拟物体自由落体以及物体落地的音色。模拟的物体如篮球、乒乓球、盘子等物体做自由落体落地作为信号发出声音模拟出电子鼓的效果,形成节奏,达到音色统一。

3.系统元件

(1)PIC单片机

PIC32可提供工作频率80MHz的32位MIPS处理器内核、512KB的编程FLASH、32KB的RAM内存以及众多的外围设备。这些设备包括USB控制器、定时器/计数器、串口控制器A/D转换器以及更多的设备。该板具有大量的I/O接口和电源选项,其中也包括USB电源。基于PIC32单片机设计自由落体电子鼓,由于乐音实际上是有固定周期的信号,我们可以用PIC32的一个定时器控制,管脚上输出方波周期信号,产生乐音。根据不同的信号,调节定时器的溢出时间,可输出不同频率的乐音,每个乐音的音高(频率)是固定的.再通过D/A转换器产生固定频率的方波信号以推动喇叭发出旋律。并使用LCD显示器来显示音阶输入所对应图像的相关消息。

(2)LCD显示屏

在数字电路中,所有的数据都是以0和1保存的,对LCD控制器进行不同的数据操作,可以得到不同的结果。LCD液晶模块的读写控制信号/RD、WR、RAM分别由PIC32的RE0、RE1控制,RE2连接片选信号/CE,RC5连接指令和数据通道选择信号C/D,液晶模块复位由PIC32的程序控制,在单片机初始化时对液晶复位,VO用于调节液晶显示的对比度。   

(3)D/A功率放大器

先把数字信号进行转换为模拟信号,通过音频功率放大器对比较小的音频信号进行放大,使其功率增加,然后输出。其原理如图所示,前置放大主要完成对小信号的放大,使用一个同向放大电路对输入的音频小信号的电压进行放大,得到后一级所需要的输入。后一级的主要对音频进行功率放大,使其能够驱动电阻而得到需要的音频。

(4)红外遥控器

遥控器采用比较简单的方案实现。遥控器上的按键与基板上的按键功能完全等同。

4.需要的开发平台

(1) MPLAB IDEv8.41硬件调试及编程工具。

(2) 软件开发环境 MPLAB IDE v8.41。

(3) 编译器MPLAB IDE。

5.需要扩展的外设子板

(1)PmodAMP1——扬声器/耳机放大器

(2)Pmod-DA2——两路12位D/A输出接口

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发表于 2018-04-14 07:51 203次阅读
单片机早已融入人类的生活_最常用的单片机厂家有这...

单片机仿真器的工作原理解析

单片机仿真器是指以调试单片机软件为目的而专门设计制作的一套专用的硬件装置。

发表于 2018-04-13 17:28 963次阅读
单片机仿真器的工作原理解析

AD9850与单片机接口电路的正弦信号发生器设计

随着数字大规模集成电路技术的发展,采用数字电路的直接数字频率合成技术(DDS)具有频率转换速度快。频...

发表于 2018-04-13 17:18 147次阅读
AD9850与单片机接口电路的正弦信号发生器设计

7个基于STM32单片机的精彩设计实例

STM32是ST公司推出的基于ARM-Cortex-M3内核的32位单片机。

发表于 2018-04-13 17:11 409次阅读
7个基于STM32单片机的精彩设计实例

仿真器的作用是什么_为什么要用单片机仿真器

仿真器(emulator)以某一系统复现另一系统的功能。与计算机模拟系统(Computer Simu...

发表于 2018-04-13 16:31 958次阅读
仿真器的作用是什么_为什么要用单片机仿真器

基于单片机仿真器的设计详解

仿真器(emulator)以某一系统复现另一系统的功能。与计算机模拟系统(Computer Simu...

发表于 2018-04-13 16:16 87次阅读
基于单片机仿真器的设计详解

单片机程控滤波器设计详解

本文主要阐述了单片机程控滤波器设计,分别从设计要求、设计方案、硬件设计以及软件设计这几个方面详细介绍...

发表于 2018-04-13 11:06 323次阅读
单片机程控滤波器设计详解

关于单片机stc15芯片学习的串口通信测试问题

STC单片机从12系列后就支持IO的工作模式的设置了,有兼容传统51的双向IO,强上拉推挽输出,输入...

发表于 2018-04-13 09:48 144次阅读
关于单片机stc15芯片学习的串口通信测试问题

51单片机的串口通信协议的6个特征

其中D0-D7是一个字节的8个位。9位模式只是多了一个位TB8,这个TB8的作用是奇偶校验或多机通信...

发表于 2018-04-13 09:17 400次阅读
51单片机的串口通信协议的6个特征

单片机5V转3.3V电平的19种方法技巧!

LDO的静态电流IQ是器件空载工作时器件的接地电流 IGND。 IGND 是 LDO 用来进行稳压的...

发表于 2018-04-13 09:12 570次阅读
单片机5V转3.3V电平的19种方法技巧!

不同单片机之间的通信方式

电子技术的飞速发展,单片机也步如一个新的时代,越来越多的功能各异的单片机为我们的设计提供了许多新的方...

发表于 2018-04-12 17:48 413次阅读
不同单片机之间的通信方式

基于低功耗单片机MSP430来控制LED灯光的强...

控制系统硬件组成以MSP430为核心控制器,辅以外围电路如AD/DA 数据采集处理系统模块、热释电...

发表于 2018-04-12 15:31 923次阅读
基于低功耗单片机MSP430来控制LED灯光的强...

单片机芯片74HC595的引脚图详解

在我看来,74HC595的移位寄存器工作方式就像shou%20%20qiang弹夹。但是子弹的发射(...

发表于 2018-04-12 15:27 598次阅读
单片机芯片74HC595的引脚图详解

单片机串行口介绍,8051单片机的通信方式

51单片机一个可编程的全双工串行通信接口。可用作异步通信方式(UART),与串行传送信息的外部设备相...

发表于 2018-04-12 14:22 514次阅读
单片机串行口介绍,8051单片机的通信方式

浅谈单片机软件复位方法

现用一简单的实验说明,实验电路如附图所示。接于仿真插座P1.0的发光二极管LED0用来表示主程序的工...

发表于 2018-04-12 11:49 77次阅读
浅谈单片机软件复位方法

你不知道的单片机编程器分类

兼容microChip的PICKIT2,是一款低成本开发工具,带有易于使用的用户界面,用于为微芯闪存...

发表于 2018-04-12 11:10 153次阅读
你不知道的单片机编程器分类

智能实验室控制系统设计及工作原理

该系统通过单片机控制DS12C887时钟芯片准确计,利用DS18B20(1-Wire)与单片机相连实...

发表于 2018-04-12 10:38 133次阅读
智能实验室控制系统设计及工作原理

单片机通信uart和modbus有什么区别

单片机通信uart和modbus有什么区别,modbus是一个应用层的协议,他是构建在串口,网线等底...

发表于 2018-04-11 17:02 593次阅读
单片机通信uart和modbus有什么区别

单片机之间UART通信示意图分享

本文首先介绍了关于单片机串口通信的几种方式,其次介绍了两个单片机之间UART串口通信,最后阐述了单片...

发表于 2018-04-11 16:04 571次阅读
单片机之间UART通信示意图分享

单片机学习心得体会_经验总结

本文首先介绍了单片机的工作原理,其次阐述了学习单片机涉及到的内容,最后介绍了学习单片机的心得体会以及...

发表于 2018-04-11 14:23 1179次阅读
单片机学习心得体会_经验总结

单片机多串行口设计方案

针对这几种不同的设计思想和其具体的实现方法,在应用时该如何选择,不但要依据以上几种方法的软硬件复杂度...

发表于 2018-04-11 14:00 185次阅读
单片机多串行口设计方案

基于STC12C5624AD的液晶屏背光模块驱动...

为使座舱内的用户随时得到准确、可靠的信息,座舱内使用的显示器必须具有高可靠性,同时,因为飞机驾驶员左...

发表于 2018-04-11 13:23 90次阅读
基于STC12C5624AD的液晶屏背光模块驱动...

ISP简述 AT89S系列单片机ISP原理分析

SP是系统在线可编程,指电路板上的空白器件可以编程写入最终用户代码,而不需要从电路板上取下器件,对于...

发表于 2018-04-11 12:56 103次阅读
ISP简述 AT89S系列单片机ISP原理分析

单片机累加器作用_单片机复位电路的作用

本文开始介绍了单片机的概念和工作原理,其次介绍了单片机累加器作用和单片机累加器A与ACC区别,最后阐...

发表于 2018-04-11 12:40 359次阅读
单片机累加器作用_单片机复位电路的作用

凌阳十六位单片机与51单片机的比较分析

本文首先介绍了凌阳十六位单片机与51单片机的优点,其次详细的从硬件、性能和功能这三个方面来阐述了凌阳...

发表于 2018-04-11 11:44 233次阅读
凌阳十六位单片机与51单片机的比较分析