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1、基于PS2的音乐发生器的设计实现摘 要：PS2接口是一种PC兼容型电脑系统上的接口，可以用来键盘与鼠标。 音乐发生器是电子技术与音乐结合的产物，它在现代音乐扮演者重要的角色。基于PS2的音乐发生器由PS2接口电路、拨码开关模块、波形发生模块、cd4051模拟开关模块、模式选择模块、低通滤波器模块、运算放大电路、功率放大电路 七个局部组成。通过PS2键盘或拨码开关控制音乐发生器，系统接收PS2键盘送 来的串行数据，将其转成并行数据，从而进展比较将555产生的不同频率送到低 通滤波模块，转化为正弦波。由于输出幅度低，所以利用运放和功率的放大，以 驱动扬声器。关键词：电子技术；音乐发生器；ps2接口
2、； 模块；MusicGe neratorBased on the PS2Author: JieZha ng 2021043226Abstract : PS2 in terface is an in terfaceon a PC-compatible computer systemthat can be used to link the keyboard and mouse.PS2-based music generator is composedby PS2interface module, DIP switch module, waveform generator module, cd405
3、1 an alog switch m odule, mode selectio n module, a low-pass filter module, operational amplifier, power amplifier circuit. PS2 keyboard or DIP switches control the music generator, the system receives serial data from PS2 keyboard, and turn them into parallel datathe n thediffere nt freque ncy wave
4、form 555 produced is sent to a low-pass filter module and conv erted to a sine wave. Since the output amplitude is low, so the operational amplifier and a power amplifier amplifies it to drive the speakers.Keywords： electr onictech no logy; music gen erator; ps2 in terface; module0.引言PS2接口是实现人机交互的重要
5、途径。Ps2通讯协议是一种双向同步串行通讯协 议。通讯的两端通过Clock时钟脚同步，并通过Data数据脚交 换数据，因其通信协议简单，可靠性高，表达信息量大，曾广泛应用于人机交互 中。虽然随着US接口的普与，越来越多的PC用户选择了 US接口，但目前主流PC 中仍然保存了 PS澀盘的接口。.本文提出了一种利用PS战口电路控制并实现一 个音乐发生器系统的方案。用集成电路设计产生得到一组不同频率的音阶，通过 编码形成8位数字量来控制DA转换器使其输出正弦波，以驱动音响电路。：1、产生7个不同频率的音阶以驱动音响电路，波形为正弦波。要求每个正弦波有64个点，列表产生，频率分别为：261Hz 293
6、Hz、329Hz 349Hz、391Hz 440Hz493Hz。2、利用PS魏盘上17的数字键控制该音乐发生器，其键值分别对应16、1E、26、25、2E、36、3D; 3、利用DA模块产生正弦波，要求DA精度为8位，输 出电压围是05V; 4、利用运算放大电路实现正弦波形的衰减，电压放大倍数为 0.1倍；5、利用功率放大电路实现功率的放大，电压放大倍数为20倍; 6、利用示波器观察所产生正弦波形的输出结果，并分别测量7个音阶的频率，要求频率误差不得大于5%1 基于PS2的音乐发生器的设计原理本方案有两种输入方式：1将键盘与ps2接口连接，按下键盘的按键，3片 74194移位存放器将ps2传输
7、来的11位串行数据转化为并行数据，将 8位数据 位的低3位送入单8通道数字控住模拟电子开关cd40512利用拨码开关模块，拨开8位拨码开关前七位中的一位，通过优先编码器74147编码后，将三位 数据送入单8通道数字控住模拟电子开关cd4051。这两种输入方式的选择过程 由模式选择模块中的74244来实现。cd4051选择7个不同阻值的电阻中的一路 作为555接成的多谐振荡器中的R2,从而产生7个不同频率的方波。经5阶RC 滤波器滤波后，方波变为7个不同频率的正弦波，经过运算放大电路和功率放大 电路后，驱动扬声器产生7个不同频率的音阶。图1系统方框图1此方案采用键盘或拨码开关控制电路， 灵活性强
8、。足以满足本选题的技术指 标要求，而且硬件电路结构简单，易于实现。2. 各个模块设计2.1拨码开关模块拨码开关模块由局部构成，第一局部是一个 8位拨码开关，另一局部是74147 10-4优先编码器，将输入数字转化为 BCD反码优先编码器74147是低电平有 效，故接成以下图的形式，使对应拨码开关闭合时为低电平，断开时为高电平。如果有多个输入端为“ 0，那么以编号最大的输入端为准，故要将“8和“9 输入端接电阻再接VCC屏蔽掉。电路如图2所示。图2拨码开关电路2.2波形发生模块波形发生模块是由555定时器接成的多谐振荡器555定时器接成的多谐振荡器震荡周期而输出脉冲占空比为将 C=0.1uF,
9、T=1/f,得:为使矩形板占空比尽量接近50%我们取电路图如图3波形发生模块电路2.3模拟开关模块模拟开关模块选用单8通道数字控制模拟电子开关cd4051,由于拨码开关模块中 74147是反码输出，其输出的三位 BCD码对应十进制数为6,5,4,321,0，应选择cd4051的0-6输入端连接电位器的滑动端，7个电位器另一端接在一起连在 输出端上。电位器作为多谐振荡器中的R2电路图如图图4模拟开关模块电路图2.4低通滤波器模块采用本模块，将波形发生模块产生的矩形波经过滤波后变为接近正弦波的波形 五阶无源低通滤波器电路图如图图5低通滤波模块电路图2.5运算放大模块运放模块采用LM324其放大倍数
10、为电位器Rf可调节放大倍数图6运算放大器电路2.6功率放大模块利用LM386接成功率放大器，电位器用于调节放大倍数。因扬声器是感性负载， 所以与负载并连一个R26, C12组成的串联校正网络，使负载性质校正补偿至接 近纯电阻。这样可以防止高频自激和过压现象的出现。接在7脚和地之间的电容 C11起到电源滤波作用，它将输入级与输出级在电源上隔离，减小输出级对输入 级的影响。电路图如图图7功率放大器电路PS2接口电路图如图74194成右移 为下降 故中间2.7ps2接口模块此模块由两局部ps2接口局部和移位存放器局部。用3片74194接 输入，串行转并行的电路，ps2时钟 沿有效，而74194为上升沿有效，加反向器图8PS2接口电路图74194电路图如图输入端加高电平，时钟端接方波ycc-】;14 - 图rJK 路害电1 run22呂5V9百余WD寻GNCJILh TrI-LVA虽晶2匚-wWv4-gnds sfTLSJ-T cs占 E 亠下 - -附录2实物照片hrJ*nii