玩轉(zhuǎn)你的音樂，輕松打造觸摸式電子琴，提供完整設(shè)計(jì)方案、軟硬件實(shí)現(xiàn)

一、項(xiàng)目概述

1.1 引言

隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，越來(lái)越多的觸控技術(shù)應(yīng)用到我們的生活當(dāng)中，比如手機(jī)，PDA，電子書等手持設(shè)備。這樣可以給用戶帶來(lái)更好的使用體驗(yàn)，增加了便攜性和易用性。

1.2 項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)

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

二、需求分析

2.1 功能要求

(1)能夠?qū)崿F(xiàn)鋼琴的基本功能，彈奏簡(jiǎn)單的音樂。

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

(3)能夠?qū)崿F(xiàn)音樂的存儲(chǔ)和回放。

三、方案設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理

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

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(diào)制信號(hào)規(guī)律變化的一種調(diào)制方式。多用于以前的ISA聲卡，它運(yùn)用聲音振蕩的原理對(duì)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為”WAVE TABLE”,從字面上翻譯就是“波形表格“的意思。它是采用一稱之為”波表查找“技術(shù)來(lái)產(chǎn)生MIDI音樂。具體方式是將聲音的數(shù)字樣本存儲(chǔ)在固定的區(qū)域，然后根據(jù)MIDI沒那個(gè)靈取出相應(yīng)的樣本將它還原回放。

它與FM的最大區(qū)別就在于FM通過對(duì)簡(jiǎn)單正弦波的線性控制來(lái)模仿音樂樂器和特殊效果，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音樂聽上去更接近自然。因此本系統(tǒng)采用波表合成的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)MIDI音樂合成。

3.2 硬件平臺(tái)選用及資源配置

系統(tǒng)的硬件框圖如圖1所示。

圖1系統(tǒng)的硬件框圖

系統(tǒng)采用AT32UC3A0512微控制器作為主要資源配置，如圖2所示。

圖2 AT32UC3A0512微控制器開發(fā)板

系統(tǒng)采用比賽提供的EVK1105硬件平臺(tái)。硬件平臺(tái)采用AT32UC3A0512微控制器，它是32位字節(jié)位控制器，采用單循環(huán)精簡(jiǎn)指令集，包含DSP指令系統(tǒng)，運(yùn)行速度可以達(dá)到1.49DMIPS/MHZ。另外平臺(tái)提供了液晶顯示和觸摸板，可以很好的來(lái)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.3系統(tǒng)軟件流程

系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示。

圖3軟件流程圖

3.4 系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

(1)能夠?qū)崿F(xiàn)電子琴的功能，用戶通過觸摸板就可以輕松的彈奏樂器

(2)能夠改變樂器的種類，并且自動(dòng)調(diào)節(jié)樂器的音量

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