数电实验简易电子琴的设计报告
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。
简易电子琴的设计[优秀范文五篇]
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简易电子琴的设计[优秀范文五篇]第一篇：简易电子琴的设计毕－1毕业设计任务书专业:班级:学生签名:一、设计题目简易电子琴的设计二、设计内容要求和技术参数(1)要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。
(2)使用元件：AT89C51、LM324，喇叭，按键等三、设计应完成的技术资料（1）写出设计过程（包括原理、方案）（2）系统硬件图并描述各部分的功能（3）对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高（4）写出此次设计的心得体会四、设计考核的主要知识与技能本课题是电子技术与单片机混合的综合性课题，主要考核《电子技术》与《单片机》的基本知识和应用能力。
五、设计时间:六、指导教师签名:第二篇：简易电子琴电路的设计电子综合实训任务书学生姓名：专业班级：指导老师：易迎彦工作单位：武汉理工大学理学院题目：简易电子琴电路的设计初始条件：直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：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、主要任务：（一）设计方案（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以CC7555时基集成电路为主，设计一个玩具电子琴电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。
3、撰写电子综合实训说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：电子综合实训时间：19周－20周19周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩； 20周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写电子综合实训说明书。
VHDL电子琴实验报告
VHDL电子琴实验报告
实验目的：
本实验的目的是设计一个VHDL电子琴，通过FPGA实现，实现按键发出不同的音调，并通过扬声器输出对应的音频信号，达到模拟真实电子琴的效果。
实验原理：
VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）是一种硬件描述语言，用于描述数字电路的行为和结构。
在本实验中，我们将使用VHDL语言描述电子琴的按键和音调的对应关系，通过FPGA实现电子琴的功能。
电子琴实验主要包含两个部分：输入部分和输出部分。
输入部分是按键，按下不同的按键会发出不同的音调。
输出部分是扬声器，通过扬声器输出对应的音频信号。
实验步骤：
1.确定电子琴的按键数量和对应的音调。
2.使用VHDL语言描述电子琴的按键和音调的对应关系。
3.将VHDL代码综合成逻辑电路网表。
4.将逻辑电路网表烧录到FPGA中。
5.连接扬声器到FPGA输出引脚。
6.按下不同的按键，测试扬声器输出的音频信号是否正确。
实验结果：
经过实验测试，我们成功实现了一个简单的VHDL电子琴。
按下不同的按键，扬声器输出对应的音调。
通过调整VHDL代码中的音频频率，可以改变电子琴的音调高低。
实验总结：
通过本实验，我们深入理解了VHDL语言的应用和FPGA的原理。
电子琴作为一个实际应用案例，充分展示了数字电路设计的魅力。
在今后的学习和工作中，我们将能更加熟练地应用VHDL语言和FPGA技术，设计更加复杂的数字电路系统。
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。
数字电子技术综合实验报告——简易电子琴
数字电子技术综合实验报告2012--2013学年第二学期姓名：学号:班级:实验时间:实验指导老师:目录一、设计任务 (2)二、设计方案 (2)三、系统框图 (3)四、方案实现 (3)1.乐曲演奏的原理 (3)2.总体方案 (4)五、实验结果 (6)六、方案优化 (7)七、心得体会 (7)附录 (7)1.VHDL源程序 (7)2.各层次原理图 (35)3.编译报告 (40)1题目: 简易电子琴设计摘要电子琴的设计大规模可编程逻辑器件（FPGA ）作为系统的核心控制部分通过软件的设计编写然后进行软硬件的调试运行最终达到设计电路的乐器演奏、选歌及显示功能。
设计中采用计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。
可以用它来弹奏和播放乐曲。
特点是设计思路简单、清晰。
关键字：电子琴 CPLD一、设计任务1.基本要求(1)具有一般弹奏功能；(2)自动播放功能；(3)数码显示音符功能。
2．发挥部分(1)能通过选择键在多首歌曲中选择播放；(2)输出增加功率放大电路，增加歌曲容量；(3)增加音效或节拍可调；(4)无线弹奏。
二、设计方案采用大规模可编程逻辑器件（FPGA），利用quartusII，通过verilog代码实现简易电子琴演奏电路。
2三、系统框图四、方案实现1.乐曲演奏的原理：乐曲演奏的原理：组成乐曲的每个音符的频率值(音调)以及持续时间（音长）是乐曲能持续演奏所需的两个基本数据，因此只要控制输出到扬声器的激励信号的频率的高低和持续的时间，就可以使扬声器发出持续的乐曲声。
音调的控制频率的高低决定了音调的高低。
音乐的十二平均率规定：每两个八度音（如简谱中的中音1与高音1）之间的频率相差一倍。
在两个八度音之间，又可分为十二个半音，每半个音的频率比为。
另外，音名A(简谱中的低音6)的频率为440HZ，音名B到C之间，E到F之间为半音，其余为全音。
由此可以计算出简谱中从低音1至高音1之间的每个音名对应的频率如图所示:3所有不同频率均从同一基准频率分频得到。
数电课程设计——简易电子琴
物理与电子信息工程系课程设计报告题目：简易电子琴专业：班级：姓名：学号：指导教师：摘要：以555时基电路为核心构成的多谐振荡电路，通过控制琴键的通断来改变输出频率，从而当每按下一个琴键，喇叭发出一个音符的声音。
设计简单，易实现，而且演奏时的音量和节拍可以调节，以满足演奏的需要。
关键字：NE555 多谐振荡 RC充放电音量节拍目录1.系统设计 (3)设计任务 (3)方案论证[1] (3)系统框图 (3)2.单元电路设计 (4)多谐振荡电路 (4)2.1.1电路原理[2] (4)2.1.2器件参数的选择 (4)音阶发生电路 (5)电路原理 (5)2.2.2器件参数选择 (5)节拍发生电路 (5)电路原理 (5)2.2.2器件参数选择 (5)喇叭发音电路 (6)电路原理 (6)器件参数的选择 (6)3.系统测试 (6)调试要点 (6)调试过程出现的问题及解决方案 (6)数据记录 (7)4结果分析 (7)5.设计工作总结 (8)6.参考文献 (8)7.附录 (8)元器件明细表 (8)器件封装 (9)总原理图 (9)图 (10)1. 系统设计设计任务(1)玩具电子琴设有八个琴键，分别代表1、2、3、4、5、6、7、•1八个不同的音符，每按下一个琴键，扬声器发出一个音符的声音。
(2)演奏时的音量和节拍可以调节，以满足演奏一般歌曲的需要。
方案论证[1]方案一：该方案由CD4069构成多谐振荡电路，并由三极管放大输出，电路简单，但带负载能力差，且性价比低，因此不选此方案。
方案二：该方案采用NE555构成多谐振荡器，输出驱动电流大，带负载能力强，操作灵活、方便，且性价比高，故选此方案。
系统框图如图1所示，电路中采用555构成多谐振荡电路，通过按下不的键来改变输入电阻，改变输出频率。
输出的信号通过滤波电路送到喇叭。
还可进行音调、音量、节拍的调节。
图12. 单元电路设计多谐振荡电路2.1.1电路原理[2]电路由NE555及其外部电路构成多谐振荡电路，电阻R3、R4与电路中电位器的R ，电容C4构成充放电电路。
简易电子琴课程设计报告超详细
广州大学机械与电气工程学院电子信息工程系课程设计报告课程名称：电子技术课程设计设计题目：简易电子琴专业班级：电子信息工程 2 班设计者：苏伟强学号：1507400051 1407400106 指导教师：秦剑彭绍湖设计所在学期：2016~2017学年第 2 学期设计所在时间：2014年7月6日-12日地点: 电子信息实验楼314 315目录一课程设计题目 (3)1 题目分析理解二设计任务及要求 (3)1 要求2 任务安排3 进度安排三电路设计 (4)1 方案论证2 单元电路设计与数据分析2.1 文氏桥正弦波震荡电路2.2 LM386组成的功率放大电路3 确认理论参数四电路仿真............................................................................. (13)1 multisim仿真图2 仿真结果3 误差分析及总结五元器件的选择 (19)1 元件分析1 元件清单六PCB设计...........................................................................................................................错误!未定义书签。
01 原理图设计2 选择封装3 生成PCB七制作与调试 (22)1 电路板的热转印，焊接元器件2 故障排除并且接通电源3 调试过程4 数据记录和分析八试验中遇到的问题 (25)1 仿真过程遇到的问题2 制作PCB遇到的问题3 电路调试的时候遇到的问题九心得体会 (26)十参考文献............................................................................. . (27)附录：1实物图附录：2 元件清单一课程设计题目1 题目分析理解在众多的题目里面我们选择“简易电子琴”作为我们课程设计的课题。
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数电实验简易电子琴的设计报告
班级：学号：
1、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可以表示音的高低。
要用到计数器，触发器分频器，7段数码显示器等元件。
2、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’b :
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。
从CLK端每输入1270个脉冲，BEEP 输出一个进位脉冲。
CLK的输入频率是1MHz，BEEP输出的信号频率是1/(12701us)=787Hz，然而SPK0的输出信号经过一个D触发器接成的T’触发器后才输出给蜂鸣器。
T’触发器一是作二分频器,二分频就是通过有分频作用的电路结构，在时钟每触发2个周期时，电路输出1个周期信号。
此时预置的305H对应的蜂鸣器发音的基频FB约等于3
92、00Hz，二是作为占空比均衡电路，使得SPK0模块输出的功率极低脉款较窄无法驱动蜂鸣器的信号脉宽变均匀（FB占空比为50％）。
附加T’触发器的知识点：
T’触发器又叫计数器在上升沿到来时实现对原状态的翻转实现计数，频率是时钟周期的一半实现二分频。
（4） M_CODE。
将CODE3的编码编译为简谱码传递给DCD7SG并且编译对应的音调高低值H。
当音调为高的时候H输出为1，H接LED灯亮。
1 ：
{CODE,H} <= {4’B0001,1’B0} ；按下“哆”，此时编码的键盘
按键为1，M_CODE将其编译为简谱码0001，H为0，低音调。
（5） DCD7SG。
数码管7段显示译码器，将简谱码编译成数码管
的显示信号。
类似于74LS48，其输出顺序为g-a。
例：4’B0001 : LED <=7’B ; M_CODE编译出来的简谱码B0001在数码管7段（gfedcba)显示译码器中，bc为高电平，数码管显示出来“哆”
的简谱1。
3、设计与调试设计中存在的问题：1、因为自身基础较差
对计数器的功能理解不够在SPK0的部分存在毛刺影响。
解决办法：使用反相器和D触发器接在进位信号cout处，将cout延时半个时钟周期，使得加载更加可靠2、7段数码管显示出来的数字是镜像。
解决办法：显示器的abcdefg的高位低位弄错，应该为gfedcba。
3、波形仿真时要一一音符验证，较为繁琐。
解决办法：将DIN和LED的count every设置为8、89 这样
就能在同一个页面中看出仿真的波形和对比结果以验证是否正
确。
4．实验板子上的晶振是20MHz的，而实验需要1MHz调用PLL 模块，使其分频为1/20，如图仿真：将endtime设置为80usCLK
因为频率是1MHz所以周期是1、0us验证输入“哆” 手动将DIN
设置为仿真结果LED7段数码显示管（gfedcba= bc）显示出数字
1。
H始终为低电平，显示为音调为低值。
仿真波形如下：优势与
不足从低音阶到高音阶的波形如下所示，实现了按键后通过CODE
编码器将键盘按键信号通过INX2CODE的译码传递给SPK0再通过T’触发器将脉宽变均匀的信号传递给蜂鸣器实现音阶的发音，也实现了7段数码显示管显示按键键盘音符的简谱和用H来显示音调高低，如下图在音符上升为高音“哆”之前，H一直为低电平，在DIN为时，上升为高音“哆”，H为高电平，数码管显示为8。
存在的优势是T’触发器的存在使得输出SPK更加稳定的驱动蜂鸣器，存在的不足是只将8位琴键信号进行编码最多只能对应16个音符。
谢谢老师耐心看完。