激光竖琴ppt
激光竖琴
激光竖琴激光竖琴是指一架没有琴弦的竖琴，取而代之的是明亮的光束，使用者只需拨动光束，便如同拨动了琴弦，依然可以演奏一段旋律。
物理现象美国研制成一种没有弦的激光竖琴。
竖琴与电子计算机连接 ,使用时 ,演奏者用手指在琴上弹奏 ,计算机结口会配合手指的弹奏改变声音。
随着手指的快速移动 ,就能产生轻快、响亮的音乐 ,弹奏速度减慢便会响起圆润、柔和的音乐。
原理探究八个激光管发出的光束作为琴弦，用容易找到的纸盒做琴架，用电池及开关控制整个系统的通断。
利用单片机控制播动激光琴弦时发出不同频率音调的声音。
用激光当做虚拟琴弦，手拨到琴弦时会发出相应的音调，从而达到模仿竖琴演奏简单乐曲的目的。
人耳能听到的声音频率为20Hz至20kHz，竖琴音符频率也应该在此范围。
通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。
发射部分八个激光管模仿竖琴琴弦激光竖琴激光管发射的集中且亮度较高的红外线有利于感应部分的光敏电阻较敏感的感应光亮变化从而产生较明显的阻值变化。
感应部分光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成激光管发射的光束被挡住时，对应的光敏电阻感应并产生阻值变化，八个光敏电阻组成的系统产生高低电位的变化，并由单片机读取光敏电阻高低电位变化，完成操作指令的输入，单片机根据指令信息来控制数据通过串行口传输数据，既对接扬声器的p0^2口和接流水灯的p1口进行赋值，使其产生相应的反应。
响应部分扬声器与发光二极管构成8w的扬声器负责发出声响，八个发光二极管构成流水灯，可以对应竖琴琴弦发出不同频率的音调而闪烁。
知识关联振动与波动一、波的产生和传播当用手拿着绳子的一端并作上下振动时，绳子上将形成一个接着一个的凸起和凹陷，并由近及远地沿着绳子传播开去，对这一现象我们一定不感到陌生。
这一个接一个的凸起和凹陷沿绳子的传播，就是一种波动。
显然，绳子上的这种波动，是由于绳子上手拿着的那一点上下振动所引起的，对于波动而言，这一点就称为波源绳子就是传播这种振动的弹性介质我们可以把绳子看作为一维的弹性介质，组成这种介质的各质点之间都以弹性力相联系，一旦某质点离开其平衡位置，则这个质点与邻近质点之间必然产生弹性力的作用，此弹性力既迫使这个质点返回其平衡位置，同时也迫使此邻近质点偏离其平衡位置而参与振动。
基于51单片机的多功能激光竖琴的设计
53基于51单片机的多功能激光竖琴的设计张瀚思，陈龙，刘公致（杭州电子科技大学电子信息学院，浙江 杭州 310018）【摘 要】本文利用激光的实时性以及抗干扰的性能特点，设计了一款基于51单片机的多功能激光竖琴。
本系统通过光敏电阻将光信号转化为电信号，再经由STC89C51单片机进行引脚的数据采集，获得信号后通过LM386放大音频信号，通过控制电路，控制扬声器发出相应频率声音，并将音符信息显示在1602液晶上。
硬件部分主要包含激光发射电路，激光接收电路，音频输出电路，以及液晶显示电路等，软件部分主要包括激光信号采集，液晶显示器的操作，以及发声频率的控制。
【关键词】STC89C51；光敏电阻；LM386；激光；液晶显示随着科技的发展，激光在我们的生活中得到了广泛的应用，从而产生震撼的视觉效果。
当我们尝试着把光和声巧妙地结合在一起时，激光竖琴就由此诞生。
由激光柱取代传统的琴弦，通过遮挡住激光柱，从而产生一系列的音符，将原本需要长时间训练才能掌握的演奏技巧以简单的方式实现，同时保留乐器中人手直接参与的效果，使得所有人可以只靠手指的摆动就可以聆听美妙的音符。
本文的目的就是研究和实现便捷多功能的激光竖琴。
1 多功能激光竖琴基本组成及工作原理该系统包括单片机控制模块音频发声模块，显示模块以及激光收发模块，系统组成框图如图1所示。
图 1 系统设计基本组成结构框图激光竖琴连接上USB 后开始工作，首先8个激光管会同时发光，光线会照射在8个从左到右以依排列的光敏电阻上，并且对应音符do 到si，同时液晶开启。
接下来用手指来遮挡任意一个激光柱，触发所对应引脚的高电平，单片机通过读取引脚高低电平来判断遮挡信号，从而来控制扬声器发出对应频率的声音，手指离开后发声结束。
在遮挡期间，液晶屏上会显示相应的音符信息（包括高中低音信息，以及对应的音符次序信息）。
同时可以通过控制按键来控制扬声器发出高音，中音以及低音，已达到真正意义上的琴声演奏。
激光竖琴原理
激光竖琴原理
激光竖琴是一种利用激光束产生声音的乐器，它的原理是通过激光束的照射和反射来产生声音。
激光竖琴的原理可以分为激光发射、激光照射、声音产生和声音放大四个部分。
首先，激光竖琴的激光发射部分是由激光器产生的激光束。
激光器通过激发介质，使得介质中的原子或分子处于激发态，产生受激辐射，从而产生激光。
这个过程中，激光的频率、波长和功率都是可以调节的，这样就可以产生不同音调和音量的声音。
其次，激光竖琴的激光照射部分是将激光束照射到特制的反射面上。
这个反射面可以是金属、玻璃或者其他材料制成的，它的表面经过特殊处理，可以使激光束在上面产生不同的反射效果。
当激光束照射到反射面上时，会产生光的反射和折射，这些光线会形成波动，产生声音。
接下来，激光竖琴的声音产生部分是通过激光束的反射和折射在空气中产生声音。
当激光束照射到反射面上时，会产生振动，这些振动会传播到空气中，产生声音。
由于激光束的频率和波长可以调节，所以产生的声音也可以根据需要进行调节，从而产生不同的
音调和音色。
最后，激光竖琴的声音放大部分是通过声音放大器来放大产生的声音。
声音放大器可以是电子放大器或者机械放大器，它可以放大声音的音量和音质，使得激光竖琴产生的声音更加清晰和响亮。
总的来说，激光竖琴的原理是通过激光束的照射和反射在空气中产生声音，然后通过声音放大器来放大声音。
激光竖琴不仅可以产生美妙的音乐，还可以用于科学实验和工程应用中。
希望通过本文的介绍，读者对激光竖琴的原理有了更深入的了解。
激光竖琴原理
激光竖琴原理
激光竖琴是一种利用激光技术来产生音乐的新型乐器，它的原理与传统竖琴有所不同，但同样能够产生优美的音乐。
激光竖琴的原理主要包括激光发射、激光感应、声音合成等几个方面。
首先，激光竖琴的原理之一是激光发射。
激光发射器通过激光二极管产生一束高能激光束，这个激光束具有很强的穿透力和聚焦能力，能够准确地照射到竖琴的琴弦上。
其次，激光感应也是激光竖琴的重要原理之一。
激光感应器安装在竖琴的琴架上，用来接收激光束的信号。
当激光束照射到琴弦上时，感应器能够准确地捕捉到激光束的位置和振动频率，将这些信息转化为电信号。
另外，声音合成也是激光竖琴的原理之一。
激光感应器将捕捉到的激光信号传输到声音合成器中，声音合成器通过处理这些信号，产生出与激光振动频率相对应的声音信号，然后将这些声音信号输出到扬声器中，最终形成音乐。
激光竖琴的原理简单而又巧妙，它利用激光技术的高精度和高灵敏度，实现了对琴弦振动频率的准确捕捉和声音合成，使得演奏出的音乐更加纯净、清晰。
总的来说，激光竖琴的原理包括激光发射、激光感应和声音合成三个方面，它利用激光技术实现了对琴弦振动频率的高精度捕捉和声音合成，从而产生出优美的音乐。
这种新型乐器的出现，为音乐表演和创作带来了全新的可能性，也展示了激光技术在艺术领域的创新应用。
激光竖琴
激光竖琴设计学校：山东大学学院：信息科学与工程学院专业：通信工程作者：孙涛周剑李振宗广丰摘要利用八个激光管发出的光束作为琴弦，用容易找到的纸盒做琴架，用电池及开关控制整个系统的通断。
利用单片机控制播动激光琴弦时发出不同音调的声音。
当有激光照射时，单片机读取光敏电阻的电压，此时它为低电平。
当无激光照射时，单片机读取光敏电阻的电压，则这时它为高电平。
这样，当遮挡激光的光线时，就能在电路中产生开关的效果。
人耳能听到的声音频率为20Hz至20kHz，竖琴音符频率也应该在此范围。
只是，不同的音符，有着自己固定的频率。
通过51单片机自带的16位定时器就可以产生上述音频。
例如竖琴的标准音la为440Hz。
通过计算可知，它的半周期为1136μs。
这样，只要在半周期时跳变引脚电平，就可以产生440Hz的方波了。
再经过电声转换元件（喇叭），就可以产生标准音la 了，其他音符也是这样产生的。
关键词：激光管；单片机；光敏电阻；定时器。
一、设计方案：用激光当做虚拟琴弦，手拨到琴弦时会发出相应的音调，从而达到模仿竖琴演奏简单乐曲的目的。
整体的设计要求主要体现在结构和功能两个方面。
1、结构要求：(1)该系统由八个激光管构成的发射部分、八个光敏电阻与51单片机的p2口构成的感应部分和一个喇叭与八个彩色LED灯构成的响应部分三部分组成；(2)通过单片机串行口进行数据传输。
２、功能要求：（1）用手挡住八根激光中的一根时，对应的LED指示灯会自动点亮，喇叭响起与之对应的八个音节中的一个。
（2）连续挡住不同的激光管时能演奏简单的音乐。
3、总体设计：3.1 系统组成及各工作原理：整个激光竖琴系统分为发射、感应及响应三部分。
1）发射部分：由八个激光管模仿竖琴琴弦构成。
激光管发射的集中且亮度较高的红外线有利于感应部分的光敏电阻较敏感的感应光亮变化从而产生较明显的阻值变化。
激光发出的是平行光，不会对临近的光敏电阻产生影响。
２）感应部分：主要由光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成。
高二物理选修3-4-13.8-激光-LI教学讲义ppt课件
光。
E2
h
E1
发光前
发光后
一、激光及其产生
1、概念： 激光准确内涵是“辐射的受激发射的光放大”。
2、产生机理：原子受激辐射后发生跃迁
某些物质的原子中的粒子受光或电刺激， 使低能级的原子变成高能级原子，在向低能态 跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的 光，这种光叫作激光。
二、激光的特性
2、平行度好(方向性好)
传播很远距离能保持一定 平行度 强度，可精确测距测速 非常好 可会聚于很小的一点，记
录信息密度高
光纤通信 激光雷达
DVD、CD、VCD机， 计算机光驱
可在很小空间短时间内集 激光切割、焊接、
亮度高 中很大能量
打孔、医疗手术
产生高压引起核聚变
人工控制聚变反 应
课堂小练：
1、受激辐射时，辐射光和照射光具有完全 相同的特性，这些特性是指：
激光束的发散角很小， 接近衍射的极限.
激光定位、导向、测 距等就利用了方向性好的 特点。
激光可以会聚到很小的 一点，用于光盘的信息记 录和读取。
二、激光的特性
3、亮度高（光强大）
亮度是光源在单位面积上，向某一方向 的单位立体角内发射的功率。
激光的输出功率虽 然有限，但由于其光束 细，功率密度特别大， 因而其亮度也特别大。
相位，频率，偏振态。，传播方向
2、激光的三个主要特性是： __平__行__性__好__（__方__向__性__好__）__，
相干性_好__（__单__色__性_，好） 亮度高（__光__强__大__）_。
3、原子可以通过自发辐射和受激辐射的方式 发光，它们所发出的光的特点是（ B） A、前者是相干光，后者是非相干光。 B、前者是非相干光，后者是相干光。 C、都是相干光。 D、都是非相干光。
激光竖琴、无弦琴、激光协奏曲、激光传声、激光琴-科技馆展品方案(科教展品制作源头-上海惯量
激光竖琴/无弦琴/激光协奏曲/激光传声/激光琴--科技馆展品展项方案科学原理通过互动游戏，让观众了解激光的特性，以及光是可以发送和接收的，光控有着很广泛的实用意义。
展项描述展项由造型展台、激光发射和接受装置、装饰灯带和控制发声的软件系统组成。
科技馆展品制作生产源头工厂-上海惯量自动化有限公司提示大家激光发射和接收装置分别安装在台体内部和中心圆柱上，激光束通过透明亚克力管传输到台面，观众将手放置在台面手型处，用手遮住激光束,触发光电控制电路，使音频电路工作，演奏出动听的乐曲。
表现形式机电互动操作说明1.将手放置在台面手型处，用手遮住激光束；2.听自己弹奏的音乐。
上海惯量自动化有限公司是一家依托于完善的工业生产流水线及领先的机械自动化技术水平、专注于科教展品定制化设计生产的专业化设备制作公司，主要专业生产省市地县区科技馆展品、科普器材，校园、社区科普馆和科学探究实验室的教学仪器、用具。
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激光竖琴原理
激光竖琴原理
激光竖琴是一种利用激光技术制作的音乐乐器，它的原理是利
用激光束与琴弦的交互作用，产生音乐声音。
激光竖琴的原理可以
分为激光发射、激光与琴弦交互、声音放大三个部分。
首先，激光竖琴的原理之一是激光发射。
激光器将电能转化为
激光能，通过光学系统将激光束聚焦到琴弦上。
激光器的稳定性和
功率大小直接影响着激光与琴弦的交互效果，因此激光器的选择和
调试是激光竖琴制作中至关重要的一环。
其次，激光与琴弦的交互是激光竖琴原理的核心。
当激光束照
射在琴弦上时，激光的能量会使琴弦振动产生声音。
激光的能量密度、频率和波长都会对琴弦的振动产生影响，因此需要精确控制激
光参数以获得所需的音乐效果。
此外，激光与琴弦的交互也需要考
虑到激光束的位置和角度，以确保激光能够准确地作用在琴弦上。
最后，激光竖琴的原理还涉及声音放大。
激光与琴弦交互产生
的声音需要经过放大才能够被听到。
一般来说，激光竖琴会配备声
音放大设备，如扬声器或音箱，将琴弦振动产生的声音放大后输出。
声音放大设备的选择和调试也对激光竖琴的音质和音量有着重要影
响。
综上所述，激光竖琴的原理包括激光发射、激光与琴弦交互和声音放大三个部分。
通过精确控制激光参数、激光与琴弦的交互以及声音放大设备的选择和调试，可以制作出具有高音质和独特音色的激光竖琴。
激光竖琴作为一种新型音乐乐器，其原理的深入研究和技术的不断创新将为音乐领域带来更多的可能性和惊喜。
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具体结构
感应部分：光敏电阻和AT89C52单片机两部分 部分组成
激光管发射的光束被挡住时， 对应的光敏电阻感应并产生阻值 变化，八个光敏电阻组成的系统 产生高低电位的变化，并由单片 机读取光敏电阻高低电位变化， 完成操作指令的输入，单片机根 据指令信息来控制数据通过串行 口传输数据，既对接扬声器的 p0^2口和接流水灯的p1口进行赋 值，使其产生相应的反应。
激光竖琴
组长：龚楚云 秦晨 孙璐 马媛媛
天津工业大学电子与信息工程学院
前面的话
上海世博会的伊朗 馆里成列了一架特殊的 展品吸引了游人们的注 意，那就是一架没有琴 弦的竖琴，取而代之的 是明亮的光束，参观者 只需拨动光束，便如同 拨动了琴弦，依然可以 演奏一段旋律。
借创兴杯的机会， 我组成员查阅资料、咨 询导师，制作了一个简 易的激光竖琴。
作品小样
本组作品：激光竖琴
原理说明
• 八个激光管发出的光束作为琴弦，用容 易找到的纸盒做琴架，用电池及开关控 制整个系统的通断。利用单片机控制播 动激光琴弦时发出不同频率音调的声音 。
• 用激光当做虚拟琴弦，手拨到琴弦时会 发出相应的音调，从而达到模仿竖琴演 奏简单乐曲的目的。
• 人耳能听到的声音频率为20Hz至20kHz ，竖琴音符频率也应该在此范围。通过 51单片机自带的16位定时器就可以产生 上述音频。
电路模块
人耳能听到的声音频率为20Hz~20kHz， 通过51单片机自带的16位定时器就可以产生 上述音频。一般音乐电路是以正弦波信号驱 动扬声器以产生音乐，而在数位电路里则是 以脉动信号驱动。
至于音调，如下C调音阶表，包括高、中、 低三个音阶，每个音阶为八音度，每个音阶 之间的频率相差一倍。
电路模块
• 流程图
电路模块
• 程序如下：
#include<reg52.h> #define LED P1 #define GUANG P2 sbit beer=P0^2; unsigned char keys; unsigned char code tone[]={115,102,91,86,77,68,61,57}; void sound (unsigned char); void delay8us (unsigned char); main() {
电路模块
• 响应部分
实现发声及闪 烁，实现激光竖琴 基本功能。
电路模块
• 单片机的应用
本作品所用到的AT89C51单片 机管脚排列如图。当有激光照射时， 单片机读取光敏电阻的电压，令此 时它的逻辑电平为0。当无激光照射 时，单片机读取光敏电阻的电压， 则这时它的逻辑电平为1。这样，当 遮挡激光的光线时，就能在电路中 产生开关的效果。
结构设计
1 发射部分：
由八个激光管模仿竖琴琴弦构成
2 ２ 感应部分 ：
由光敏电阻和AT89C52单片机两部分部分组成
３ 响应部分：
由一个扬声器和彩色流水灯构成
具体结构
发射部分：八个激光管模仿竖琴琴弦
激光管发射的集中 且亮度较高的红外线有 利于感应部分的光敏电 阻较敏感的感应光亮变 化从而产生较明显的阻 值变化。
总结
电路板电路图
演奏激光竖琴
谢谢！
SUCCESS
THANK YOU
2020/1/8
void sound(unsigned char x) {
unsigned char i; LED=GUANG; for(i=0;i<60;i++)
{ beer=0; delay8us(tone [x]); beerED=0xff; } void delay8us(unsigned char x) { unsigned char i,j; for(i=0;i<x;i++) for(j=0;j<1;j++); }
while(1) {
LED=GUANG=0xff; keys=~GUANG; switch(keys)
{ case 0x01:sound(0);break; case 0x02:sound(1);break; case 0x04:sound(2);break; case 0x08:sound(3);break; case 0x10:sound(4);break; case 0x20:sound(5);break;
具体结构
响应部分：扬声器与发光二极管构成
８ｗ的扬声器负 责发出声响，八个发 光二极管构成流水灯， 可以对应竖琴琴弦发 出不同频率的音调而 闪烁。
电路模块
• 电路原理图：
SUCCESS
THANK YOU
2020/1/8
电路模块
• 感应部分
电路设计中用 八个滑动变阻器代 替光敏电阻，表示 其阻值可变。并串 联接八个小电阻起 分压作用。