1、1 基于 AT89S52 单片机控制的无弦吉他的制作 摘要：介绍基于 at89s52 单片机控制的光电传感系统和发声系统，阐述无弦吉他的工作原理及硬件与软件的设计和电路板的制作过程。无弦吉他的实现表明设计的可行性，并为今后相关原理的设计打下基础。 Abstract: This paper introduces a photoelectric sensor system and a sound system controlled by SCM AT89S52, as well as expatiates the work principle of non-string guitar and th
2、e manufacturing process of circuit board ,the design of hardware and software. The success of non-string guitar proves feasibility of the design, and lay the foundation for the design of future related principle. 关键词： 无弦吉他，单片机，电路板制作。 Keywords: non-string guitar, MCU, circuit board production. 1 引言：现
3、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；它们有一共同点就是都有弦，在科普演示中我们经常看到有些装置当手放某处移动时就有声音发出，这吸引了很多观众，实际上这类制作大都利用人类听觉、视觉极限之外的声波与电磁波，本文介绍无弦吉他的原理和利 用常用物品制作的过程。 2 基本原理：当手从对射式光电传感器中间划过，它会产生低电平，单片机感知到一个低电平经程序的控制向外发出一定频率的方波，此方波经功率放大器放大就是某个频率的声音，用 7 个传感器分别代表 Do， Re， Mi， Fa，
4、 Sol， La， Si7 个音，拨弄一个传感器就有对应频率的声音发出。 3 硬件电路设计 3.1 时钟电路 嵌入式处理器的工作是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍的进行的，能产生时钟脉冲的电路称为时钟电路。对于同一系列、相同体系结构的嵌入式处理器而言，时钟脉冲的频率越高， cpu 的处理 速度越快。时钟脉冲产生方式通常有内部时钟方式和外部时钟方式，本系统采用外部时钟方式，频率为 12MZH。原理图如下： 2 两电容大小为 2030PF，本系统采用 30PF。 3.2 复位电路 复位是嵌入式系统的初始化操作。嵌入式系统启动运行时，都需要首先复位，起作用是使微处理器和系统中其他部件处于一个确定的初始
5、状态，并从这个状态开始工作。复位电路有上电 +按键复位电路和同步复位电路，本系统采用上电 +按键复位电路。电路图如下 3.3 信号采集电路 依据原理，当手挡着射线时传感器发出低电平，我们将七个传感器信号端接在了 p2.0p2.6 七个 I/O 口上，利用 74LS30 和 74LS04 作有低电平时的总判断， 74LS30 是 8输入与非门， 74LS04 是非门，起延时的作用。电路图及对射式传感器如下 3 3.4 发声系统电路 我们采用 ULN2803 功率放大芯片放大声音信号，将其接与 p3.5 信号输出口，另一端接放大器。电路图如下 总电路图如下4 P1.7 口接按键用于控制高低音输出，
6、按下时为低频，否则为高频。 EA 接高电平时单片机只使用内部程序。 4 程序设计 程序流程图如下 NO YES 开始 P1、 P2 置高电平，采用中断方式 1，开总中断、定时器 0 P3.2 是否为低电平 定时器停止计时 5 延 时 10 ms NO 源程序如下（仅供参考） #include #define uint unsigned int uint code fre=63628,63835,64021,64103,64260,64400, 64524,64580,64684,64777,64820,64898,64968,65030; sbit a=P32; sbit been=P35;
7、void delayms(uint xms); uint STH0,STL0; uint key ,k; void main() P1=0xff; P2=0xff; TMOD=0x01; EA=1; ET0=1; while(1) P3.2 是否 为低电平 定时器赋初值 定时器开始计时定时中断调 用 中断返回 6 key=P1 if(!a) delayms(10); if(!a) switch(key) case 0xfe:k=0;break; case 0xfd:k=1;break; case 0xfb:k=2;break; case 0xf7:k=3;break; case 0xef:k=
8、4;break; case 0xdf:k=5;break; case 0xbf:k=6;break; case 0x7e:k=7;break; case 0x7d:k=8;break; case 0x7b:k=9;break; case 0x77:k=10;break; case 0x6f:k=11;break; case 0x5f:k=12;break; case 0x3f:k=13;break; STH0=frek/256; STL0=frek%256; TR0=1; else if(a) TR0=0; 7 void time0_int(void) interrupt 1 TH0=STH0
9、; TL0=STL0; been=!been; void delayms(uint xms) uint i,j; for(i=xms;i0;i-) for(j=110;j0;j-); 5 电路板制作 我们利用实验室有限的器材采用腐蚀镀铜的办法自制了电路板，过程如下： 5.1 用 protues 制作完成 PCB 电路图，将图打印在转印纸上（正常打印，不要使用镜像打印）打印后的电路图如下图所示 条件允许的情况下应尽量使走线粗化，以免腐蚀时线路断开。 5.2 利用热转印机将 PCB 图敷在铜板上，热转印机和敷过墨的铜板如下：8 5.3 将铜板在过硫酸钠溶液中腐蚀，腐蚀液也可采用氯化铁溶液或盐酸、双
10、 氧水、水的混合液。腐蚀后的铜板如下图： 9 腐蚀后导线会有断开的情况，可以用焊锡将断开处连起。 6 结论 本制作探索了用腐蚀法制电路板的工艺流程，在打印 PCB 图时应该采用正常打印方法，而非镜像打印，镜像打印制出的铜板电路线和元器件在同一侧，如此在焊电路板时会遇到很大困难。采用定时器即可产生某个频率的方波，我们曾试图用程序控制让定时器产生混频的方波，仿真时产生了同时混有两个频率的方波，但声音效果很糟糕，因为吉他每根弦共振时会发出一连串的不同频率的波，而绝非只有两个频率，吉他频率理论方面的研究很少 ，所以我们放弃了这种尝试。 7 结语 本系统硬件电路简单，采用 C 语言编程，特别适合初学单片
11、机者的入门实践探索，停供了一种自制电路板的方法。制作成功的无弦吉他可用于推广科普知识，增加人们的好奇心和对科学的热爱，同时也为电子琴、射线计数器等电子器件的制作停供了借鉴。 参考文献： 【 1】张齐 朱宁西 毕盛 单片机原理与嵌入式系统设计 电子工业出版社 2012： 45,46. 【 2】郭天祥 51 单片机 C 语言教程 电子工业出版社 2012:7075. 【 3】孙育才 王荣兴 孙华芳 ATMEL 新型 AT89S52 系列单片机及其应用 2006:80,81. 10 附件 目 录 大学本科生毕业论文（设计） 管理规定 (2013 年 11 月修订 ) 1 大学本科毕业论文（设计） 格式和打印要求 17
