简易电子琴设计数电课程设计
数电课程设计--简易电子琴

目录1 设计任务 (1)1.1 基本任务 (1)1.2 扩展任务 (1)2 设计方案原理 (1)3 单元电路的设计 (2)3.1 多谐振荡器 (2)3.2 琴键开关 (3)3.3 扩音器(喇叭) (4)3.4 器件选择 (4)4 电路图的绘制 (5)5 电路的仿真及调试 (6)6 体会 (6)参考文献 (8)1设计任务电子琴是一种很简单的电子产品,目前市场上所售的电子琴多为基于单片机所设计的。
本次课设要求利用数电知识,设计一个能奏出八个音阶的电子琴。
虽然没有基于单片机的电子琴那么多的功能,但是电子琴的基本功能是可以满足的。
本次设计的主要内容为:根据数电课程所学内容,结合其他相关课程知识,设计一个简易电子琴,以加深对单片机知识的理解,锻炼实践动手能力。
本次设计的任务为:1.1基本任务①具备8个按键,能够分别较准确地弹奏出1〜1八个音符。
②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
用Proteus或MULTISIM软件完成仿真,并按规定格式写出课程设计报告书。
1.2扩展任务①能够弹奏出至少21个音符(三个音阶)。
②能够较便捷地完成音阶的升降。
(按一个开关实现升8度,按另一个开关实现降8度)2设计方案原理本方案为利用555多谐振荡器能输出脉冲信号的特性,通过改变振荡器外接电阻的阻值来改变振荡器输出脉冲的频率,驱动喇叭发出各种音阶。
电子琴所用琴键即为改变电阻阻值的开关,通过改变阻值使输出与琴键音阶相对应。
原理框图如下:图1原理框图3单元电路的设计3.1多谐振荡器利用多谐振荡器产生周期脉冲电路图如下图所示图2 多谐振荡器电路实现图中引脚功能:1脚:GND或Vss)外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
2脚:TR低触发端。
3脚:OUT(或Vo)输出端。
4脚:Rd是直接清零端。
当R端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH 处于何电平,时基电路输出为“ o”,该端不用时应接高电平。
555简易电子琴数字逻辑课程设计报告正文

555简易电子琴数字逻辑课程设计报告目录第一章系统概述 (1)1.1 系统开发背景 (1)1.2 系统开发意义 (1)1.3 EWB在数字电子电路综合课程设计中的应用 (1)第二章555简易电子琴设计 (2)2.1 设计题目 (3)2.2 设计的目的与要求 (3)2.3 分析任务 (3)2.3.1设计总开关模块 (3)2.3.2设计控制模块 (3)2.3.3设计琴键模块 (3)2.3.4设计扬声器模块 (3)2.4 需用器件的选择 (3)2.4.1 555定时器 (3)2.4.2 电容 (6)2.4.3 电阻 (6)2.5 总体说明 (6)2.6 单元模块 (6)第三章555简易电子琴的实现 (8)3.1 单元模块的实现 (8)3.2 电子琴的完整电路设计 (9)3.3 参考文献 (17)- I -第一章系统概述1.1系统开发背景随着电子技术的不断发展,模拟电子技术的缺点和局限性越发明显,模拟电子技术的不稳定性、易干扰性等大大限制了其应用,且有阻碍电子技术发展的趋势。
19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。
数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。
近年来,数字电路又有了巨大的发展。
可编程逻辑器件(PAL、GAL等)的发展和普及最终使IC 的设计面向了用户(这是模拟电路无法做到的),而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷,从而奠定它在电子电路中的对位。
随着集成技术的进一步提高,各种新技术的出现和应用,人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。
新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本,也仅仅是资本而矣。
新世纪里电子行业的发展速度令人窒息,闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。
可以展望,由数字构成的新世界即将出现。
将是人类文明的又一飞跃。
1.2系统开发意义555简易电子琴是一种用数字电路技术实现数字显示装置,与机械式数字显示装置相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
数电课设之简易电子琴

课程设计任务书学生姓名:辛威专业班级:电子1002班指导教师:韩屏工作单位:信息工程学院题目: 简易电子琴设计(数字)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Vcc= +12V,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:(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)(1)设计任务根据已知条件,完成对简易电子琴电路的设计、装配与调试。
(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调时所对应的频率如下表所列C调 1 2 3 4 5 6 7 if / Hz 264 297 330 352 396 440 495 528②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
计算电路元件参数并画出总体电路原理图,阐述基本原理。
(选做:用PSPICE或EWB软件完成仿真。
)③安装调试并按规定格式写出课程设计报告书。
时间安排:1. 2012 年12月31日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报格式的要求,课设答疑事项。
2. 2011 年12月31日至2012年1月4日完成资料查阅、设计、制作与调试。
3. 2012年1月4日至2012年1月5日完成课程设计报告撰写。
4. 2012 年7月5日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
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 总体设计 (3)1.1 设计背景 (3)1.2设计任务和要求 (3)1.2.1设计任务 (3)1.2.2设计要求 (3)1.3设计思路 (4)2 原理与器件选择 (7)2.1 电路图 (7)2.1.1主板电路 (7)2.1.2键盘电路 (7)2.1.3扩展电路 (7)2.2 原理简述 (7)2.3 器件的选择 (8)2.3.1 主板部分 (8)2.3.2 键盘部分. (8)2.3.3 扩展部分 (8)3 实物制作与输出波形 (9)4 调试与影响因素分析 (14)5 总结与体会 (15)参考文献 (16)附录1 (17)附录2 (18)1总体设计1.1设计背景电子琴是很好的娱乐工具,大人小孩都爱玩,甚至一玩就是几个小时“简易电子琴”使用了一个集成电路振荡器,一些按键和一个音频输出连接到功率放大电路。
简易电子琴课程设计

*****大学数字电子技术课程设计设计题目:简易电子琴院(系):学院专业班级:2020级电气自动化技术*班姓名:学号:指导教师:时间:2021年10月18日至2021年10月22日说明1.课程设计进行期间,学生应按教学计划、每天的学习情况(包括学习内容、遇到问题及解决办法、心得体会等)如实进行记录。
2.结束时,根据课程设计内容和学习记录编写课程设计说明书。
3.指导教师应综合考虑学生的学习态度、设计质量、答辩情况等,给出成绩。
*****大学数字电子技术课程设计任务书专业班级班学号姓名一、设计题目简易电子琴二、设计任务与要求基本功能:1、产生8个音阶的振荡频率,分别由8个按键控制,驱动扬声器发声。
三、参考文献[1] 黄双根,任重,黄大星. 模拟电子技术[M]. 广州:华南理工大学出版社,2015[2] 陈宗梅. 模拟电子技术实验与课程设计[M]. 北京:北京理工大学出版社,2019[3] 夏继军,宋武. 电路基础[M]. 北京:北京邮电大学出版社,2015[4] 杨志忠,卫桦林. 数字电子技术基础(第三版)[M]. 北京:高等教育出版社,2018[5] 张祥丽. 数字电子技术实验与课题设计[M]. 北京:北京理工大学出版社,2011四、设计时间2021 年10 月18日至2021 年10月22 日指导教师签名:年月日目录1 课程设计的目的 (1)2 课程设计的任务与要求 (1)2.1 课程设计的任务 (1)2.2 基本要求 (1)2.3 课程设计的要求 (1)2.4 设计要求介绍 (1)3 系统的组成及工作原理 (2)3.1 系统的组成 (2)3.2工作原理 (3)4 元器件的介绍 (3)4.1 NE555多谐振荡器: (4)4.2 扬声器的动作原理 (5)4.3电阻 (6)4.4电容 (8)5 焊接工艺 (9)5.1焊接工具 (10)5.2焊前处理 (11)5.3焊接技术 (11)5.4电子元器件的安装 (12)5.5焊接的注意事项 (12)5.6焊接及结果分析 (13)6 调试 (13)7 电路测试及测试结果 (13)8 设计总结 (13)参考文献 (15)附录1 总体电路原理图 (16)附录2 元器件清单 (17)课程设计成绩评定 (18)1 课程设计的目的(1)掌握正弦振荡器的构成,原理与设计方法;(2)熟悉模拟元件的选择,使用方法。
简易电子琴电路的设计

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、į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其中1C和按键电阻并联,2C和12R串联,两者共同构成RC串并联选频网络。
由于选频网络的相移为零,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0ω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 八个音阶的频率由于1C的值确定为0.1uF,由公式:fπ2/1=(1)fRC0=并结合表一计算可得电阻阻值分别为(单位:欧姆):36kR3.1=(2)28R7.k2=(3)23R3.k3=(4)20kR4.4=(5)16kR2.5=(6)k13R1.6=(7)R3.10k7=(8)R1.9k8=(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。
数码电子琴课程设计

数码电子琴课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解数码电子琴的基本结构、功能及演奏方式。
2. 学生掌握基本的音乐理论知识,如音符、音阶、和弦等,并将其应用于数码电子琴演奏。
3. 学生能够了解不同音乐风格的特点,并运用到数码电子琴演奏中。
技能目标:1. 学生能够熟练操作数码电子琴,包括音色选择、节奏设置、录音等功能。
2. 学生掌握正确的演奏姿势和指法,具备基本的演奏技巧。
3. 学生能够独立完成一首简单曲目的演奏,并具备一定的即兴演奏能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习数码电子琴,培养对音乐的热爱和兴趣,提高审美素养。
2. 学生在团队协作中,学会倾听、尊重他人,培养合作精神。
3. 学生在演奏过程中,增强自信心,克服困难,培养坚持不懈的品质。
课程性质:本课程以实践操作为主,结合理论教学,注重培养学生的动手能力、音乐素养和团队协作精神。
学生特点:六年级学生具有一定的音乐基础和数码电子琴操作经验,对音乐充满兴趣,善于模仿和探索。
教学要求:教师应关注学生的个体差异,因材施教,注重激发学生的学习兴趣和潜能,提高学生的实践能力和创新能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 数码电子琴结构及功能介绍:讲解数码电子琴的各部分组成、功能键操作、音色选择、节奏设置等,使学生熟悉并掌握电子琴的基本使用方法。
相关教材章节:第一章《数码电子琴概述》2. 音乐理论基础:教授音符、音阶、和弦等基本音乐理论知识,为演奏打下基础。
相关教材章节:第二章《音乐基础知识》3. 演奏技巧训练:培养学生正确的演奏姿势和指法,教授基本演奏技巧,如音阶、琶音、和弦等进行针对性练习。
相关教材章节:第三章《演奏技巧》4. 曲目学习:选取适合学生程度的曲目进行学习,包括练习曲和简单乐曲,使学生能够独立完成演奏。
相关教材章节:第四章《曲目学习》5. 音乐风格体验:介绍不同音乐风格的特点,引导学生欣赏并尝试演奏不同风格的曲目。
数电EDA简易电子琴Verilog设计

数电EDA简易电子琴Verilog设计数字电子技术课程设计--简易电子琴设计专业班级:电子姓名:学号:一、日期:设计任务用Verilog HDL语言设计简易电子琴。
(1)单独从左至右按下S1-S7每个按键后能够各自对应发出“哆来咪发唆啦西”的音乐声;(2)按下最右边按键(S8),同时再配合按下S1-S7键后,发高八度的对应音;(3)按键需要进行“消抖”处理;(4)外部输入脉冲信号频率为1mhz;(5)扩展要求:自主设计(增加低8度功能)。
二、实验目的1、学习verilogHDL语言的基本运用,能够利用其进行简单编程;2、学习使用QuartusⅡ的基本操作,能够利用其进行简单的设计;3、结合实践加深对理论知识的理解。
三、设计原理1)喇叭的振动频率不同,导致产生不同的声音;振动频率越低,声音越低沉,振动频率越高,声音越尖锐。
题目中音乐基本音的“哆”对应频率为523Hz 、“来”对应频率为587Hz 、“咪”对应频率为659Hz 、“发”对应频率为698Hz 、“唆”对应频率为784Hz 、“啦”对应频率为880Hz 、“西”对应频率为998Hz。
低8度音:基本音频率/2,例如低音1的频率为523/2=。
高8度音:基本音频率×2,例如高音1的频率为523×2=1046Hz.。
不同的频率产生利用给定的时钟脉冲来进行分频实现。
(2)消抖的原理:按键默认输入逻辑‘1’,当有按键按下时对应的输入为逻辑‘0’(但会存在抖动),当FPGA开始检测到该引脚从‘1’变为‘0’后开始定时(按键抖动时间大约10ms),定时时间结束后若该引脚仍然为‘0’则表示确实发生按键按下,否则视为抖动而不予以理会;按键松开过程的消抖处理和按下时原理一样。
(3)原理框图四、程序设计消抖模块module xiaodou(key_in,key_out,clk);input key_in;input clk;output key_out;reg key_out;reg [2:0]presta;integer q;parameter s0=3'b000,s1=3'b001,s2=3'b010,s3=3'b011,s4=3'b100,s5=3'b101,s6=3'b110,s7=3'b111;always@(posedge clk)begincase(presta)s0:beginkey_out<=0;q<=0;if(key_in==1)presta<=s0; elsepresta<=s1; ends1:beginkey_out<=0; if(q>9999) presta<=s2; elseq<=q+1; ends2:beginkey_out<=0; q<=0;if(key_in==1) presta<=s0; elsepresta<=s3; ends3:beginkey_out<=1; q<=0;if(key_in==0) presta<=s3; elsepresta<=s4; ends4:beginkey_out<=1;if(q>44444)presta<=s5;elseq<=q+1;ends5:beginq<=0;if(key_in==1)presta<=s0;elsepresta<=s3;ends6:beginpresta<=s0;ends7:beginpresta<=s0;endendcaseendend module按键模块module anjian(a,b,c,d,e,f,g,h,i,qout); input a,b,c,d,e,f,g,h,i;output [10:0] qout;reg [8:0] q;reg [10:0] qout;always@(a or b or c or d or e or f or g or h or i) begin q[0]=i;q[1]=h;q[2]=g;q[3]=f;q[4]=e;q[5]=d;q[6]=c;q[7]=b;q[8]=a;endalways@(q)begincase(q)9'b000000011:qout<=11'b00000000000;9'b000000001:qout<=11'b00000000000;9'b000000000:qout<=11'b00000000000;9'b000000010:qout<=11'b00000000000;default:qout<=qout;endcaseendendmodule分频模块module fenpin(clk_1M,yuzhi,pl_out);input clk_1M;input [10:0]yuzhi;reg [10:0]q;output pl_out;reg pl_out;always@(posedge clk_1M)beginif(yuzhi>0)beginif(q<yuzhi)< p="">beginq<=q+1;pl_out<=0;endelsebeginq<=11'b00000000000;pl_out<=1;endendelsebeginq<=11'b00000000000;pl_out<=1;endendendmodule五、原理图及仿真波形图六、心得体会由于之前对本次设计所需知识了解较少,所以在实验过程中遇到了很多的困难,真的很难,但是同样在解决各种困难的过程中也有所收获。
数电实验简易电子琴的设计报告

数电实验简易电子琴的设计报告简易电子琴的设计姓名:班级:学号:一、项目概况选题目的,为了进一步巩固之前学到的知识,将课本的知识结合趣味性,让自己得到更好的提高。
项目构思,模型要做一个能成功实现的简易电子琴,包括按键按下后蜂鸣器会根据相应的频率准确发出相应音阶的声音,7段数码管会显示出按键的简谱,输出端H能够表示音的高低。
要用到计数器,触发器分频器,7段数码显示器等元件。
二、方案设计系统框图为:系统简介如下:1.系统框图2.系统端口(2个输入口 3个输出口)(1)CLK,频率1MHz。
用于提供时钟脉冲信号。
(2)DIN[7..0]。
琴键输入的8个音符,8位中只有一位是低电平即每次只能按一个键。
(3)SPK。
用于驱动蜂鸣器,输出频率fB与蜂鸣器发出的音调与电子琴各音阶基频有对应关系。
(4)LED。
接数码管,用于显示对应的简谱码,H显示音调高低。
3.工作原理(1)编码器CODE3。
将输入的8位琴键信号进行编码,输出一个4位码,最多能对应16个音符(若有16个键)。
按下的琴键的电平为低。
例:8’b11111110 : KEY<=4’b0001输入第一位琴键“哆”此时编译成4位二进制数 2^0=1 传入译码器INX2CODE。
(2)译码器INX2CODE。
将键盘输入的编码信号译码成数控分频器SPK0输出信号的频率控制字。
例:1 : F_CODE <= 11’H305刚才编码器编码传入的琴键“哆”的 1此时被译码为数控分频器SPK0的输出信号的频率控制字305H。
(3)SPK0。
计数器CNT11B是一个LPM宏模块,利用同步加载控制sload避免来自进位信号cout中可能的毛刺影响,反相器和D触发器使得进位信号延迟半个时钟周期,过滤掉可能的毛刺,使得加载更加可靠。
例:经过编译的305H被置入模块SPK0的11位可预置计数器中计数器不断以此值为计数起始值,直至全为1。
以305H计数起始,计数器成为一个模为1270(7FFH-305H=4F6H=1270)的计数器。
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长沙学院
数电课程设计说明书
题目简易电子琴设计
系(部)
专业(班级)
姓名
学号
指导教师
起止日期
数字电子技术课程设计任务书(16)系(部):专业指导教师:
长沙学院课程设计鉴定表
概要 (5)
目录
一、简易电子琴的简介 (6)
1、电子琴设计的背景 (6)
3、电子琴设计的目标 (6)
二、简易电子琴的工作原理电路以及方案选择分析 (7)
1、简易电子琴的工作原理及其电路 (7)
2、方案选择分析 (8)
三、用multisim仿真图及仿真数据分析 (9)
1、仿真图 (9)
2、仿真数据结合电路分析: (13)
四、设计心得体会 (14)
五、参考文献 (14)
概要
随着电子信息社会的进步发展,音乐逐渐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。
我们人类的乐器创作非常广泛,几乎在更大软件均有乐器制造,制作乐器也是和我们电子信息工程的专业知识相结合,所以本文就设计了一个简易电子琴。
此次试验实现了8个音阶的振荡频率控制的音调,成功实现简易电子琴的基本功能。
本实验着重讲述了如何使用555制作简易电子琴产生8个不同音阶控制电路的设计,当操作者按下8个按键即可产生8种不同的音调,然后通过LM386功率放大器进行音调放大。
在multisim软件仿真中,由于没有LM386芯片,本实验通过用TDA2030替代LM386完成了简易电子琴的仿真,其基本的设计思路是采用了模块设计:实现基本要求时只要用555构成多谐振荡电路,通过不同的电阻(用变阻器调节成8个所需电阻)来获得不同的频率,再经过LM386放大所以发出不同的音调。
如果要实现提高要求则需要在基本要求上添加一部分电路即可。
通过开关控制不同的电阻所对应的振荡电路的通断调节相应频率大小,从而产生不同的音调。
此次试验我们在图书馆以及网上查找了大部分资料实验才得以完成,最简易的电子琴工作原理有利于对高端音乐软件产品的研究。
由小及大,由浅入深,相信将来音乐软件将更加便利我们的生活。
关键词:简易电子琴,NE555,LM386,调频电阻
一、简易电子琴的简介
1、电子琴设计的背景
随着电子科技的飞速发展,电子技术正在逐渐改善着人们的学习、生活、工作,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。
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。
并且可以进行一定的功能扩展。
鉴于传统电子琴可以用键盘上的“k0”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。
2、电子琴设计的意义
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。
3、电子琴设计的目标
由于本设计主要用于人们娱乐方面,因此在设计上尽量使其安全以及简单易操作。
其次,在这次设计可行性上进行分析如下: 1、经济可行性:所谓经济可行性,即在这次设计上需要投入资金的多少,由于课程设计是提高我们的动手能力以及资金有限。
因此在经济上必须能够承受,比较理想化的对于我们课程设计来说是不可行的。
通过分析后,无论是在器件价格或是常见度上均是可行的。
2、技术可行性:技术可行性主要是分析技术条件上是否能够顺利开展并完成课程设计的主要问题,硬件、软件能否满足设计者的需要等。
通过分析各种软件环境,硬件仿真环境等均已经具备。
综上所述,本系统设计目标已经明确,在经济与技术上均可行,因此本系统的开发是完全可行的。
二、简易电子琴的工作原理电路以及方案选择分析
1、简易电子琴的工作原理及其电路
简易电子琴乐音实际上是有固定周期的信号。
我们可以用AT89C51的一个定时器(如T1)控制,在P3.4脚上输出方波周期信号,产生乐音。
根据不同的按键,调节T1的溢出时间,可输出不同频率的乐音,这样就做出了一台微型电子琴。
每个乐音的音高(频率)是固定的,表1列出了一个8度以及其上下共16个音的音名、频率及定时器T1初值对照(设晶体频率为6MHz)
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12MHZ,那么定时器的计数周期为1MHZ,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,电子琴的具体工作原理图如下图所示。
简易电子琴工作原理图
2、方案选择分析
方案一:是用两个555芯片组成。
主要核心是555芯片,前一个555芯片是用来产生振荡信号,接入不同阻值的电阻Rw*产生不同的音阶频率信号,发出锯齿波形。
然后通过第二个555芯片,该555芯片接成施密特触发器,用来将锯齿波形转变为方波波形,从而得到1、2、3、4、5、6、7、0八个音频音阶所对应的频率,再经LM386集成功率放大器将信号放大,驱动扬声器发出对应的音频。
方案二:主要用一个555芯片以及LM386芯片来实现电子琴功能。
555芯片是用来产生振荡信号,再经LM386集成功率放大器将信号放大,用八个电阻来实现1、2、3、4、5、6、7、0八个不同的音频音阶。
与方案一相比方案二选择的元器件也不是很多,再加上电路比较简单,所以在后续实验操作时不会造成很大的困难,更重要的是,它得到的音阶较准,声音较大,基本符合设计的要求,所以选用的是此方案。
三、用multisim仿真图及仿真数据分析
1、仿真图
(1)用multisim对方案二进行仿真(由于multisim中没有LM386功率放大器就用TDA2030芯片替代仿真)
(2)关闭开关J1,得到如下图频率的仿真:
(3)关闭J2,得到如下图:
(4)关闭J3,得到如下图(5)关闭J4,得到如下图
(6)关闭J9,得到如下图(7)关闭J5,得到如下图
(8)关闭J6,得到如下(10)关闭J7,得到如下
2、仿真数据结合电路分析:
实验任务参数1)产生e 调8 个音阶的振荡频率,它分别由1、2、3、4、5、6、7、0 号数字键控制。
其频率分别为:1:261.6、2:293.6、3:329.6、4:349.2、5:392.0、6:440.0、7:439.9、0:523
我所设计的实验电路基本符合了实验参数,基本上能实现产生e 调8 个音阶的振荡频率的简易电子琴的设计。
四、设计心得体会
在为期一周的课程设计中,从我知道我的课设题简易电子琴设计到在网上、图书馆查阅资料,从熟悉芯片原理到在multisim中进行仿真,从无从下手到对整个实验设计的脉络渐渐清晰,为期虽然不长,却也增长了很多知识。
首先是了解并分析555和LM386元件原理及各管脚功能。
在刚开始设计这个课题时,有很多的地方感到很生疏,例如,如何确定方案。
后来经过一段时间的学习,基本了解了一些,明白了电子琴的一些功能以及实现这些功能的一些方法,在设计中也遇到了很多问题。
我用了很多种方案进行仿真最终选择出了最佳方案。
在设计中,我发现了我的很多不足之处,首先,发现自己以前所学的知识不够扎实,当发现仿真中没有所需芯片时心就有点发慌,后来经老师的指导后顺利的找到了替代的芯片,实验才的以成功完成。
这次实验我学到了很多,希望学校能多提供我们这种实践的机会,进一步锻炼好自己的能力。
五、参考文献
【1】康华光.电子技术基础——模拟部分【M】.北京:高等教育出版社,2006.
【2】康华光.电子技术基础——数字部分【M】.北京:高等教育出版社,2006.
【3】/view/0ffdbe74a417866fb84a8ed7.html
【4】/view/37c2a9fd770bf78a652954e8.html
【5】/diagram/3908_3913/100063.html 【6】彭介华.电子技术课程设计指导【M】.北京:高等教育出版社,1997;。