8键电子琴设计
目录
一．摘要-------------------------------------------------------------------4 二．方案设计-------------------------------------------------------------5
1.方案一--------------------------------------------------------------------5
2.方案二-------------------------------------------------------------------5
3.方案对比----------------------------------------------------------------5 三．系统硬件设计-------------------------------------------------------5 1.电子琴所用引脚-------------------------------------------------------6 四．系统原理图-----------------------------------------------------------7
1.复位电路----------------------------------------------------------------7
2.振荡电路----------------------------------------------------------------7
3.音频功放部分设计----------------------------------------------------7
4.电路仿真图------------------------------------------------------------8五．仿真程序设计------------------------------------------------------9 六．实验总结------------------------------------------------------------10
1.该系统实现的功能----------------------------------------------------10
2.实验心得体会----------------------------------------------------------10
一．摘要
本实验的目的是设计一个8键电子琴，它能够用喇叭发1、2、3、4、5、6、7、8,并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止,.中间再按别的键则发另一音调的声音。通过按键盘输入功能，,按键同时对应指示灯点亮，按键结束，指示灯熄灭。本系统采用AT89C51完成全部功能，T89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。它通过单片机得到不同的频率来得到相应的音阶，奏出完整的曲子。该系统硬件单路由AT89C51单片机、键盘电路、LM386音频功放电路、扩展电路及扬声器发生组组成。该系统驱动程序由主程序，发声程序以及延时程序构成。
关键字：AT891；程序
二．方案设计
1.方案一：采用CPLD外接扬声器、键盘、数码管等。
8个译码输出显示的数码管，以显示目标芯片的32 位输出信号，且8个发光管也能显示目标器件的8位输出信号。时钟为50MHz ，输出接扬声器。
具体过程：主系统可由两个模块组成：当系统检测到有按键按下时，对应音符的频率由模块1获得，这是一个数控分频器。由其clk端输入一具有较高频率的信号，分频后输出。
音符的持续时间须根据乐曲的速度及每个音符的节拍数决定，模块2的功能是为模块1提供决定所发音的分频预置值，而此数在模块1输入口停留的时间即为此音符的节拍值。
2.方案二：采用单片机外接扬声器、键盘、数码管等。
具体过程：当系统扫描到键盘上有键子被按下，则快速检测出是那一个键子，然后单片机的定时器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下，则启用中断系统，前面键的发音停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音。
3.方案对比
对比两套方案各有优缺点，方案一采用CPLD，工作速度快，系统稳定，效果好，但是其价格昂贵；而方案二在设计这样小型电子系统方面，无论是效果还是工作速度与方案一都相差不大，而且价格较为便宜。因此，选择方案二即单片机加外设的方式设计该系统较好。
三．系统硬件设计
单片机
1.电子琴所用管脚说明
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 /INT0（外部中断0）
P3.3 /INT1（外部中断1）
P3.4 T0（记时器0外部输入）
P3.5 T1（记时器1外部输入）
P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
四．电路原理图
1.振荡器电路
振荡器电路在单片机系统中起着非常重要的作用，是保证系统正常工作的基础。在为达到振荡周期是12MHZ 的要求，这里要采用12MHZ的晶振，另外有两个22P的独石电容，两晶振引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。具体连接图如图5所示:
2.系统复位电路的设计
智能系统一般应有手动或上电复位电路。复位电路的实现通常有两种方式：RC复位电路和专用μＰ监控电路。
本次课程设计采用了上电按钮电平复位电路，如图4
3.音频功放部分设计
音频功放部分可用一片LM386来对信号进行放大在输入扬声器发声。
LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。为使外围元件最少，电压增益内置为20。但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
LM386的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。下图为LM386芯片引脚图：
4.电路仿真图
该系统硬件单路由AT89C51单片机、键盘电路、LM386音频功放电路、扩展电路及扬声器发生组组成。
具体原理图如下：
五．仿真程序设计
该系统驱动程序由主程序，发声程序以及延时程序构成。
程序：
#include
Sbit speaker=P3^0; //声明喇叭位置
Sbit led=P1; //声明指示灯位置
Unsigned char keys; //声明变量
/*声明音阶数组-- Do Re Mi Fa So La Si Do# */
unsigned char freq[]={108,102,91,86,77,68,61,57};
void sound(unsigned char); //声明发声函数
void delay(unsigned char); //声明延迟函数
//===================主程序=======================//
main() //主程序开始
{P2=0xff; //将P2规划成输入口
while(1) //while循环
{ keys=~P2; //读取按钮
switch(keys) //判断
{ case 0x01:
sound(0);
led=0x01;
break; //按下S1, 发Do 音,同时对应指示灯亮
case 0x02:
sound(1);
led=0x02;
break; //按下S2，发Re 音，同时对应指示灯亮
case 0x04:
六.实验总结
1.该系统实现的功能
根据功能需求与电路结构得知，当按钮开关ON时，将可有其连接的输入口读取到低电平，再次制作的一个八键的电子琴，若按S1，则发出中音DO,如按S2,则发中Re……依次类推。
2.实验心得体会
本周单片机原理及应用技术的课程设计，我通过查找资料，设计了简单的电子琴，这个电子琴有八个按键，按下不同的按键可以发出七个不同的音符。在次过程中，应用PROTEL软件画出相应的原理图，应用KEIL软件编译程序输入PROTEUS仿真软件进行了电路仿真。
在这一系列程序中，了解了产品制作过程，掌握了PROTEL软件KEIL软件PROTEUS仿真软件的应用，还有对单片机工作原理的掌握。受益匪浅。
基于的电子琴设计
综合设计任务书 学生班级：学生姓名：学号： 设计名称：电子琴的设计与实现 起止日期：—指导教师： 综合设计学生日志
电子琴的设计与实现 摘要:本次设计是xx专业专业方向设计，利用单片机设计简易电子琴。其主要功能为：按下不同按键，发出不同 1 、2 、3、4 、5 、6 、7 七个音符并且用LED 或LCD显示当前按键。选用stm32f103C8T6，它有8个定时器，部分定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入。利用芯片内部相关定时器来输出PWM，从而来驱动蜂鸣器。通过读取外部按键输入的值来相应改变定时器相关寄存器的值，从而来改变PWM的输出频率来达到发出不同音调。 关键词:STM32f103C8T6；PWM；定时器 The Design of the Keyboard Abstract:This design is the professional direction of biomedical engineering design. Using Single Chip Microcomputer to achieve a simple Keyboard. Its main function is: While a user press the different keys, it will make different sounds from the and display different numbers which corresponded to the sounds. Using stm32f103- -C8T6 as control chip. It has16-bit timers. Some of them with up to 4 IC/OC/PWM or pulse counter. Making use of the Timers to generate driving signal .By reading the state of the external key to change the . Different frequency of the PWM will buzzer makes different sounds. Key words: STM32f103C8T6; PWM; Timer 一、设计目的和意义 本综合设计是为xx专业高年级本科生开设的必修课，是对学生运用所学知识的一次综合训练。其目的是让学生得到一次进行独立设计的工程实践锻炼，不仅培养严谨的科学态度和扎实的实践技能、良好的工程意识，并在设计中学会如何发现、分析和解决工程实践问题的技能和方法，将所学知识综合应用于工程实践中，为后续的毕业设计做好准备。 二、控制要求 利用单片机设计简易电子琴。 功能要求： (1) 按下不同按键，发出不同1 、2 、3、4 、5 、6 、7 七个音符； (2) 用LED 或LCD显示当前按键。
简易电子琴课程设计报告
摘要 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器，它在音奏中已成为不可缺少的一部分。本文主要介绍运用555定时器制作简易电子琴的设计方法。该方法利用555定时器构成多谐振荡器，通过按键控制不同的RC组合应用多谐振荡器产生不同频率八个基本音阶的脉冲信号波，然后连到扬声器上，即可发出八音阶的音乐。在该设计中，利用了555定时器构成的多谐振荡器产生各音阶不同频率的脉冲，不仅仅使其频率调节更加方便，而且发出的声音稳定、饱满。 前言 (1) 第一章设计内容及要求 (2) 1.1 设计的基本原理 (2) 1.2 设计要求 (2) 第二章系统组成及工作原理 (3) 2.1 系统组成 (3) 2.1.1 按键模块 (3) 2.1.2音调发生模块 (3) 2.1.3音响模块 (4) 2.2 工作原理 (4) 2.2.1 NE555多谐振荡器 (5) 2.2.2 LM386集成功率放大器 (7) 第三章方案比较 (8) 3.1 方案一 (8) 3.2 方案二 (9) 3.3方案三 (10) 3.4方案分析与比较 (11) 第四章参数计算、器件选择 (12) 4.1 参数计算 (12) 4.2 器件选择 (12) 第五章系统调试及测试结果分析 (14) 5.1 系统调试 (18) 关键词：简易电子琴，555定时器，多谐振荡器，八个基本音阶 目录
5.2 硬件调试···················································19 2 5.3 测试结果与分析 (19) 前言 随着当代科学设计的发展，电子产品在人们的日常生活中占据着越来越多重要的地位。电子琴作为其中的一个典型代表，引领着许多孩子进入音乐的殿堂。因此，我们选择了简易电子琴这个题目来制作，因为它不仅能过提高实际动手能力，还与实际生活有着紧密的联系。 模拟电子技术基本教程是一门实践性很强的课程，而此次课程设计依据的理论基础是模拟电子技术基本教程，其主要目的是通过本课程的培养，启发学生的创造性思维，进一步探究书本知识。本课程设计是设计出一个电子产品，先焊接好，再进行检验。 在电子课程设计的过程中，系统的概念十分重要，熟悉从系统的层次分析问题、解决问题的方式。基本方法除了实验课中要求掌握的功能测试、故障排除等各种一般方法以外、要特别注重使用“电路拼装”的方法。课程设计的一般步骤如下：（1）、选择一个课题；（2）、查阅有关资料；（3）、进行可行论证；（4）、通过设计方案的比较，定出最优的设计方案；（5）、分解为多个模块；（6）、分别设计各个功能模块电路，并完成调试；（7）、组装成完整的数字系统；(8)、编写设计、安装、调试报告。 1 第一章设计原理及要求 1.1 设计的原理 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。 5.4 误差分析 (19) 实验小结及心得体会 (20) 结论······························································21 参考 文献·························································22 附录一····························································23 附录二···························································· 24 3
基于FPGA的多功能电子琴设计与实现
西南科技大学 电子专业综合设计报告 设计名称：基于FPGA的多功能电子琴的设计与实现 姓名： 学号: 班级： 指导教师： 起止日期： 2013年11月22日-2013年12月10 日 西南科技大学信息工程学院制
综合设计任务书 学生班级：电子1001 学生姓名：学号： 设计名称：基于FPGA的多功能电子琴的设计与实现 起止日期：2013.11.22-2013.12.10 指导教师：
综合设计学生日志
基于FPGA的多功能电子琴的设计与实现 摘要：随着科学技术的日新月异，人们的生活也在发生在变化，电子产品也随之增多，比如 现在流行的电子琴，已经逐渐代替了曾经的手动风琴了。文章中所介绍的多功能电子琴的设计在Quartus II平台上，采用Verilog HDL 语言和模块化的设计方法，设计出一个能够通过按键控制不同的音符，同时也可以通过按键进行演奏已经存储的曲子的多功能电子琴。本系统主要由五个个模块组成：顶层模块，曲目1模块，曲目2模块，按键模块，曲目循环播放模块。 关键词: FPGA；电子琴； Verilog HDL；音符
FPGA-based design and implementation of multi-organ Abstract：With the development of science and technology, also occurs in people's lives change, electronic products also increase, such as the now popular organ, has replaced the former manual organ. Multifunction keyboard design as described in the article on the Quartus II platform, using Verilog HDL language and modular design method, design a button control through different note, you can also play music already stored by keys multifunction keyboard. The system consists of five modules: the top-level module, a module tracks, track 2 modules, key module, track loop module. Key words: FPGA, Keyboard, Verilog HDL, Note
基于单片机的简易电子琴设计课程设计
基于单片机的简易电子琴设计课程设计
湖南文理学院 课程设计报告 课程名称：单片机课程设计 专业班级：自动化10102班17号学生姓名：肖葵 指导教师：王南兰 完成时间：2013年 6 月13 日报告成绩： 湖南文理学院制
摘要 随着社会的发展进步，音乐逐渐成为人们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。人们对于电子琴如何实现其功能，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。 关键词：AT89S51；音色节拍器；电子琴
ABSTRACT With the development of our society, music has become an important part of life. There’s a saying goes that people who likes music cannot be an evil. During our life, we often enjoy all kinds of music in the world to baptize our spirits. This thesis has designed a simple microcontroller-based electronic key board. We are curious about the foundation of electronic keyboard, such as the choice of timber, the control of volume, the metrononme and automatic playback. The keyboard is a product of modern electronic technology combined with music, it is a new type of keyboard instruments. And it plays an important role in modern music. Single chip has a powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89S51 control of the core components, Design of an electronic organ, single chip as a host to the core, with the keyboard, speakers and other core modules main control module, in the main control module has 16 keys and speakers. Stability of the system, its advantages are simple hardware circuits, software functions, control system reliability, high cost performance and have certain practical and reference value. Key words : single chip MCU keyboard speaker electronic organ
简易电子琴课程设计
课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。 可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据要求，完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试，鼓励自制稳压电源。 （2）设计要求 ①设计一简易电子琴电路，按下不同琴键即改变RC值，能发出C调的八个基本音阶，采 用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。已知八个基本音阶在C调时所对 ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原 理并仿真实现系统功能。 ④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。 指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1.模电课设概述 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的及意义 (1) 1.3开发环境proteus简介 (1) 2.电路原理 (3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择 (3) 2.2振荡条件 (4) 3.总体方案设计 (5) 3.1实验电路设计思路 (5) 3.2设计电路图 (6) 3.3实验参数选择 (6) 4.仿真曲线及结果分析 (7) 4.1仿真操作过程及曲线 (7) 4.2仿真结果分析 (14) 5.实物制作及仿真、实物的差异 (15) 5.1实物制作过程和调试过程 (15) 5.2 仿真、实物的差异 (16) 6.心得体会 (17) 7.元件清单 (18) 8.参考文献 (19)
简易电子琴电路的设计 (2)
1. 技术指标 (1) 2. 设计方案及其比较 (1) 2.1 方案一 (1) 2.2 方案二 (3) 2.3 方案比较 (6) 3. 实现方案 (6) 4. 调试过程及结论 (10) 5. 心得体会 (16) 6. 参考文献 (16)
简易电子琴电路的设计 1.技术指标 设计一个玩具电子琴，设8个琴键，分别代表1、2、3、4、5、6、7、?八个不同音符，每按下一个琴键，扬声器发出一个音符的声音。演奏时的音量和节拍可以调节。 2.设计方案及其比较 2.1 方案一 选用RC振荡电路和运算放大器构成简易电子琴电路。RC振荡电路的具体电路为文氏桥正弦振荡电路。电路原理图如下图1。 图1 简易电子琴电路原理图
R串联，两者共同构成RC串并联选频网络。由于选其中1C和按键电阻并联，2C和12 频网络的相移为零，这样RC串并联选频网络送到运算放大器同相输入端的信号电压与输 出电压同相，所以RC反馈网络形成正反馈，满足相位平衡条件，因而可以形成振荡。 由于振荡的能量是电源，激励信号源是电路中的噪声，它的频谱丰富，包含频率成分 f；但由于噪声信号极其微弱，在振荡期间应使信号做增幅振荡，为此合理选择电阻使0 ω信号就会通过正反馈而使得输出信号不断增大，使输出幅环路增益大于1，这样频率为0 度越来越大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动稳定下来，电路进入等幅振荡。频率0f之外的信号由于不满足振荡平衡条件，将不会在输出信号中出现，RC选频网络实现了信号频率的选择功能。 按键电阻的选择：查阅资料得知八个音阶的频率如下表1： 表1 八个音阶的频率 音符 1 2 3 4 5 6 7 8 f264 297 330 352 396 440 495 528 由于1C的值确定为0.1uF，由公式： fπ2/1 RC =（1） f 0= 并结合表一计算可得电阻阻值分别为（单位：欧姆）： 36 R3. k 1=（2） 28 k R7. 2=（3） 23 R3. k 3=（4） 20 k R4. 4=（5） 16 k R2. 5=（6） k 13 R1. 6=（7） R3. 10 k 7=（8） R1.9 k 8=（9）通过阻值选择电阻器件。 电路要求不仅能够振荡，而且能够稳幅。当振荡输出信号小于放大器的最大输出电压时，输出为正弦波。如前所述，环路增益大于1，这样信号幅度在正反馈的作用下不断增
基于FPGA的简易电子琴设计
课程设计任务书
开题报告
皖西学院本科毕业论文（设计）中期检查表
简易电子琴的设计 学生姓名：王春指导老师：郑大腾 摘要 本系统是采用EDA技术设计的一个简易的八音符电子琴，该系统基于计算机中时钟分频器的原理，采用自顶向下的设计方法来实现，它可以通过按键输入来控制音响。多功能电子琴的设计是在原有普通电子琴的基础上进行扩充的一个设计。该电子琴的设计大体可以由三个模块构成，分别是电子琴发声模块、存储器模块和选择控制模块。用超高速硬件描述语言VHDL编程可以实现各个模块的功能。不仅能实现弹琴和演奏的功能，它还能实现“复读”的功能，就是可以存储任意一段音乐，并且可以即时的播放出来。系统实现是用硬件描述语言VHDL 按照模块化方式进行设计，然后进行编程、时序仿真、总体整合。本系统的功能比较齐全，有一定的现实使用的价值。本文中介绍了电子琴系统的整体的设计,并基于超高速硬件描述语言VHDL在相关的芯片上编程实现的。 关键字 电子琴；EDA；VHDL；音调发生；现场可编程逻辑器件FPGA；超高速硬件描述语言VHDL；电子琴系统； Abstract This system is designed using EDA technology a simple eight-note keyboard, the system clock divider based on the principle of the computer, using top-down design methodology to implement, it can be controlled through the key input audio. Multi-function keyboard is designed to be an ordinary keyboard in the original expansion on the basis of a design. The design of the keyboard in general consists of three modules, namely the keyboard sound
电子琴课程设计
摘要 随着电子技术的发展，电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作，电子技术与音乐的结合正在不断加深。因此开发本系统希望能够给人们多带来一点生活上的乐趣。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。 关键词：AT89C51矩阵键盘，LED显示管，扬声器。
目录 摘要 ....................................................... I 目录....................................................... II 1 引言.. (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 研究现状和发展趋势 (1) 2 硬件设计 (2) 2.1 总体设计方案 (2) 2.2 电子琴组成原件的概述 (2) 3 软件设计 (4) 3.1 keil 软件的任务 (4) 3.2 proteus的界面实现 (6) 4 系统调试与实验 (7) 4.1 程序调试 (7) 4.2 硬件调试 (7) 5 总结 (8) 参考文献 (9)
1 引言 1.1 ：研究背景及意义 基于当前市场上的玩具市场需求量大，其中电子琴就是一个很好的应用方面。单片机技术使我们可以利用软硬件实现电子琴的功能，从而实现电子琴的微型化，可以用作玩具琴、音乐转盘以及音乐童车等等。鉴于传统电子琴可以用键盘上的“kO”到“k16”键演奏从低So到高DO等16个音，从而可以用来弹奏喜欢的乐曲。 该设计具有以下优点： (1)可以随意弹奏想要表达的音乐； (2)制作简单，成本低。 (3)比传统电子琴功能更完善。 1.2 研究现状和发展趋势 单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。目前单片机已用于工业控制、机电一体化设备、仪器仪表、信号处理、现代兵器、交通能源、商用设备、医疗设备及家用电器等各个领域，随着单片机性能的不断提高，它的应用将会更加广泛。 随着社会的进步，音乐逐渐成为我们生活中很重要的一部分。电子琴及其音乐播放器是自弹音乐和播放储存音乐为一体。我们对于电子琴如何实现其功能，如音乐选择、声音强弱控制、自动放音功能等等也很好奇。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演者重要的角色。随着发展我们对电子琴的要求越来越高，而随之诞生的便是电子琴与音乐播放器集一体的新型电子琴。
学习电子琴的好处
学习电子琴的好处 众所周知，电子琴，独具特有的魅力：简单易奏，音色丰富，节奏变幻，电声效果，既可模仿大提琴、小提琴、电吉它、小号、长笛、单簧管等管弦乐器，又可模仿大自然中、人类生活中的音色变化、动物声响、宇宙音响、幻想的、电声的各种特殊的音响效果等等，是其他任何乐器无法比拟的！它可以对孩子们产生强烈的吸引力，激发他们探索的好奇心，引起他们的兴趣和爱好。让身、手、脑和口并用，能够陶冶情操、美化心灵、促进记忆、开发智力、增进身心健康，致使"电子琴热"长久不衰。 一、利用电子琴进行乐理教育 利用电子琴键盘功能，可对学生乐理教学方面进行形象的、直观的教学，让学生达到形象生动而又牢固的掌握所学知识的目的。 二、利用电子琴进行节奏训练 节奏是音乐的生命。对学生进行音乐教育，十分强调从节奏入手。在以往的节奏训练中，只能依赖在嘴里念"哒哒"声，或手打"啪啪"声来练习，这种枯燥、机械的节奏拍打训练，往往脱离音乐，忽略了对音乐节奏的整体感受。 然而，电子琴是多功能的乐器，它储备了几十种甚至上百种节奏音型，通过调节速度的快、慢，运用高、中、低音区的变化和丰富的音色变化等，这种融概念、视觉、触觉与听觉为一体的方式，可使同学们的训练兴致提高，成为培养学生节奏感的最好的辅助工具，让学生所记住的不仅是语言，更有声音的形象。这种节奏训练是扎根在听、说、唱、动的音乐实践中，使学生获得整体的、清晰的、敏锐的节奏感。 三、利用电子琴进行音准训练 音准是音乐的灵魂，"五音不全"就失去了音乐的表现力。此种人可以称为"音盲"。在以往的音准训练中，总是听琴声跟老师学唱，形式较为单一、老套、缺乏趣味性，效果也甚微。尤其是音准差的同学，难免受到别的同学们的嘲笑。 通过电子琴的教学，他们便可利用固定的音高，优美的音色，来进行模唱和弹奏，校正音准，使老走调的同学树立起自信心。同时，通过多种唱、弹形式，如：男生弹、女生唱；第一二组唱、三四组弹；一人弹、其他同学唱等等方式，让学生处于主导的地位，而老师有时候也可当听众、观众，提出听后的评估。这时候，每个学生都愿意来当"小先生"、"小明星"。 四、利用电子琴的音色、音区、节奏和速度的变化，感受音乐 电子琴有上百种可变化的独奏、合奏音色，上百种自动伴奏音型，多种模拟大自然的音响和打击乐，可以利用这些特殊的模仿大自然中、人类生活中的音色变化，来设计一些特定的场景或小故事等。也可以配合欣赏一些音乐作品。在学生对这些作品有所了解之后，让他们自行设计，运用所理解的音色、音区、节奏和速度等的变化来表达他们想要表达的某个事件或情感内容，增强学生丰富的想象力和创造能力。 五、利用电子琴培养学生的集体主义精神和礼貌待人的良好风尚学生们在电子琴集体课中，要求做到整齐、协条、一致；在上台表演时又学会了仪容整洁与尊重听众等文明习惯；并在与大家一起学习的交往过程中，获得了欢乐的情绪，从而摒弃某些独生子女孤僻的性格，树立集体主义精神和团结协作的观念。一、学习电子琴的好处
简易电子琴的设计与仿真.
proteus 7的使用及调试 定时器、中断、键盘接口数字电路、模拟电路的相关知识2、实现及编程 2.1程序框图 ) 2.2电路原理图
2.3程序内容 7个音调的产生方法 按k2让音调逆向输出 如何按k8+k2放出音乐和如何 让音乐停止 2.4汇编源程序 BUZZ EQU P2 BUZZ1 EQU P1.7 ORG OOOOH LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INT_T0 ORG 001BH LJMP TIME1 ORG 8000H MAIN: MOV SP,#90H MOV BUZZ,#0FFH MOV TMOD,#11H SETB ET0 SETB ET1 SETB EA CLR TR0 START: MOV R0, BUZZ CJNE R0,#0FFH,KEY1 CLR TR0 SJMP START KEY1: CJNE R0,#0FEH,KEY2 MOV 30H,#0FBH MOV 31H,#0E9H LJMP SET_TIMER KEY2: CJNE R0,#0FDH,KEY3 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#5CH LJMP SET_TIMER KEY3: CJNE R0,#0FBH,KEY4 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#0C1H LJMP SET_TIMER KEY4: CJNE R0,#0F7H,KEY5 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#0EFH LJMP SET_TIMER KEY5: CJNE R0,#0EFH,KEY6 MOV 30H,#0FDH MOV 31H,#045H LJMP SET_TIMER KEY6: 囉* 祖 1IU ■□■1l ? ■CkUJUfiia ▼"■VZ AfiJkAAl ■E * F Wi -54 ■U A JM "bn iunTb —- P XF 电子琴的设计 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。一. 任务要求与总体设计方案 1.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 1.2 设计方案 1.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率 课程设计 课程名称 题目名称 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 二○--年月日 目录 1 设计任务书 (1) 2 电路总体设计 (2) 3 各部分电路设计 (3) 3.1 R、C选频网络电路的设计 (3) 3.2 波形产生电路 (4) 4 Multisim仿真与数据分析 (7) 5总结 (9) 6致谢 (10) 参考文献 (11) 附录A 总原理图 (12) 附录B 系统元器件清单 (13) 1 设计任务书 设计目的 （1）熟悉数字电子技术课程设计的方法和思想 （2）熟悉仿真软件Multisim使用 （3）进一步理解555多谐振荡器在设计过程中的使用 （4）熟悉555多谐振荡器的应用 （5）熟悉简易电子琴的设计方法和过程 设计思路 （1）先查询简易电子琴的七个音（各包括低、中、高三个音）的频率 （2）再设置充电电阻和固定电容，根据公式算出每个音阶对应电阻的阻值，从而确定R C选频网络电路。 （3）用多谐振荡器产生矩形脉冲驱动蜂鸣器发出不同声音 （4）用仿真软件中的虚拟仪器示波器和频率计测量每一个音阶的波形和频率。 2 电路总体设计 本电路主要是由RC选频网络电路和555定时器构成的多谐振荡器组成。因为设计要实现电子琴dou、ruai、mi、fa、suo、la、si七个音的发声。而每一个音都对应一个频率和电阻，所以通过设计不同的电阻和电容组成R、C选频电路。每一个频率经过多谐振荡器都会产生一个矩形脉冲。因为是在仿真软件中无法实现电子琴发声，采用示波器测量矩形波形和用频率计测量每一个选频网络中对应的每一个频率，再和实际数据相比较来判定发出的声音是否准确。该电路实现了dou、ruai、mi、fa、suo、la、si(各包括低、中、高三个音）的发声仿真。实现了简易电子琴的设计。电路整体框图如下： 图2.1 基本方框图 该电路具有原理简单、容易制作、调试方便等特点。能实现二十一种频率的方波且能驱动喇叭C调的二十一个音阶。其中，稳压电源可以由电脑提供。 简易电子琴设计说明书一﹑设计题目： 设计一简易电子琴，要求： ①能够发出1、2、3、4、5、6、7、ⅰ等八个音符，此八音符电子琴 可通过按健输入来控制音响。 ②演奏时可以选择手动演奏还是自动演奏已存入的乐曲。 使用元件：AT80c51、LM324、扬声器、按键等。 二、设计目的： ㈠掌握电子电路的一般设计方法和设计流程，并且能够对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的认识。 ㈡学习使用protel软件绘制电路原理图及印刷板图。 ㈢掌握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。 三、设计内容及步骤： 为使所设计的简易电子琴实现预期功能——此八音符电子琴可通过按健输入来控制音响的目的，要建需立音阶与8051输出频率的对应表，如下表： 简易电子琴硬件系统图： 流程图: 原理: （一）音乐产生原理及硬件设计 由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用 单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。 本次设计中单片机晶振为12M H Z，那么定时器的计数周期为1M H Z，假如选择工作方式1，那T值便为T=216--5﹡105/相应的频率，那么根据不同的频率计算出应该赋给定时器的计数值，列出不同音符与单片机计数T0相关的计数值如下表所示： 采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据： T A B L E D W64580，64684，64777，64820，64898，64968，65030 源程序: 方案一：产生按键音符 O R G0000H L J M P M A I N O R G000B H L J M P B R E A K M A I N:M O V T M O D,#01H;设置定时器0的工作方式 S E T B E A S E T B E T0;设置定时器0中断 S E T B T R0;启动定时器0 W A I T1:L C A L L K E Y;调用K E Y子程序，判断有键按下否？第几个键？ C L R E A;屏蔽中断 C J N E R3,#00H,W A I T1;如果R3=0，表示有键按下 M O V A,22H;将22H里存放的按键号送给A R L A;因为查表里都是字，所以得乘2查得数据 M O V D P T R,#T A B L E;指向表头 M O V C A,@A+D P T R;查表 M O V T H0,A;将数据高位送T H0 M O V21H,A;将高位备份 M O V A,22H;将22H里存放的按键号送给A R L A;因为查表里都是字，所以得乘2查得数据 I N C A;取低位数据 M O V C A,@A+D P T R M O V T L0,A M O V20H,A W A I T2:L C A L L K E Y S E T B E A C J N E R3,#00H,W A I T1 J M P W A I T2 K E Y:M O V R3,#00H;K E Y子程序，判断有键按下否？ 第几个键？ M O V R1,#0F F H M O V R0,#00H M O VA,R1 M O V P2,A 模拟电子技术课程设计报告 题目名称：简易电子琴 姓名：黄鹏程 学号：150712165 班级： 15电本六班 指导教师：王爱乐 成绩： 工程技术学院 信息工程与自动化系 摘要 随着社会的发展进步，音乐已成为我们生活中很重要的一部分，电子琴则是一种很常见的键盘乐器，是现代电子科技和音乐结合的产物。在各个领域扮演很重要的角色，早已融入现代人们的日常生活中，成为不可替代的一部分。 简易电子琴主要是由8个按键控制，根据固定电阻的不同，从而产生不同的振荡频率，并且将信号放大后由扬声器输出声音。 为了能得到频率不同的波，波形产生部分首先使用了NE555芯片，从而得到振荡的正弦波；将信号传给LM386进行功率放大，使扬声器发出相应的音阶。分块调试测试电子琴，先是震荡电路的线路测试，再是功率放大电路的测试。 经过调试之后，焊接而成的作品能产生8个音调的不同振荡频率的音阶。 关键词：NE555 LM386 频率电子琴 目录 第一章设计任务.............................................. - 4 -1.1设计要求............................................................. - 4 - 1.2设计目的............................................................. - 4 - 1.3总体思想构图......................................................... - 5 -第二章系统组成及工作原理..................................... - 7 - 2.1 NE555简介........................................................... - 7 - 2.2逻辑符号............................................................. - 8 - 2.3 NE555部原理图....................................................... - 9 - 2.4逻辑功能............................................................ - 10 - 555定时器逻辑功能...................................................... - 10 - 2.5 LM386芯片介绍..................................................... - 12 - 2.5.1 外形、管脚排列及电路............................................. - 12 - 2.5.2 LM386主要性能指标................................................ - 12 - 2.6 简易电子琴系统组成.................................................. - 13 - 2.6.1 按键模块.......................................................... - 13 - 2.6.2音调发生模块...................................................... - 13 - 2.6.3音响模块.......................................................... - 13 - 2.7 简易电子琴的工作原理................................................ - 13 -第三章模块定路设计与参数计算................................ - 14 - 3.1波形发生部分........................................................ - 14 - 3.2功率放大部分........................................................ - 15 -第四章系统调试.............................................. - 17 - 4.1 调试步骤........................................................... - 17 - 4.2 调试过程........................................................... - 17 - 4.3 调试结论........................................................... - 17 -参考文献..................................................... - 18 - 附录.............................................. 错误!未定义书签。附录一:元器件清单............................................ 错误!未定义书签。附录二电路仿真.............................................. 错误!未定义书签。附录三制作作品原图......................................... 错误!未定义书签。 基于51单片机的多功能电子琴的设计 摘要 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键、一排LED灯和扬声器。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。 一、总体方案设计 1、系统设计要求 本系统分为三个部分，一个是音乐播放，一个是电子琴弹奏，和一个流水灯演示。具体指标如下： 1）要求达到电子琴的基本功能，可以用弹奏出简单的乐曲。 2.）用键盘作出电子琴的按键，每键代表一个音符。 3）各音符按一定的顺序排列，必须符合电子琴的按键排列顺序。 //4）固定音乐播放有按键控制：“播放”、“弹奏/停止”。 5）弹奏电子琴时能播放出准确的声音，不弹奏时可以播放内置音乐。 6）弹奏电子琴时，流水灯会不停的亮灭。 2、系统设计组成 本系统分为两个部分，一个是音乐另一个就是电子琴。音乐播放部分：乐音实际上是有固定周期的信号。本文介绍用AT89C51的两个定时器（如T0，T1）控制，在P3.7脚上输出方波周期信号，产生乐音，通过矩阵键盘按键产生不同的音符，由此操作人员可以随心所欲的弹奏自己所喜爱的乐曲，同时，那排流水灯会不停的闪烁，当不想弹奏时通过按放歌键可以演奏事先存放在单片机中的几首动听的曲子供消遣。当歌曲演奏完时，通过按复位键便可回到初始状态，这样就做出了一台微型电子琴。由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，即可构成我们所想要的音乐了，当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。乐曲中，每一音符对应着确定的频率，我们将每一音符的时间常数和其相应的节拍常数作为一组，按顺序将乐曲中的所有常数排列成一个表，然后由查表程序依次取出，产生音符并控制节奏，就可以实现演奏效果。电子琴弹奏部分：实际上就是把每个按键所对应的值经过处理后发给单片机，再在单片机内把数字当作指针指向所对应的音符。 3、系统框图 该系统通过电子琴按键随意键入所要表达的音符，作为电平送给主体电路，中央处理器通过识别，解码输出音符，在扬声器中发出有效的声音。通过这样可以不断的弹奏音乐。嵌入式电路，按键电路，LED显示电路和两个功能键组成，通过功能键可以选择播放音乐。其主要模块由五个部分组成,具体关系如图(完整版)基于51单片机简易电子琴的设计
课程设计简易电子琴
简易电子琴设计说明书
简易电子琴设计说明
基于单片机的电子琴