一、項目概述

1.1 引言

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

1.2 項目背景/選題動機

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樂器的需求。而現(xiàn)在市場上存在的電子樂器往往體積大，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，來彌補以上的不足。

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，彈奏簡單的音樂。

(2)用戶通過觸摸板來進行操作，用戶界面友好，操作方便。

(3)能夠?qū)崿F(xiàn)音樂的存儲和回放。

三、方案設計

3.1 系統(tǒng)功能實現(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實現(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)制信號規(guī)律變化的一種調(diào)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)來產(chǎn)生MIDI音樂。具體方式是將聲音的數(shù)字樣本存儲在固定的區(qū)域，然后根據(jù)MIDI沒那個靈取出相應的樣本將它還原回放。

它與FM的最大區(qū)別就在于FM通過對簡單正弦波的線性控制來模仿音樂樂器和特殊效果，而波表采用真實的聲音樣本進行還原回放，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)來實現(xiàn)MIDI音樂合成。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

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。硬件平臺采用AT32UC3A0512微控制器，它是32位字節(jié)位控制器，采用單循環(huán)精簡指令集，包含DSP指令系統(tǒng)，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，可以很好的來實現(xiàn)本系統(tǒng)設計。

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)預計實現(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，并且自動調(diào)節(jié)樂器的音量

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