陳祿洪　邵群英　蔡偉強(qiáng)

摘要：本設(shè)計(jì)是以MATLAB為出發(fā)點(diǎn)，STM32F103系列作為硬件支撐，并且搭載音樂(lè)噴泉效果的控制系統(tǒng)，通過(guò)軟硬件結(jié)合，設(shè)計(jì)出友好的人機(jī)交互GUI界面，實(shí)現(xiàn)了基于MATLAB數(shù)字電子琴的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：MATLAB；數(shù)字電子琴；音樂(lè)噴泉

一、引言

電子琴是藝術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)融合的產(chǎn)物，是新時(shí)代樂(lè)器的驕子，它不但可以幫助我們的音樂(lè)老師進(jìn)行傳統(tǒng)音樂(lè)文化的教育教學(xué)工作，而且它又具備現(xiàn)代音樂(lè)，特別是電子音樂(lè)、電腦音樂(lè)的基本結(jié)構(gòu)、特征，因而使我們的教師在音樂(lè)教學(xué)中更直接、更簡(jiǎn)便[1]，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的音樂(lè)感受力，開(kāi)發(fā)學(xué)生的想象力，加深學(xué)生對(duì)音樂(lè)的記憶力及提高學(xué)生的聽(tīng)辨力和鑒賞力都有積極作用。而一部真正好的電子琴，是讓學(xué)習(xí)者能更好融入到電子琴中。

基于此種情況，我們提出了基于MATLAB數(shù)字電子琴的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)利用MATLAB的GUI界面來(lái)進(jìn)行信號(hào)處理程序設(shè)計(jì)仿真出電子琴，并結(jié)合單片機(jī)實(shí)現(xiàn)音樂(lè)噴泉音響的視覺(jué)效果和聽(tīng)覺(jué)盛宴，更加激發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)學(xué)習(xí)電子琴的興趣與耐心。

二、軟件設(shè)計(jì)

此部分設(shè)計(jì)大部分在MATLAB的GUI界面中完成，在界面設(shè)計(jì)之前弄清楚了不同音階對(duì)應(yīng)的不同頻率的關(guān)系（如圖1）。

在GUI界面設(shè)計(jì)中，用畫圖工具把電子琴的框架設(shè)計(jì)出來(lái)后，在每個(gè)琴鍵的回調(diào)函數(shù)中添加對(duì)應(yīng)音階的代碼，編譯運(yùn)行后，能實(shí)現(xiàn)每個(gè)琴鍵可鼠標(biāo)控制，且發(fā)出對(duì)應(yīng)音階的聲音。音階代碼如圖2（以do為例）

三、硬件設(shè)計(jì)

此數(shù)字電子琴的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)的硬件部分，主要是實(shí)現(xiàn)以硬件也能彈奏和噴泉的功能。本設(shè)計(jì)的芯片采用STM32F103系列，外接12個(gè)直插輕觸按鍵來(lái)模擬對(duì)應(yīng)的琴鍵，控制12個(gè)音符噴頭的啟動(dòng)，形成動(dòng)感噴泉效果。如圖3

（一）外接12個(gè)直插輕觸按鍵來(lái)模擬對(duì)應(yīng)的琴鍵，形成一個(gè)小型的直接按鍵彈奏的電子琴，來(lái)直接控制噴泉的觸發(fā)。

（二）通過(guò)MATLAB語(yǔ)言與C語(yǔ)言的混合編程，在琴鍵按下的瞬間發(fā)送指令給到STM32F103，對(duì)傳過(guò)來(lái)的指令啟動(dòng)對(duì)應(yīng)音階的噴頭，間接性觸發(fā)音樂(lè)噴泉。

四、總結(jié)

基于MATLAB數(shù)字電子琴的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了軟件和硬件一并控制的音樂(lè)噴泉控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)便又充滿樂(lè)趣，滿足人們對(duì)彈琴的多樣化需求及實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電子琴的多樣化。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦亮.電子琴在小學(xué)音樂(lè)教學(xué)中的功效[J].啟迪與智慧 （教育）.2015.04.88

作者簡(jiǎn)介：

1.陳祿洪，1996年10月，學(xué)歷：本科，職稱：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 在讀生.

2.邵群英，1996年11月，學(xué)歷：本科，職稱：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 在讀生.

3.蔡偉強(qiáng)，1995年5月，學(xué)歷：本科，職稱：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 在讀生.