计算机硬件课程设计电子琴设计说明
计算机硬件课程设计 电子琴
计算机硬件技术基础课程设计电子琴小组成员及分工：XXXXXXXX指导老师：唐丹班级：自动化03班重庆大学自动化学院目录目录 (2)摘要 (3)1.设计目的与意义 (4)1.1设计目的 (4)1.2设计意义 (4)2.课程设计的任务和思路 (5)2.1设计任务 (5)2.2设计思路 (5)3. 硬件工作原理 (8)3.1 8255工作原理 (8)3.2 8254工作原理 (9)3.3 扬声器模块工作原理 (10)3.4三色LED数显 (11)3.5 4X4非编码键盘 (12)4. 功能说明 (13)4.1 总体功能说明 (13)4.1.1主程序说明 (13)4.2 弹奏功能说明 (14)4.2.1 音符选择 (15)4.2.2 音阶选择 (15)4.2.3 弹奏实现 (15)4.2.4 流程图 (15)4.3 回放功能 (16)4.4 歌曲播放功能 (18)4.5 显示功能 (19)5. 组员心得体会 (20)心得体会1：.......................................................................................... 错误！未定义书签。
心得体会2：.......................................................................................... 错误！未定义书签。
心得体会3：.......................................................................................... 错误！未定义书签。
心得体会4：.......................................................................................... 错误！未定义书签。
微机简易电子琴课程设计
微机简易电子琴课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电子琴的基本原理，掌握其结构与功能；2. 学生能掌握微机与电子琴连接的简易方法；3. 学生能了解并运用基本的音乐理论知识，如音符、音阶、和弦等。
技能目标：1. 学生能通过编程软件控制电子琴演奏简单曲目；2. 学生能运用所学的电子琴知识，创作出自己的音乐作品；3. 学生能提高动手实践能力，通过组装、调试电子琴，培养解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对音乐和电子制作的兴趣，提高创新意识和动手能力；2. 学生通过团队协作，培养沟通、分享、合作的良好品质；3. 学生在学习过程中，体会科技与艺术的结合，提升对美的鉴赏能力。
课程性质：本课程为实践性较强的综合课程，结合信息技术和音乐艺术，让学生在动手实践中学习电子琴知识。
学生特点：六年级学生具有一定的信息技术基础，好奇心强，喜欢动手操作，同时具备一定的音乐素养。
教学要求：教师应关注学生的个体差异，以学生为主体，引导他们主动探究、合作学习，注重培养学生的动手能力、创新意识和审美情趣。
通过课程目标的实现，使学生达到预期的学习成果，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子琴基础知识：介绍电子琴的原理、结构与功能，包括键盘、音源、音色、音量控制等组成部分。
- 教材章节：第二章“电子琴的原理与结构”- 内容列举：电子琴的原理、键盘布局、音色种类、音量控制方法等。
2. 微机与电子琴连接：讲解如何使用编程软件（如Scratch）与电子琴进行连接，实现简易控制。
- 教材章节：第三章“微机与电子琴的连接方法”- 内容列举：编程软件的安装与使用、电子琴与计算机的连接方式、基本指令编写。
3. 音乐理论知识：学习基本的音乐理论知识，如音符、音阶、和弦等，为创作和演奏打下基础。
- 教材章节：第四章“音乐理论基础”- 内容列举：音符、音名、音阶、和弦的识别与运用。
4. 电子琴演奏与创作：通过实践，学会演奏简单曲目，并尝试创作自己的音乐作品。
单片机电子琴的设计
单片机电子琴的设计单片机电子琴的设计随着科技的发展，单片机技术在电子领域的应用已经非常广泛。
其中，单片机电子琴是一种非常受欢迎的DIY 电子产品。
通过使用单片机，我们可以实现各种各样的功能，比如手风琴、钢琴、鼓等模拟音乐乐器。
那么，本文将详细讲解单片机电子琴的设计方法和实现过程。
一、硬件设计1.主板设计在单片机电子琴的设计中，主板是最核心的部件，因为它能够控制整个电子琴的运转。
主板设计所需要的元器件如下：（1）单片机：根据需要，选择一款传统型单片机或者ARM 处理器。
（2）输入输出模块：据需要选择合适的硬件平台，比如DAC/ADC、芯片集成的PWM 或外加的DAC 等。
（3）显示模块：可以选用LCD 模块或其它显示模块。
（4）驱动模块：选择一款合适的驱动模块，比如H 桥驱动器、音频功率放大器等。
2.键盘设计键盘设计是单片机电子琴中最为重要的元部件，因为它是与用户进行交互的部分。
键盘设计可能有不同的方法，但是本文所展示的方法采用的是与传统钢琴相似的电容式设计方式。
电容式键盘设计思路是这样的：在钢琴键盘下方安装一组与钢琴键盘平行的电容板。
当按下钢琴键时，会压缩键盘下方的电容板，导致电容板之间的电容值发生变化，这样就可以识别每个键位的编号。
作为键盘电容板有很多种选择，但选择正确的条件是符合设计条件。
在这里，我们用金属箔板作为电容板，每个键位产生的电容值被电路板上面的片式电容器取样。
所以，我们使用红外线LED 与光敏二极管来驱动键盘，金属箔板放在二者之间。
在不按键的情况下，光敏二极管可以检测到被金属箔板反射的红外线，导致电容板上的电容值稳定。
当按下键时，电容板之间的电容值发生变化，此时光敏二极管检测到的红外线信号也将会变化，通过这个变化可以确定该键是否被按下。
3.音频输出在单片机电子琴的设计中，音频输出也是非常重要的。
音频输出通常使用功率放大器和喇叭来完成，我们也可以通过DAC/ADC 或PWM 来实现音频输出。
电子琴详细设计说明书(附程序及设计过程)
《微型计算机系统》课程设计说明书专业名称：班级：学号：姓名：指导教师：日期：目录一、设计的目的和意义 (1)二、设计原理及规模 (2)三、正文………………………………………………………四、结论………………………………………………………五、参考书目…………………………………………………六、附录………………………………………………………一、设计的目的：本设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，达到电子琴固有的基本功能，故叫简易电子琴。
设计运用单片机的相关知识，通过单片机的汇编语言进行程序，实现简单的功能，发出不同音调的音阶节拍。
二、设计原理：基于单片机的程序执行与分析的功能及应用，利用端口的低电平触发和无源蜂鸣器方波鸣响原理，设计按键、程序、连接方式，实现按键、信号和发音的顺序执行。
三、正文（一）硬件部分1、系统框图2、各部分元器件的确定 1)我们组选择了13个按键，因为13个按键能发出13个音阶，其中低音3个分别为567，中音7个分别为1234567，高音3个123，这样产生的音阶范围比较广，能够弹奏一般程度上的歌曲。
端口及含义初状态 动状态 P3端口 1111 1111 0FFH xxxx xxxx P0端口 1111 1111 0FFH 1xxx xxxxP3 P3.7 P3.6 P3.5 P3.4 P3.3 P3.2 P3.1 P3.0蜂鸣器 低5 中1 低6 中2 低7 中3 中4单 片 机蜂 鸣 器键 盘P0 P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0 空空高2 中5 中6 高1 中7 高3说明：（与实物对应的按键）复位键中1 中2 中3 中4 中5 中6 中7低5 低6 低7 高1 高2 高32)选用AT89C51单片机3)选用无源蜂鸣器，矩形方波触发原理，方波周期决定音色，周期循环次数决定接拍。
（二）软件部分（一）音调问题：1、音调有声音的频率确定。
微机课程设计电子琴PC电子琴
微机课程设计电子琴PC电子琴随着科技的不断发展，计算机及其相关技术也越来越成熟，而电子琴作为新生代乐器之一，在音乐爱好者中的影响力也越来越大。
在现代计算机科学教育中，微机课程设计已成为了一门必修课程。
在这门课程中，经常会涉及到基于现代计算机技术开发的各种硬件设备和应用，如电子琴PC电子琴等。
本文将从微机课程设计的角度来探讨电子琴PC电子琴的设计及其相关知识。
一、电子琴PC电子琴介绍电子琴是一种使用电子合成器代替传统的星簧式钢琴音器的乐器。
与传统的钢琴类乐器相比，电子琴具有音色可调、体积小、携带方便、售价低廉等优点。
而PC电子琴是电子琴的进化版，它将传统的硬件键盘替换成电脑键盘或数字板键盘，使其独立于硬件设备，减少了设备成本，提高了适用性。
二、微机课程设计电子琴PC电子琴从微机课程设计的角度来看，电子琴PC电子琴的设计涉及到许多计算机技术和主题，主要包括以下几个方面。
1.控制硬件设备在电子琴PC电子琴的设计中，控制硬件设备是设计的关键，它涉及到计算机的外部设备输入和输出。
硬件设备可以分为两个主要部分：电子键盘和音频输出。
电子键盘需要与PC机连接，以便从PC键盘或数字板键盘接收输入。
而音频输出则需要外部音频音箱，在电源管理方面还需要考虑到如何控制音频通道的开关。
2.软件应用训练除了硬件设备控制，软件应用训练也是微机课程设计电子琴PC电子琴的重点之一。
软件应用包括但不限于：音频合成、音频处理、音频存储和文件读取。
在电子琴PC电子琴的设计中，电子合成器是由程序模拟的，我们必须开发算法来合成特定的音频信号。
3.人机交互电子琴PC电子琴的使用需要用户与计算机之间的交互，因此人机交互也是微机课程设计电子琴PC电子琴设计的核心问题。
如何设计用户友好的交互界面是一个需要优先考虑的问题，如何使用鼠标、数字板键盘或普通的计算机键盘进行控制和调整。
4.性能测试在设计电子琴PC电子琴的过程中，应该进行多次性能测试以确保它能够稳定地运行。
简易电子琴的设计说明
题目: 简易电子琴的设计初始条件：1．运用所学的微机原理和接口技术知识；2．微机原理和接口技术实验室的实验箱设备。
要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）使用汇编语言设计一个能够用键盘运行的电子琴，（实现一个以上功能）：1.弹奏：用户每按一个键盘琴键就弹奏相应的音符；2.演奏：按下键盘上某一个指定的建后自动弹奏预存琴谱功能；3.变调：按下键盘上某一指定键后，再弹奏和演奏时琴键相应的音符频率变高；按下另一指定键后，再弹奏和演奏时琴键相应的音符频率变低；4.严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。
摘要随着电子技术的发展，电子琴很为常见，硬件的设计很费人力与物力，因此软件的应用得到了很好的应用，这个简易电子琴设计采用了软硬件结合的方法完成了任务要求。
应用了8255和8253的芯片，利用CPU，8086达到软硬件结合，从而实现电子琴的弹奏和演奏两种方式的应用。
可以随心所欲控制电子琴是弹奏还是自动演奏。
此电子琴程序实现了：1.弹奏：用户每按一个键盘琴键就弹奏相应的音符；2.演奏：按下键盘上某一个指定的建后自动弹奏预存琴谱功能。
k0为控制键：高电平时自动演奏。
打到低电平时停止演奏。
低电平时可弹奏，K1,K2,K3,K4,K5,K6,K7分别为1，2，3，4，5，6，7目录………………………………………………………………………………………………前言第一章电子琴的设计要求和使用器件1.1 初始条件1.2 电子琴要完成的主要任务1.3 电子琴课设的使用器件1.4 设计方案的确定第二章电子琴的硬件设计2.1 电子琴的硬件框图2.2 8255芯片的资料2.3 8253芯片的资料第三章电子琴的软件设计3.1 程序流程图3.2 发音程序3.3 延时程序3.4 停止发音程序3.5 整体的软件汇编程序第四章电子琴的调试和设计体会4.1 硬件调试4.2 软件调试4.3 设计体会第五章附录5.1 参考文献5.2 乐谱5.3 成绩评定表前言随着电子技术的发展，计算机在现代科学技术的发展中起着越来越重要的作用。
硬件电子琴电路模块方案设计
硬件电子琴电路模块方案设计一、引言在现代电子音乐和音乐教学中，电子琴作为一种重要的乐器，其电路设计模块方案对于音质和功能的实现至关重要。
本文将针对硬件电子琴的电路模块进行设计方案的探讨和分析。
二、电子琴基本原理电子琴是通过触摸电容器的方式来产生声音的电子乐器。
其基本原理是将触碰电容器时产生的电压信号转化为声音，通过数字信号处理和控制实现音符的发声和音色的调节。
三、硬件电子琴电路模块设计1. 键盘模块键盘模块是电子琴中最基本的部分，主要包括键盘、扫描电路和触发电路。
其设计需要考虑触摸的准确性和稳定性，以及声音的快速响应。
2. 音源电路音源电路是决定音色和声音质量的关键部分，包括振荡器、放大器和滤波器等。
设计时需考虑选择合适的集成电路和元件，以及调节参数来实现丰富的音色效果。
3. 控制模块控制模块是电子琴功能设置和音色调节的关键，包括按键控制、音色切换、音量调节等功能。
设计时需考虑电路稳定性和响应速度，以提供良好的操作体验。
4. 输出模块输出模块是将电子琴产生的声音信号转化为可听到的声音的部分，包括音箱、耳机接口和音频输出接口等。
设计时需考虑输出信号的清晰度和音质保真度。
四、电路模块整合与调试在设计完成各模块后，需要将各个电路模块整合起来，并进行功能调试和性能测试。
需要注意信号传输的稳定性和干扰抑制，以确保电子琴的正常使用和音质表现。
五、结论硬件电子琴的电路模块设计是实现音质和功能的重要环节，通过合理选择元件和参数设置，可以实现丰富的音色和稳定的声音表现。
本文基于键盘模块、音源电路、控制模块和输出模块等方面对电子琴的电路模块进行了设计方案的讨论，希望对相关技术人员提供一定的参考和指导。
以上就是关于硬件电子琴电路模块方案设计的相关内容，希望对您有所帮助。
以上是本文的初步构思，根据实际情况和要求，可以结合具体电子琴设计项目继续拓展内容。
电子琴设计说明
电子琴设计说明(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电子琴的设计摘要随着基于CPLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通信、自动控制用计算机等领域的重要性日益突出。
作为一个学电子信息专业的学生，我们必须不断地了解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面的认识。
本程序设计的是简易电子琴的设计。
采用EDA作为开发工具，VHDL语言为硬件描述语言，MAX + PLUS II作为程序运行平台，所开发的程序通过调试运行、波形仿真验证，初步实现了设计目标。
本程序使用的硬件描述语言VHDL，可以大大降低了硬件数字系统设计的入门级别，让人感觉就是C语言的近亲。
通过老师的指导和自己的学习完成了预想的功能。
1 引言课程设计的目的巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力，通过对一个简易的八音符电子琴的设计，进一步加深对计算机原理以及数字电路应用技术方面的了解与认识，进一步熟悉数字电路系统设计、制作与调试的方法和步骤。
巩固所学课堂知识，理论联系实际，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。
为了进一步了解计算机组成原理与系统结构，深入学习EDA技术，用VHDL语言去控制将会使我们对本专业知识可以更好地掌握。
课程设计的内容1)设计一个简易电子琴；2)利用一基准脉冲产生1，2，3，。
共7个音阶信号；3)用指示灯显示节拍；2 开发工具简介EDA技术EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。
EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HDL（ Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
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计算机硬件技术基础课程设计电子琴设计学院名称：自动化学院学院名称：自动化学院专业：自动化专业班级： ******** 学号： 2011**** ： ****学号： 2011**** ： ******学号： 2011**** ： ******学号： 2011**** ： ****评分：教师： ****目录目录 (I)摘要 (II)1 电子琴设计原理......................................................... - 0 -1.1音阶频率对应关系................................................. - 0 -1.2音阶对应频率所转换的十进制数..................................... - 0 -2 软件设计总体方案及流程图............................................... - 1 -2.1键盘扫描程序：................................................... - 1 -2.2功能转移程序：................................................... - 1 -2.3琴键处理程序：................................................... - 1 -2.4自动播放歌曲程序：............................................... - 1 -2.5 简要流程图....................................................... - 2 -2.6 简要流程图（子程序）............................................. - 3 -3 硬件电路介绍........................................................... -4 -3.1 8255A简介....................................................... - 4 -3.2 8254简介........................................................ - 4 -3.3 键盘简介......................................................... - 5 -3.4 扬声器控制模块................................................... - 6 -3.5 系统电路图....................................................... - 6 -3.6 实物电路图接线................................................... - 7 -3.7 按键操作说明..................................................... - 7 -4 总结................................................................. - 8 -5 附录................................................................. - 9 -5.1心得体会......................................................... - 9 -5.1.1 心得体会（）：.............................................. - 9 -5.1.2 心得体会（）：............................................. - 10 -5.1.3 心得体会（）：............................................. - 11 -5.1.4 心得体会（）.............................................. - 12 - 5.2程序.......................................................... - 14 -摘要计算机技术的飞速发展，加快了人类进入信息社会的步伐，改变了世界，改变了人们的工作、学习和生活，对社会发展产生了广发而深远的影响。
计算机技术在其他领域中的应用，极促进了个学科的发展。
有效掌握计算机技术保证了我们可以掌握最先进、最有效的研究开发手段，并影响我们所从事学科的发展。
因此，计算机技术基础是我们工科大学生必须掌握的、最重要的基础之一。
电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。
它不但可以帮助我们的音乐教师进行传统音乐文化的教育教学工作，而且由于它又具备现代音乐，特别是电子音乐、电脑音乐的基本结构、特征，因而使我们的教师在进行现代音乐、电子音乐、电脑音乐的教学时，更直接、更简便。
我们此次计算机硬件技术课程设计便是利用计算机硬件技术基础课程中所学到的知识来设计一个具有若干功能的电子琴！关键字：计算机硬件技术电子琴具体分工：1 电子琴设计原理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8254来说，产生不同的频率非常方便，我们可以利用8254的定时/计数器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。
该电子琴以8255、8254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7个弹奏按键、1个暂停键/预制播放键、1个终止键和扬声器。
1.1音阶频率对应关系表1 音阶频率对应表在本设计中，实验箱采用47KHZ 的时钟频率，所以对应音阶频率所对应的十进制数为X=470000/Y ，Y 为不同音阶所对应的频率，最终转换如下表所示1.2音阶对应频率所转换的十进制数2 软件设计总体方案及流程图2.1键盘扫描程序：检测是否有键按下，有键按下则记录按下键的键值，并跳转至功能转移程序；无键按下，则返回键盘扫描程序继续检测。
2.2功能转移程序：对检测到得按键值进行判断，是琴键则跳转至琴键处理程序，是功能键则跳转至相应的功能程序，我们设计的功能程序有两种，即音色调节功能和自动播放乐曲功能。
2.3琴键处理程序：根据检测到得按键值，查询音律表，给计时器赋值，使发出相应频率的声音。
2.4自动播放歌曲程序：检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序，电子琴会自动播放事先已经存放好的歌曲，歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序，继续等待是否有键按下。
2.5 简要流程图图1 简要流程图2.6 简要流程图（子程序）图2简要流程图（子程序）3 硬件电路介绍3.1 8255A简介8255A是一种使用单一的+5V电源、40引脚双列直插式的大规模集成电路芯片，并且是一种通用可编程并行I/O接口芯片。
8255部有3个8位的输入、输出数据端口，即A口，B口和C口。
它们均可通过编程设定为输入、输出，且都有数据锁存功能。
C口可通过编程分为2个4位的输入/输出口，每个4位口均可单独设定为输入口或输出口，用于传送数据。
且根据其控制字的不同，8255有三种不同的工作方式，方式0，方式1，方式2。
在本次设计中8255采用方式0 ：基本输入输出方式。
图3 8255A的方式控制字3.2 8254简介8254是可编程定时器/计数器。
每个8254芯片有3个独立的16位计数器通道，每个计数器有6种工作方式，都可以按二进制或十进制计数。
8254的方式控制字有两个，一个用来设置计数器的初值，称为控制字。
另一个用来设置读回命令，称为读回控制字。
这两个控制字共用一个地址，由标识位来区分。
控制字格式如下图图4 8254的方式控制字3.3 键盘简介利用8255C口作为按键接入口，形成4×4组成16个按键矩阵，如下图所示图5 键盘接线图3.4 扬声器控制模块该扬声器控制模块由扬声器、与门、放大器组成，与门将来自8255和8254 的信号相与后经放大器、滤波电容送到扬声器。
图6 扬声器模块电路图3.5 系统电路图图7 系统电路图3.6 实物电路图接线PC4-PC7接键盘列信号，PC0-PC3接键盘行图8 电子琴实物接线图3.7 按键操作说明通过8255进行键盘扫描获取按键信息，根据所按的键1~7来对应不同的音调以及两个开关k1、k2来控制音阶，并定义初始为中音，并且当K1为1，K2为0的时候为低音，K2为1，K1为0的时候为高音，其他情况均视作中音。
D 键为播放/暂停键，E键终止。
4 总结为期2周的实习结束了，我们很好的完成了设计任务。
期间，我们学到了很多宝贵的经验和相关的计算机硬件技术知识。
在这次的计算机硬件技术基础课程设计中，汇编语言程序的编写以及原理图的设计占了很重要的部分。
对于零散的单元，通过硬件电路搭建、编程、调试，才能形成一个完整的系统。
我们必须深入到工程实践中，毕竟实践出真知。
同时，在本次课程设计中，我们还必须将书本中的知识很好的应用到实践中去。
经过课程设计，在查阅资料的过程中，学习了基于8254、8255来进行实物设计，将所学真正地应用实践之中，这对于以后的学习和工作都有很大的益处。
在设计的过程中，也遇到了一些困难，比如开始的时候，由于音频的计算不准确，导致弹奏的出来的声音很刺耳，在解决问题的过程中，对于音频有了深刻的认识，在后期，在增加功能模块时，由于程序存在的缺陷花费了大量的时间来调试程序和硬件电路。
现在课程设计要结束了，但它的影响却留存长久，它让我们自己动手，品尝成功的喜悦，激发了我们对实践的兴趣和热情，在很大程度上鼓舞了我们的学习决心，增强了我们的自信心，让我们以更大的勇气面对以后的学习和人生。
通过这次课程设计，我深刻的认识到了，理论知识和实践相结合是教学环节中相当重要的一个环节，只有这样才能提高我们的实际操作能力，并且从中培养我们独立思考、用于克服困难、团队协作的精神。
5 附录5.1心得体会5.1.1 心得体会（****）：开学第一周就进入到计算机硬件的课程设计之中，由于我平时喜爱音乐，所以这次计算机硬件课程设计我们组做的是“电子琴”这个项目，并且由我担任组长。