遠距離模塊專業(yè)廠家可遠距離操作多功能WiFi模塊電子琴應用，為解決單片機控制電子琴的研究與創(chuàng)新，提出了一種多功能遙控電子琴的設計方案。以51單片機為核心，采用WIFI模塊、按鍵模塊、蜂鳴器模塊、LED顯示模塊、USB燒錄模塊作為硬件基礎，在按鍵演奏和歌曲播放的基礎上實現了LED的跟隨顯示功能。與此同時，利用遠距離模塊專業(yè)廠家WIFI通訊技術，實現了用APP操作電子琴進行遠距離彈奏、播放歌曲和錄音回放等功能。經過實物驗證，電子琴可以實現上述功能，同時操作簡單，功能豐富，可用于音樂啟蒙，具有一定的實用價值。

伴隨著社會生活水平的提高，音樂已成為生活的重要元素。作為一種新的現代樂器，電子琴容易學，受到了許多家長和孩子的歡迎。單片微處理器作為一種優(yōu)秀的微處理器，具有控制功能強、程序實現靈活、價格低廉等優(yōu)點。一般的電子琴都需要用振蕩器根據需要產生一定的振蕩信號，然后用分頻器將振蕩信號分解成不同頻率的信號，傳送到放大器進行放大，然后推動喇叭發(fā)出聲音。常規(guī)的電子琴結構復雜，但價格一般較高，不適合兒童初學使用。針對傳統(tǒng)的電子琴結構復雜、價格昂貴、功能單一等問題，有學者提出了基于單片機控制的簡易電子琴設計方案，能以較低的成本實現按鍵彈奏以及歌曲等電子琴的基本功能。

本文進一步研究了單片機應用和遠距離模塊專業(yè)廠家WIFI通訊技術，提出了一種以單片機為核心的多功能、可以遠距離操作的電子琴設計和實現方案，可以作為玩具琴、音樂盒等使用。

本論文所設計的電子琴包括硬件設計和軟件設計。系統(tǒng)的硬件設計包括主控模塊、遠距離模塊專業(yè)廠家WIFI模塊、按鍵模塊、LED顯示模塊、蜂鳴器和驅動模塊、串口下載模塊。軟硬件設計包括按鍵和遙控器的設計、LED跟蹤顯示、歌曲的錄制和回放、音樂播放四個功能函數的設計和鋼琴控制APP的設計。其功能實現主要由主控模塊通過串口中斷和按鍵中斷來接收用戶的指令輸入，判斷后控制執(zhí)行相應功能。彈歌、彈歌功能分別通過單片機計時器0的計數中斷實現。

主控制模塊由單片機芯片、復位電路和時鐘電路組成，時鐘電路晶振頻率為12MHz。采用宏晶科技公司生產的單片機STC89C52RC單片機，以5V電源為電源，通過上拉排阻提高輸出功率，它與按鍵模塊、LED顯示模塊、USB自動燒錄模塊、WIFI通訊模塊、蜂鳴器、驅動模塊等都是分開的。

遠距離模塊專業(yè)廠家WIFI模塊選擇公司CV5200模塊，模塊TXD和RXD分別連接單片機RXD和TXD，這兩種方式通過一個并行二端口撥碼開關來切換電子琴模式。WIFI模塊需要通過AT指令進行配置，而AT指令集可以從公司獲取。AT模塊中的AT指令配置主要有掉電保存和掉電不存兩種，掉電保護部分根據晶振12MHz的頻率配合設定WIFI模塊波特率為4800B。WIFI每一次上電都需要WIFI模塊通過單片機串口發(fā)送AT指令，重新配置如下：1)"AT+CWMODE=3"http://設置AP模式；2)"AT+CIPMUX=2"http://設置多可訪問兩個用戶，編號可以修改；3)"AT+CIPSERVER=1,5000"http://啟動TCP/IP模式，端口設置為5000。當WIFI模塊電配置完成以上幾條指令后，用戶手機可與AP模式生成的熱點連接，并通過APP對其進行遠程控制。2.3按鈕模塊的按鍵模塊包括10個按鍵，兩個自鎖開關。有8個鍵用于演奏輸入，分別表示Do,Re,Mi…Xi,D?的8個音階，Do~D?為一個八度。演奏時默認為中音，只有兩個鍵作為撥音開關，同時按其中一個撥音鍵可以將8個音階從一個八度音變成高音或低音，實現10個八度的音階。有兩個自鎖開關，可切換錄制和播放歌曲。

該LED顯示器模塊由8個LED燈、1個共陰管和排阻組成。8個LED陰極引腳在經過一次排阻限流之后，依次連接到單片機P1.0~P1.7管腳上，經A.B.C.D.E.F.G.DP8個燈管并聯于單片機P2管腳上。通過改變P1.P2管腳輸出電平，控制LED燈及數碼管燈管的亮滅，獲得不同的顯示效果。

蜂鳴選配有被動蜂鳴器，單片機可通過改變與蜂鳴器相連的管腳輸出電平來發(fā)出2~5kHz的信號。蜜蜂的正端通過保護電阻連接到5V電源上。驅動器[6]選擇了ULN2003A達林頓晶體管陣列驅動芯片，該芯片的一端與P3.7管腳連接，輸出端與負端蜂鳴器連接。單片微處理器根據彈奏輸入或歌曲信息通過定時器計數器中斷控制管腳輸出電平，得到的特定頻率信號脈沖經驅動芯片放大后，驅動蜂鳴器發(fā)出相應聲音。

該USB燒錄模塊由CH340芯片和外圍電路組成。USB數據線與計算機配合使用的STC-ISP燒錄程序，可自動將串口燒錄程序給單片機，實現電子琴的二次開發(fā)。CH340芯片的TXD和RXD管腳分別連接單片機的RXD和TXD，通過撥碼開關，將燒錄模式和WIFI模式進行切換。

微處理器控制電子琴發(fā)聲的原理是利用定時器計數法進行中斷。當演奏或演奏歌曲時，單片機會根據音符讀出存儲數組中相應的計時器初值，對給定時器0分配兩個寄存器TH0和TL0，中斷計時器和驅動蜂鳴器的P3.7插針置于低電平，蜂鳴器發(fā)出聲音，在一段時間后通過計時器計數來控制電平翻轉，退出中斷。該I/O口根據延時的不同，輸出不同頻率的方波，驅動蜂鳴器發(fā)出不同的音樂。定時器的初值是由音符頻率的數值在單片機的12MHz下計算出來的，這些音符分別用1~8的數字來表示DoRe.Mi…Xi.D?。

控件APP編寫的APP使用Android語言編寫，可點擊界面上的指示鍵獲取幫助。在寫操作的時候調用安卓系統(tǒng)中的Socket服務，通過指定的IP和端口與WIFI模塊所建立的AP熱點連接。添加setOnClickListener的按鍵，代表設置監(jiān)聽器，以處理Socket子線程，以處理Socket子線程，將指定的字符通過網絡I/O操作發(fā)送到連接的另一端WIFI模塊，單片機可通過串口中斷獲取WIFI模塊的接收內容。完成相應的函數。設置好通訊后，只要點擊鍵，就會自動執(zhí)行上述程序，實現電子琴執(zhí)行鍵所對應的功能。遠距離模塊專業(yè)廠家WIFI模塊是通過單片機將AT指令配置為AP模式，當用戶手機連接到WIFI所建立的熱點后，打開APP，根據默認IP與端口信息點擊后建立通訊。

發(fā)光二極管的跟蹤顯示和其它功能配套。1~8是LED燈點亮盞數或數碼管顯示的數字，并分別表示Do.Re.Mi…Xi.D?的8個音階。單片微機通過控制蜂鳴器發(fā)出的彈奏輸入或歌曲簡譜信息，同時控制LED燈泡數量與數字相對應的燈泡數量，當蜂鳴器發(fā)聲改變后，LED和數碼管顯示也隨之變化。另外，用戶還可以點擊APP界面的流水燈音樂鍵，單片機控制蜂鳴器播放音樂的同時LED燈跟隨顯示花樣流水燈功能。通過I/O口編碼控制LED燈點亮規(guī)則來實現花樣車燈樣式，在編寫程序時將其存儲在16進制數組中。

按鍵輸入和APP遙控，可以實現彈出功能。在完成播放功能的同時可進行LED跟蹤顯示。按住按鈕和釋放按鈕時，分別向單片機輸入低或高電平信號。當使用者按動按鍵時，單片機[13]鍵開始工作，首先經過5ms的消抖檢測確認鍵是否按下，檢測確認鍵按下后的Switch語句判斷鍵狀態(tài)，計時器啟動中斷0計數中斷，并通過計算延遲時輸出對應于按鍵狀態(tài)的音階頻率信號來發(fā)出音樂。如果不同時按撥音鍵，默認情況下發(fā)出中音音樂。如果在按鍵的同時按撥音鍵，就會出現八度音階的音階，這就是高音或低音。

當自鎖開關控制歌曲錄制和播放模式時，用戶點擊APP界面上的數字1~8,APP將啟動按鍵事件處理發(fā)送相應指令到WIFI模塊，單片機通過串口中斷接收后，根據指令控制蜂鳴器發(fā)出相應音階的中音樂。這些數字1~8分別是DoRe.Mi…Xi.D?的8個音階。微控制器控制蜂鳴器的發(fā)聲原理和按鍵一樣。3.5內置的音樂播放功能單片機內有4首歌可播放，用戶可以按APP界面上的歌曲1~4鍵播放歌曲，在播放歌曲時可以按APP界面的停止鍵停止播放。編曲的方法是：在一個簡譜上，用小節(jié)線隔開每一小節(jié)，各小節(jié)內各小節(jié)的每一個音作為一組，并按照順序輸入到存儲數組。三個參數分別代表音符本身.音階和持續(xù)時間。在DoRe.Mi..Xi.Dé；音階分別為1.2和3的低音.中音和高音質的數字；持續(xù)時長方面，限定一支短歌兩豎線之間的長度為一拍，一拍的持續(xù)時間為256毫秒，一拍分為8次，一次32毫秒。將每一分的長度作為一個單位，以1~8表示一拍內持續(xù)時間。一拍子的持續(xù)時間為256ms，根據需要可以修改，在電子琴歌播放調試時可以找到一個合適的長度。音長以小冊子中每個拍子的音符個數和增時線數或減時線來決定?；胤艜r，單片機依次讀出存儲該歌曲的陣列元素，按陣列元素將輸入音的3個參數恢復成音，單片機中回放歌曲功能根據參數控制蜂鳴器依次發(fā)出相應的音符音樂，實現歌曲播放。

雙自鎖開關按下按鈕模塊，可實現單片機工作模式在彈奏、錄、放三種模式之間切換。在按住標有錄歌標志的自鎖開關后，單片機就進入工作模式，用戶可在APP界面上按1~8輸入已錄制的歌曲簡譜信息，并將其編歌原理和方法設置為內置的歌曲播放功能。點擊后，APP界面上的數字發(fā)送給WIFI模塊的相應數據，單片機通過串口中斷接收，在記錄數據后進行LED跟蹤顯示，以指示用戶輸入是否正確。

在按下標有回放標志的自鎖開關或APP界面回放鍵后，單片機就進入工作模式，循環(huán)播放用戶先前輸入的歌曲簡譜信息。輸入歌曲信息可以點擊APP界面清除錄歌進行清除，停止播放則通過釋放回放自鎖開關或按APP界面停止鍵。這首歌的播放方式和內建的歌曲一樣。

介紹了一種遠距離模塊專業(yè)廠家多功能遙控電子琴的設計方案。從電子琴現狀、硬件設計、軟件設計等方面進行研究，實現了鍵盤演奏、歌曲演奏等基本功能，通過把撥音鍵和彈鍵結合起來，實現10鍵可以跨越3個八度音程演奏，并提供LED數碼管跟隨顯示器給使用者視覺和聽覺雙重體驗。其創(chuàng)新之處是利用遠距離模塊專業(yè)廠家WIFI通訊技術實現電子琴的遠距離操作，減少了硬件上的功能按鍵數，操作簡便、降低了成本，并成功地實現了歌曲的錄制和播放功能，簡譜信息可以通過APP界面輸入，并以LED跟隨方式向用戶反饋輸入信息，比按鍵輸入更加方便、精確。