DIY宝典：玩转你的音乐，轻松打造触摸式电子琴，提供完整设计方案、软硬件实现

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一、项目概述
        1.1 引言
        随着科技的进步和发展，越来越多的触控技术应用到我们的生活当中，比如手机，PDA，电子书等手持设备。这样可以给用户带来更好的使用体验，增加了便携性和易用性。
         
        1.2 项目背景/选题动机
        由于工艺和材料的原因，传统乐器并不能够大范围的普及，在一定程度上限制了人们对乐器的需求。而现在市场上存在的电子乐器往往体积大，功能相对单一，便携不方便，不利于人们随身的携带。所以设计一款触摸式电子琴，来弥补以上的不足。
         
        二、需求分析
        2.1 功能要求
        （1）能够实现钢琴的基本功能，弹奏简单的音乐。
        （2）用户通过触摸板来进行操作，用户界面友好，操作方便。
        （3）能够实现音乐的存储和回放。
         
        三、方案设计
        3.1 系统功能实现原理
        现在MIDI音乐合成技术主要采用以下两种方式来实现：
        FM频率合成技术和波表合成技术。
         
        FM频率合成技术是使高频振荡波德频率按调制信号规律变化的一种调制方式。多用于以前的ISA声卡，它运用声音振荡的原理对MIDI进行合成处理。但由于技术本身的局限，效果比较差，而波表合成则要好得多。
         
        波表合成的英文名称为”WAVE TABLE”,从字面上翻译就是“波形表格“的意思。它是采用一称之为”波表查找“技术来产生MIDI音乐。具体方式是将声音的数字样本存储在固定的区域，然后根据MIDI没那个灵取出相应的样本将它还原回放。
         
        它与FM的最大区别就在于FM通过对简单正弦波的线性控制来模仿音乐乐器和特殊效果，而波表采用真实的声音样本进行还原回放，因而采用波表合成的MIDI音乐听上去更接近自然。因此本系统采用波表合成的技术来实现MIDI音乐合成。
         
        3.2 硬件平台选用及资源配置
        系统的硬件框图如图1所示。

       

        图1系统的硬件框图

         

        系统采用AT32UC3A0512微控制器作为主要资源配置，如图2所示。

       

        图2 AT32UC3A0512微控制器开发板

         

        系统采用比赛提供的EVK1105硬件平台。硬件平台采用AT32UC3A0512微控制器，它是32位字节位控制器，采用单循环精简指令集，包含DSP指令系统，运行速度可以达到1.49DMIPS/MHZ。另外平台提供了液晶显示和触摸板，可以很好的来实现本系统设计。
         
        3.3系统软件流程
        系统软件流程图如图3所示。
         

       

         

        图3软件流程图

         

        3.4 系统预计实现结果
        （1）能够实现电子琴的功能，用户通过触摸板就可以轻松的弹奏乐器
        （2）能够改变乐器的种类，并且自动调节乐器的音量
        （3）增加对音乐的存储功能，用户可以选择是否将音乐存放进SD卡中，并且可以从卡中回放已经存入的音乐。