玩轉你的音樂，輕松打造觸摸式電子琴，提供完整設計方案、軟硬件實現

一、項目概述

1.1 引言

隨著科技的進步和發展，越來越多的觸控技術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)能夠實現鋼琴的基本功能，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)能夠實現音樂的存儲和回放。

三、方案設計

3.1 系統功能實現原理

現在MIDI音樂合成技術主要采用以下兩種方式來實現：

FM頻率合成技術和波表合成技術。

FM頻率合成技術是使高頻振蕩波德頻率按調制信號規律變化的一種調制方式。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“技術來產生MIDI音樂。具體方式是將聲音的數字樣本存儲在固定的區域，然后根據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。因此本系統采用波表合成的技術來實現MIDI音樂合成。

3.2 硬件平臺選用及資源配置

系統的硬件框圖如圖1所示。

圖1系統的硬件框圖

系統采用AT32UC3A0512微控制器作為主要資源配置，如圖2所示。

圖2 AT32UC3A0512微控制器開發板

系統采用比賽提供的EVK1105硬件平臺。硬件平臺采用AT32UC3A0512微控制器，它是32位字節位控制器，采用單循環精簡指令集，包含DSP指令系統，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，可以很好的來實現本系統設計。

3.3系統軟件流程

系統軟件流程圖如圖3所示。

圖3軟件流程圖

3.4 系統預計實現結果

(1)能夠實現電子琴的功能，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，并且自動調節樂器的音量

(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存入的音樂。