简易电子琴
eda课程设计简易电子琴
eda课程设计简易电子琴一、课程目标知识目标：1. 让学生了解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握简易电子琴的设计原理；2. 使学生掌握电子琴电路的组成、工作原理和编程方法；3. 帮助学生理解电子琴音调、音量调节的电路实现方式。
技能目标：1. 培养学生运用EDA工具进行电路设计和编程的能力；2. 提高学生动手实践、团队合作和问题解决的能力；3. 让学生学会使用电子琴演奏简单曲目，培养音乐素养。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子设计的兴趣和热情，培养创新精神和实践能力；2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的学习习惯；3. 引导学生关注科技发展，认识电子技术在生活中的应用，增强社会责任感。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生主动探究、实践，注重理论与实践相结合，提高学生的综合能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 电子元件基本原理：电阻、电容、二极管、三极管等；- 电子琴工作原理：振荡器、分频器、放大器、键盘扫描电路等；- EDA软件使用：原理图绘制、PCB设计、仿真测试等。
2. 实践操作：- 简易电子琴电路搭建：指导学生动手搭建电子琴电路；- EDA软件操作：教授学生使用EDA软件进行原理图绘制和PCB设计；- 编程与调试：教授学生编程方法，对电子琴进行调试。
3. 教学大纲：- 第一周：电子元件基本原理学习；- 第二周：电子琴工作原理学习；- 第三周：EDA软件使用教学；- 第四周：简易电子琴电路搭建与调试；- 第五周：总结与展示，学生进行作品展示，分享心得。
4. 教材章节：- 《电子技术基础》中关于电子元件、电路原理的相关章节；- 《电子设计自动化》中关于EDA软件使用的相关章节；- 《电子琴设计与制作》中关于电子琴工作原理和制作过程的相关章节。
制作简易8键电子琴
制作简易8键电子琴孩提时代总是充满天真快乐，虽然家里有很多玩具，但小朋友总觉得缺少一样。
笔者有一天闲在家中，突发奇想，为小孩做个乐器吧，钢琴是不可能的，那就做一个简易电子琴！想到元器件盒里还有几片万能的 555 芯片，那就用它了！如图 1 所示，555 定时器工作在多谐振荡器模式，扬声器作为输出负载，改变输出矩形波的频率，就能听到不同音阶的声音，从而实现简单的模拟电子琴演奏功能。
图1 555 定时器工作在多谐振荡器模式那如何改变输出信号的频率呢？由公式f = 1.44/((R1 + 2R2) × C) 可知，改变R1、R2 和C 都可以，一般是改变R2 的值，用轻触开关连接不同阻值的电阻，就可以得到对应的一个八度音阶，如图 2 所示。
图2 电子琴原理简图当然，要想得到准确的频率值，需要对阻值进行精确计算。
这里为了便于读者制作，每一个音阶串联的电阻阻值取一样的，都是1kΩ。
大家还可以通过电位器改变电子琴的调性，比如C 大调、a 小调等。
按照附表所示准备元器件，这些都是常规元器件，很容易凑齐。
按照电路图将各个元器件连接起来，注意不要把电源极性弄反了，还要注意琴键的排列，低音在左边，高音在右边。
有条件的话用示波器观察输出信号频率，调节电位器，使之与音调对应的频率值接近（一般对应 C 调）。
电子琴组装后的实物如图 3 所示。
大家可能觉得和前面的电路图对应不起来，这是因为我做了两个改进，第一是将小朋友的外壳坏了的故事机里面的音乐集成块取了出来，让电子琴固化语音模块，既能讲故事，又能弹奏，一机两用，趣味性增强；第二，我发现后面不加功放的话声音太小了，所以外接了“小蜜蜂”进行声音放大，效果还是不错的。
当然，用一个开关切换，不用功放也是可以使用的。
使用时的效果如题图所示，可惜缺少一个合适的外壳，读者朋友制作时可以对电子琴进行优化。
简易8 键电子琴的音效虽然不能和买来的电子琴相比，但小朋友依旧爱不释手，这也是让小朋友远离手机的一个办法呢！图3 简易电子琴正面图如果读者朋友觉得简易电子琴的音域太窄，没关系，可以继续串联电阻和按键；按键推荐用较大尺寸的按键，否则触感不太好。
简易电子琴设计
简易电子琴设计简易电子琴是一种小型的电子乐器，通常由键盘、振荡器和音频放大器等组成。
在这篇文档中，我将讨论如何设计一个简易电子琴，并提供一些有用的技巧和建议。
首先是电子琴的键盘设计。
一个常见的设计是使用数字编码器。
这种编码器可以将按键转换为电路信号，并将信号传输到微控制器。
然后，微控制器会读取信号并产生相应的音符。
这样，使用数字编码器可以大大简化电子琴的设计和构造。
另一个设计选择是使用弹簧开关。
这种开关通常用于电子琴和其他类型的音乐键盘上。
它们是非常可靠的，并且对于手指触感来说非常好。
但是，制作这种开关需要很高的技术水平和精巧的工艺。
接下来是电子琴的振荡器设计。
振荡器是电子琴最重要的部分之一，因为它决定了音符的音高。
一种常见的振荡器类型是RC振荡器。
RC振荡器由一个电容器和一个电阻器组成，可以产生一个稳定的频率。
您可以使用多个RC振荡器，每个振荡器控制一个特定的音高。
除了RC振荡器，还有其他类型的振荡器可以使用。
例如，DDS（直接数字合成）振荡器非常精确，但需要更多的硬件和软件支持。
最后是音频放大器设计。
音频放大器将振荡器产生的信号放大，以便您可以听到音乐。
一个常见的音频放大器类型是放大器电路（amplifier circuit）。
放大器电路由一个NPN型晶体管和一个耦合电容器组成。
这种电路提供了良好的音频放大性能，而且易于构造。
在电子琴设计和构造过程中，还需要考虑一些其他因素。
例如，将键盘和其他部件安装在一个盒子里，以便更好的保护电路。
此外，选择适当的电源也非常重要，以确保电子琴的正常运行。
总之，设计简易电子琴需要一些专业技术和经验，但这并不是让初学者感到无所适从。
只要你有耐心和学习心态，还有一些基本的电子制作工具，那么你也可以制作出你自己的简易电子琴。
希望这些技巧和建议能够为您的创作提供有用的帮助。
简易电子琴的VHDL仿真与实现
简易电子琴的VHDL仿真与实现电子琴是一种应用广泛的乐器，而现在，电子琴的制造已经从纯硬件逐渐过渡到硬件加软件的方式。
VHDL是一种硬件描述语言，它可以方便地描述各种硬件逻辑功能，而且还可以帮助设计者实现FPGA的目标硬件。
本文主要介绍简易电子琴的VHDL仿真与实现。
一、设计思路简易电子琴的设计基本上就是将钢琴的琴键和生产声音的部件（如电子光电元件或电子开关等）结合在一起。
琴键的设计分为两个部分：按下和弹起。
按下部分是由一个简单的开关连接到FPGA引脚的输入端。
当琴键被按下时，开关闭合，产生一个低电平信号，这个信号作为FPGA的输入。
弹起部分用一个气压传感器检测琴键是否已经弹起。
生产声音的部件由一个数字-模拟转换器（Digital-to-Analog Converter，简称DAC）处理FPGA通过一个计数器输出的数字信号，将它转换成模拟信号。
这样，设计思路就非常清晰明了。
二、VHDL仿真的步骤1. 创建虚拟设计：在仿真之前，我们需要创建一个虚拟的设计，包括引脚、组件、实体、测试模块，以及其他必需的部件。
这些将精确地模拟真实世界中的电路元素。
2. 创建设计模块：VHDL仿真涉及到多个模块。
在这种情况下，我们有两个模块：数字模块和组件模块。
我们将数字模块设计为接收一个8位的计数器并输出模拟信号。
组件模块包括DAC芯片和琴键开关，这些组件分别接收输入信号，经过逻辑处理后，通过计数器和气压传感器输出压缩后的模拟信号。
3. 配置实体接口：为了确保VHDL仿真的准确性，我们必须配置模块实体接口，这里有两个实体：数值模块和组件模块。
它们需要定义数据量和接收输入端口。
4. 定义测试激励波形：这些波形定义从测试模块输入到仿真环境中的数字信号序列。
因此，我们需要定义输入数据以及时钟信号。
5. 编写测试模块：测试模块是用来检测VHDL仿真环境的激励波形。
它包括测试模块、实体、配置、激励波形和仿真模块。
三、VHDL实现的步骤1. 设计和构建硬件：在这一阶段，我们将实现FPGA硬件。
简易电子琴实验报告
简易电子琴实验报告引言：本实验旨在设计和制作一台基于微控制器的简易电子琴，通过按下不同键盘上的按键产生不同音调，从而实现音乐的演奏。
电子琴采用的主要器件为微控制器、音频发声模块以及按键电路。
一、实验目的1.学习和理解数字音乐技术的基本原理；2.掌握微控制器的编程方法和音频发声的实现技术；3.熟悉电子琴的工作原理和设计过程。
二、实验器材1. 单片机：Arduino Uno；2.音频发声模块；3.面包板；4.按键；5.电阻、电容等元件；6.连线和连接器。
三、实验步骤1. 将Arduino Uno连接至音频发声模块，确保连接正确并稳定。
2.在面包板上连接按键电路，将按键与单片机的引脚相连。
3. 编写Arduino Uno的程序，实现按键按下时的音调发声。
4.上电，并测试按键是否能够产生正确的音调。
四、实验结果经过实验得到的结果如下：1.按下不同按键，电子琴会产生不同的音调。
2.通过改变程序中相应按键的频率值，可以调整音调的高低。
五、实验分析1.通过对单片机的编程，实现了按键按下时的音调发声，成功地实现了电子琴的基本功能。
2.实验中使用了音频发声模块，利用其内置的DAC（数字模拟转换器）实现了数字音频信号的模拟输出。
六、实验总结和心得体会通过本次实验，我对电子琴的工作原理和设计过程有了更深入的了解。
学习和掌握了单片机的编程方法和音频发声的实现技术，提高了我的实验能力和动手能力。
同时，也对数字音乐技术有了初步的认识。
在今后的学习和工作中，我将继续深入研究和应用这些知识，为电子音乐的发展做出自己的贡献。
简易电子琴设计流程
简易电子琴设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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简易电子琴的安装与调试工作计划
简易电子琴的安装与调试工作计划
安装与调试简易电子琴的工作计划如下：
1. 准备工作：
- 确保所需的工具和材料齐全，包括螺丝刀、线缆、音源模块等。
- 阅读电子琴的安装说明书，了解安装步骤和注意事项。
2. 安装电子琴：
- 将电子琴放在合适的位置，确保没有杂物遮挡和影响演奏。
- 按照说明书的指引，将键盘、音源模块等部件逐一安装到适当的位置，并使用螺丝固定。
3. 连接音源模块：
- 将电子琴的音源模块与扬声器、电源线等设备进行连接。
请根据说明书确认正确的接口和连接方式，确保连接牢固且安全。
4. 调试音效：
- 将电源线插入电源插座，并打开电源开关。
- 按照说明书的指引，调节音效参数，包括音量、音色等。
可以通过连接耳机或扬声器来测试音效质量。
5. 测试键盘功能：
- 逐个测试电子琴的每个键是否正常工作。
可以通过按下键盘上的按键，观察是否能听到相应音调。
6. 调试连接问题：
- 如果发现某些按键无法发声或连接存在问题，检查线路连接是否正确。
如果有问题，重新连接并重新测试。
7. 最终调试：
- 确保电子琴的所有功能和音效都正常工作。
- 检查安装是否牢固，避免松动和摇晃。
- 清理安装过程中的散落物，保持外观整洁。
请注意，以上工作计划只针对简易电子琴的安装与调试，如需更具体和详细的操作步骤，请参考对应的电子琴产品说明书或咨询专业人士。
用制作简易电子琴
用制作简易电子琴
随着科技的发展，人们对音乐的需求也越来越高。
电子琴因其薄、轻、便携，音质清晰等优点，深受音乐爱好者的喜爱。
然而，购买一台电子琴不仅价格较高，而且不如自制的电子琴有趣。
下面，我就简单介绍一下如何制作简易的电子琴。
一、所需零件制作简易电子琴所需的基本零件包括：细铜导线、按键、面包板、电阻器、电容器、场效应管、音频插座、音响线、9V电池等。
二、制作方法1.首先，在面包板（一个由许多孔洞构成的小板子，用于插置零件）上按规划排列好脚步，将电阻器，电容器等元件焊制连接好。
2.用导线将电路连接完成后，将组装
好的场效应管插入音频插座中，并接好音箱线。
3.按键的制作
较为简单，只需用卡纸制成按键，并将其焊接在电路上相应的位置即可。
4.最后，将已经基本完成的电路板用电池连接即可
开始试用。
根据电路板，用按键依次按下应该能够发出不同的音调。
三、注意事项1.制作过程中，应该避免因焊接不良等原因导致损坏零件和电路。
2.应事先按好设计好所需零件，避免浪
费时间。
3.制作过程中，应注意安全，这里建议初学者在有经
验的人的帮助下制作。
四、总结通过以上制作，我们可以制作出一台具有简单功能的电子琴，为平淡的生活注入一份乐趣。
但是，这一份乐趣
也不仅仅只是在制作过程中，同时也是在打造完毕之后，通过不懈的自我调试和发挥，可以制作出不同种类的电子琴，让我们享受到更多元化的乐趣。
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［1］黄友锐．单片机原理与应用．合肥:工业大学出版社，2014
［2］蓝正．单片机原理及实用技术．成都：西南交通大学，2014.
［3］李朝青.单片机原理及接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,2013
［4］陈洪财.单片机原理与应用技术.哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社.2012
［5］周坚.单片机轻松入门.北京:北京航天航空大学出版社.2014
在确保硬件电路正常且无异常情况(断路或短路)的情况下方可上电调试，上电调试的目的是检验电路是否接错，同时还要检验原理是否正确。LED电路调试：接通电源，随机按下按钮可以看到LED亮。键盘单片机控制部分调试：上电后，随机按动键盘可以发现各个按键对应的音正确。
4.2软件调试
软件调试是一个重要的任务，当电子琴没有出现预期的功能时，通过反复研究程序的逻辑是否正确，哪些功能实现，哪些功能没实现，是哪一个模块出了问题。实际中往往一个小小的变量没赋予正确的值，其功能完全出不来，通过去修改代码，再利用protus仿真，去看结果是否真确。
-按键发声
-音乐播放（3首以上
2.方案设计与论证（或基本原理与论证）
音乐是有由不同的音阶组成的，而不同的音阶又是由不同的频率发出的，那么产生不同的频率，就可以发出不同的音乐了。而利用单片机就可以产生不同的频率的方波，因此选择单片机为为主来设计。通过程序编写实现单片机输出不同的频率，输出的方波信号再通过功放输出声音。同时电子琴加入led用来显示。
电子工程学院课外学分设计报告
题目：简易电子琴设计
姓名：学号：35
专业：电子信息工程实验室：开放实验室
班级：1211
设计时间：年月日——年月日
评定成绩：审阅教师：
1.设计任务、目的
1.硬件电路设计（制作实物，行列键盘输入，至少21键，扬声器输出）
2.驱动程序设计：扬声器驱动函数，键盘扫描函数
3.结合驱动程序设计程序实现如下功能：
1.单片机最小系统
单片机最小系统由STC89C51芯片、晶振、电容组成。
2.按键设计
按键采用4*6扫描；4根行线接P10-P13,六根列线接P14-P17以及P20，P21口共24个按键，0-20代表音符键，0-6代表低音1,2,3,4,5,6,7；7-13代表中音1,2,3,4,5,6,7；14-20代表高音1,2,3,4,5,6,7；21号按键表示播放歌曲键，当按下21号键，进入播放歌曲函数，当按下22号键时，播放下一首歌曲，当按下23键时，退出播放返回主程序。而在主程序中时，代表演奏状态，当按下23号键时，进入录音状态，此时有个绿色的指示灯会亮。而进入录音后，再按一次23键，指示灯灭，退出录音状态，返回主程序。
硬件调试主要是针对焊的板子进行调试。
在上电之前，先确保电路中不存在断路或短路情况，这一工作是整个调试工作的第一步，也是非常重要的一个步骤。在这部分调试中主要使用的工具是万用表，用来完成检测电路中是否存在断路或者短路情况的任务。注意焊点之间，确保焊点没有短接在一起，同时注意焊点的美观，确保没有开路以及短路的现象出现。
3.2软件设计
3.2.1主函数流程图如下：
图3.2主函数流程图
3.2.2音乐播放函数流程图如下：
图3.3ห้องสมุดไป่ตู้乐播放流程图
3.2.3按键扫描程序流程图如下：
图3.4按键扫描流程图
3.2.4led流水灯流程图
图3.5判断低中高音符流程图
图3.6led显示低中高音符流程图
4.实现与测试（或调试）
4.1硬件调试
3.Led灯设计
7个绿色的LED代表按键的音符DO，RE，MI...分别接到P0口的各个I端口音符DO时，一个LED亮，音符MI时，2个LED亮…以此类推。有一个绿色LED指示当前状态，当电子琴处于录音时，LED亮，否则，灭。
4.扬声器模块
扬声器模块由扬声器、三极管和电阻组成。经过三极管的放大作用驱动扬声器发声。
uchar cont=0,cont1=0xff; //控制占空比变量
unsigned char code MusicYinFu[]={0xFF,0xFF,0xFB,0x90,0xFC,0x0C,0xFC,0x44,0xFC,0xAC,0xFD,0x09,0xFD,
0x34,0xFD,0x82,0xFD,0xC8,0xFE,0x06,0xFE,0x22,0xFA,0X15,0XFB,0x04,0xFA,0x67,0xFE,0x85};
程序：
#include <stc89.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define led P0
sbit Beep=P3^0;//波形输出口
ucharKeyNo,th0,tl0,flag_yinfu_dizhonggao,yuzhi; //按键按下键值、定时器初值、音符低中高标志位、音符DO、RE...
本设计的主要工作是程序编写和焊电路板，通过程序让电子琴实现音乐演奏，歌曲播放以及记录已按下的音符，并播放，最后实现led显示。而硬件主要有单片机最小系统，键盘模块，发声模块，还有一个电源模块。
图2.1总体方案图
3.硬软件设计
3.1硬件电路设计
图3.1硬件电路图
本系统有主控单片机、按键、led显示模块、扬声器模块以及电源组成。
5．分析与总结
按下按键1~21扬声器输出中高低对应的声音,led流水灯也随之变化;按下按键22播放音乐,led灯随音乐的节拍和音节亮;按下按键23,播放下一首音乐;按下按键24退出音乐播放功能.
结果如图:
总体来说，此次课外学分我收获良多，虽然课外学分的过程中遇到了很多困难与问题，如起初对音乐的一点不懂开始，到器件难找，到硬件焊好后在完善等等，但最终还是完成了设计的任务及要求。这次课外学分设计中，经过努力，在仿真软件和实物上都实现了高、中、低21个音符的发声和音乐的自动播放，使我有了一定的成就感，也使我进一步熟悉和掌握了单片机的内部结构和工作原理，了解了单片机应用系统设计的基本方法和步骤,掌握了单片机仿真软件Proteus的使用方法和键盘、显示器在的单片机控制系统中的应用，同时也掌握了撰写课程设计报告的方法。总之，通过这次课程设计，自己的能力得到进一步的提升。