labview虚拟钢琴.docx

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labview虚拟钢琴

2013-2014【2】学年度第二学期

虚拟仪器技巧及运用

--基于LabVIEW的便携式按键钢琴

专业：

电子信息工程

班级：

姓名：

学号：

成绩：

一.设计课题

设计一个基于labview的便携式按键钢琴.

思绪：

运用myDAQ的8个数字I/O通道作为琴键输入,经由过程labview编程合成所需频率的声音,经由D/A变换后经由过程AudioOut端口放大输出.程序中经由过程设置不同的谐波组合可以最终混杂出不同乐器的音色.

解释：

除了数字I/O的旌旗灯号采集和模仿旌旗灯号输出之外,这个标题重要工作在软件方面的数字旌旗灯号处理与合成（比如,假如同时按下两个按键,出来的后果应当是两个音的叠加;同时还要斟酌针对不同乐器不同音色所对应增长的谐波比例）.软件上还可以增长其他功效.例如可以选择将PC音频输出的音乐经由过程myDAQ的AudioIn端采集后增长混音或重低音后果等然后再经由过程AudioOut端播放出来.在硬件方面,可以扩大的一些工作包括琴键输入开关的毛刺滤除电路设计.音频输出后再做一级放大电路等.因为myDAQ只有8个数字I/O端口,是以只能做一个八音阶.

二.设计进程

A．响应琴键事宜

在while构造中放入8个前提构造,每个前提构造对应一个按键发音事宜：

在每个对应的前提构造中,嵌入子vi,用来履行响应的选择事宜,子vi负责了音量调节,音名选择,音色选择,声调选择等功效.为了不使程序连线过于庞杂,运用下场部变量.上图可见.

B.集成功效的子vi设计

子vi的设计是基于音色掌握的,这里供给了三种音色实现方法,经由过程前提分支架构来选择,一一介绍如下：

I.直接读入播放wav文件

因为本身合成的音色老是不能达到钢琴发音的后果,所以经由过程录制的wav音频直接拿来播放音色就比较好.而没有找到现成的钢琴按键音频文件,所以经由过程运用adobeaudition专业音频处理软件来录制.截取,起落调制造了钢琴的单键声音.

对应的程序框图如下：

找到响应wav文件

写入读出：

II.正弦波基波与高次谐波的叠加：

因为音色是因为正弦波基波与其高次谐波成分比例若干不同而不同的,所以经由过程参加不同的谐波成分,可以来转变音色,后果要比只参加基波成分好许多,此次设计中可以调节二,三,四次谐波的比例成分.并且,又斟酌到真实按键音会跟着时光变化音量减小,所以在设计进程中也对此作了响应处理.

程序框图如下：

经由过程公式节点来盘算出对应的声音频率,参考了十二平均律

公式波形与合成的正弦波形相乘,实现了音量跟着时光而减小,并且,经由过程时光计时器,实现了音长的掌握.

III.三角波形的低通滤波

三角波经由低通滤波后只会消失基波和偶次谐波成分,音色听起来会比较协调.而低通滤波的设计不止一种,低通滤波函数供给应我们几种滤波方法,所以可以有几种音色的选择,实际后果固然不如第二种设计方法好,但还凑合.

程序框图如下：

其他的音量调节等见上图一目了然.

C.子vi的挪用

子vi界说了八个输入接口,用来实现响应的功效.在主vi的挪用中,运用了静态的方法,并且,为了子vi可以或许同时多次挪用,并实现子vi的并行,所以对子vi添加了可重用的属性.

D.控件的显示

在选择音色的进程中,在前面板上,对应于某一种音色选择的其他一些输入控件并没有感化,所以,我们可以经由过程属性节点来让这些控件在要用的时刻才被显示出来,而不用的时刻就将其设为不可见,这些控件是可调滤波控件,二次谐波控件,三次谐波控件,四次谐波控件.程序框图如下：

E.声音录制

声音的录制vi如下：

三.前面板后果

四.试验总结

本次试验对labview的运用可以说大大晋升.从一点都不懂简略的编程到如今能实现一个简略的作品.学会了运用各类程序构造,对声音的输入,输出,文件的写入与读取都有了本身的熟悉.在程序设计的进程中,也碰着了不少的问题,经由过程查找labview关心,查看对象书,上彀查找材料和cnki上的论文对问题的解决有了本身的方法.当然,有些问题确切也没有得到本质上的解决,比如主从vi的并行,比如对某些事宜的响应次序,再比如数字滤波器的具体运用与选择方法等等没有找到好的解决方法,这个都是在今后的进修进程中要改良的地方.当然,在短时光内想要做出一个异常庞杂的vi照样很不实际的,常识的积聚须要一个进程.对于一个问题,总会有各类各样的方法,前提是常识要丰硕,有足够的熟悉才行,所以进修一门常识体系点也是很有必要的.

总的来说,此次的设计课题使我有了进步.