基于手势识别的智能音乐盒开题报告

而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。

为适应这种情况，就需要传感器。

2. 课题关键问题和重难点

本课题的难点在于，整个课题的完整设计和手势识别之后系统之间的处理，可能会出现亚稳态的相关问题，以及如何提高资源的利用率，降低资源的占用，用最少的资源完成。

具体而言，关键问题如下有三：

1. 红外感应的灵敏程度系统的识别

3. 国内外研究现状（文献综述）

已知不同的音调有着不一样的频率，每个音调都有着不同的时间周期常数[3]。用定时器t0对单片机进行定时，通过输出不同周期的方波给蜂鸣器来控制、发出需要的音调[4]。从低音到高音每一个音调都有定时器t0对应的一个初值，由此当晶振为12mhz，可以列出音调与定时器t0初值的表1：

通过表1，可以读出音乐简谱上每个音符对应的音调，读出对应的定时器t0的初值，让定时器t0工作在定时模式1，当计数从初值到最大值65536时溢出，并触发单片机某个管脚信号取反，所产生的就是所需要的音调频率，再通过蜂鸣器发出对应音调的声音。

在本设计中以延时函数控制每个音符的时长来实现，以十六分音符的时长编写一个延时函数，做为其他音符时长的一个基准，所以调用一次就是十六分音符的时长，循环调用该函数两次就是八分音符，循环调用四次就是四分音符，循环调用该函数八次就是二分音符。根据以上所述，在程序中本设计是这样处理的：把各个音调所对应定时器t0的初值化为十六进制数，取每个音调初值的高八位、低八位依次放在两个数组中。音阶频率表高八位数组code uchar freqh[]={0xf8， 0xf9， 0xfa， 0xfa， 0xfb， 0xfb， 0xfc， 0xfc， 0xfc， 0xfd， 0xfd， 0xfd， 0xfd， 0xfe， 0xfe， 0xfe， 0xfe， 0xfe， 0xfe， 0xfe， 0xff}； 音阶频率表低八位数组code uchar freql[]={0x8c， 0x5b， 0x15， 0x67， 0x04， 0x90， 0x0c， 0x44， 0xac， 0x09， 0x33， 0x82， 0xc8， 0x06， 0x22， 0x57， 0x85， 0x98， 0xc1， 0xe4， 0x03}。

4. 研究方案

设计中考虑了两种设计方案，两种设计方案中主要区别在于硬件电路的不同，对

于本设计通过模拟电路和单片机设计均可以实现，最后根据设计要求、可行性和设计成本的考虑选择了单片机设计的方案。现在―一介绍论证如下:方案一:此方案采用的是模拟电路，其中涉及有几部分:1.基准频率产生器，产生基准频率，其值应根据音调发生器的频率要求决定。电路可由晶振构成时钟脉冲振荡器。2.音调发生器,音调发生器产生各个音区与音符所对应的频率;音符代码存储器，用来存储与乐曲的音符对应的数字代码及乐曲的数量。3.通常先将乐曲进行编码，再将其代码存储在eprom存储器。4.节拍发生器与地址计数器，节拍发生器的振荡频率由乐曲演奏的速度所决定。演奏的速度越快，节拍发生器的速度越高。5节拍分配器，将节拍分配好，产生驱动打击的节拍信号。6.声音驱动电路，使乐曲的节拍和频率通过发音演奏出所想要的乐曲。方案二:采用单片机来设计电路。其中主要涉及以下几个部分:1.at89c2051单片机，通过对其进行编程，利用其内部的定时器/计数器改变计数初值，可以实现不同的音调。2.按键电路每按一次按键就可顺序播放一首歌曲，实现选曲的目的。

3.时钟与复位电路﹑由石英晶体振荡器产生单片机工作时所必须的时钟信号

第二节设计方案的确定经过查资料、构思和自己的设计，为保证电路基本功能实现，经过分析，从实现难度、性能、经济等方面综合就以上两种方案进行比较:1.从实现音乐盒电路的硬件方面看，用单片机实现所用硬件电路比用模拟电路实现所用器件少，接线图简单，功耗较小，稳定性和抗干扰性及相对方案1好2.用单片机实现音乐盒，通过编程就可实现音频和节拍，省去了节拍发生器和节拍分配器，实现音乐的产生较简单3.at89c2051微处理器的性价比高，用它完全可以实现本设计当中要求的功能，且体积小，便于产品小型化，功耗小，工作电压范围宽。4.用单片机设计的音乐盒通过lm386功率放大器以后音质较方案一好5.用单片机设计的音乐盒电路可以加按键电路实现播放\暂停及选曲功能综合以上因素，选择方案二比较可行。

5. 工作计划

第一阶段（2023年2月1日－2023年3月15日）：资料收集，整理，确定论文的写作思路，技术路线，论文提纲等，模型分析，方法应用等。

第二阶段（2023年3月15日-2023年3月31）：完成论文的提纲文献，课题研究背景及其意义和基本概念和理论部分。

第三阶段（2023年3月15日－2023年4月1日）：先试着制作音乐盒可以大大减少因为时序问题导致卡进度，验证后开始顶层到底层的完整设计，实验相关材料到手后完成上版验证，然后完成论文实验数据部分。