模电课程设计-简易电子琴的设计
简易电子琴的设计[优秀范文五篇]
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。
简易电子琴的设计课程设计
简易电子琴的设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解简易电子琴的基本工作原理,掌握相关的电子元件知识。
2. 学生能描述简易电子琴的电路结构,了解各部分功能及其相互关系。
3. 学生掌握基本的音乐理论知识,并能运用到电子琴的设计中。
技能目标:1. 学生能够独立完成简易电子琴的组装,提高动手实践能力。
2. 学生能够通过编程设计出独特的音乐作品,培养创新能力。
3. 学生能够运用所学知识解决简易电子琴制作过程中遇到的问题,提高问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子技术和音乐的兴趣,激发学习热情。
2. 学生在合作完成任务的过程中,培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生通过创作音乐作品,体验成就感,增强自信心,培养积极向上的生活态度。
4. 学生认识到科技与艺术的结合,体会创新的意义,培养探索精神。
本课程针对中学生设计,结合课程性质、学生特点和教学要求,将目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习,学生能够掌握简易电子琴的制作技能,培养音乐素养,提高实践和创新能力,同时培养良好的情感态度价值观。
二、教学内容1. 电子元件知识:介绍电阻、电容、二极管、三极管等基本电子元件的作用和特性,以及其在简易电子琴中的应用。
相关教材章节:第一章 电子元件基础知识2. 简易电子琴工作原理:讲解简易电子琴的基本工作原理,包括声音产生、放大、振荡等过程。
相关教材章节:第二章 电子琴工作原理3. 电路结构与功能:详细介绍简易电子琴的电路结构,包括键盘、音源、振荡器、放大器等部分的功能及其相互关系。
相关教材章节:第三章 简易电子琴电路结构4. 音乐理论基础:教授基本的音乐理论知识,如音名、音高、音值、节奏等,为电子琴设计提供理论支持。
相关教材章节:第四章 音乐理论基础5. 简易电子琴组装与调试:指导学生进行简易电子琴的组装、焊接和调试,培养动手实践能力。
相关教材章节:第五章 简易电子琴组装与调试6. 音乐作品创作与编程:教授如何通过编程创作音乐作品,运用所学知识对简易电子琴进行创新设计。
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。
模电课程设计简易电子琴电子琴
题目名称:姓名:班级:学号:日期:目录一、设计目的 (4)二、方案论证,比较与设计 (4)2.1、系统方案选择 (4)2.2、课程设计思路 (4)三、设计方框图 (5)四、各模块电路的设计 (6)4.1、总电路图 (6)4.2、电路输入部分 (7)4.3、选频网络部分 (8)4.4、稳幅部分 (8)4.5、功率放大与输出部分 (9)五、系统测试与分析 (9)5.1振荡电路的起振及平衡 (9)5.2 输出频率的测试 (12)5.3 输出功率的测试 (13)六、总结 (14)致谢 (15)模拟电子电路课程设计任务书适用专业:测控技术与仪器、电子信息工程、电气工程及其自动化设计周期:一周一、设计题目:简易电子琴的设计(一)二、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件。
2、学习音频集成功率放大器的应用。
3、学习音频产生电路的应用及设计方法以及主要电路指标的测试方法。
三、设计要求及主要电路指标设计要求:通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变 RC值,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音调,从而达到电子琴固有的基本功能。
1、方案论证,确定总体电路原理方框图。
2、单元电路设计,元器件选择。
3、仿真调试及测量结果。
主要电路指标1、产生C调八个基本音阶的频率2、设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率,与基本音阶的频率进行比较。
3、要求集成音频功放的内置电压增益为20倍以上。
四、仿真需要的主要电子元器件1、运算放大电路(如LM324)2、集成功放(如LM386)3、喇叭4、二极管、电阻器、电容器等五、设计报告总结(要求自己独立完成,不允许抄袭)。
1、对所测结果(如:音频频率值,出电压放大倍数等)进行全面分析,总结理论与实际间的误差。
2、分析讨论仿真测试中出现的故障及其排除方法。
3、给出完整的电路仿真图。
4、体会与收获。
六、参考文献1.彭介华.电子电路课程设计指导.北京:高等教育出版社,20052.陈大钦主编.电子电路基础实验—电子电路实验·设计·仿真.北京:高等教育出版社,20003.高吉祥主编.电子电路基础实验与课程设计.北京:电子工业出版社,2002 4.郑步生. Multisim2001电路设计及仿真入门与应用.电子工业出版社.20025./6./一、设计目的1、研究正弦波等振荡电路的振荡条件构成、原理及设计方法。
课程设计——简易电子琴的设计1
成绩:分××××系课程设计报告书课程设计名称电子产品综合设计题目简易电子琴的设计学生姓名专业班级指导教师日期:2010 年7 月5 日摘要:本课程是采用EDA和CPLD技术设计的一个简易的八音符电子琴,该系统基于计算机中时钟分频器的原理,采用自顶向下的设计方法来实现,它可以通过按键输入来控制音响。
系统由乐曲自动演奏模块、音调发生模块和数控分频模块三个部分组成。
系统实现是用硬件描述语言VHDL按模块化方式进行设计,然后进行编程、时序仿真、整合。
关键词:电子琴,EDA,VHDL,CPLDAbstract:This course is designed using EDA and CPLD technology as a simple eight-note keyboard, which is based on the principle of the computer clock divider, designed by top-down approach to implementation, it can be controlled through key input audio. System by the decoder module and the NC frequency module composed of three parts. System implementation is to use hardware description language VHDL modular way by design, then programming, timing simulation, integration.Key Words:Electric piano, EDA, VHDL, CPLD目录1.总体设计方案 (4)1.1简易电子琴设计方 (4)1.2 电子琴设计原理 (4)1.2.1顶层文件的设计 (4)1.2.2八音符的设置 (5)2.单元模块设计 (6)2.1数控分频模块设计 (6)2.1.1数控分频器原理图设计 (6)2.1.2数控分频器原理图输入方法流程 (6)2.3.顶层文件的设计 (9)3.系统调试 (10)3.1 Quartus II系统仿真的介绍 (10)3.2 时序仿真 (10)3.3 电路功能验证 (13)4.设计总结 (14)5.参考文献 (15)6.附录 (16)前言EDA技术发展迅猛,已在科研、产品设计与制造及教学等各方面都发挥着巨火的作用。
简易电子琴设计-毕业设计
简易电子琴设计-毕业设计简易电子琴设计-毕业设计引言:在现代科技的飞速发展下,电子琴作为一种电子乐器,已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
本文将介绍一种简易电子琴的设计方案,旨在帮助毕业设计的学生们更好地理解电子琴的工作原理,并能够通过实践来提高自己的设计能力。
一、设计目标我们的设计目标是制作一款简易电子琴,具备以下功能:1. 发出不同音调的声音;2. 支持多个音符同时发声;3. 具备简单的音效调节功能。
二、硬件设计1. 主控芯片选择我们选择了Arduino UNO作为主控芯片,因为它具备较强的计算和控制能力,并且易于学习和使用。
2. 输入设备设计为了模拟钢琴键盘,我们使用了12个按钮作为输入设备,分别对应12个音符。
通过按下不同的按钮,可以触发不同的音符发声。
3. 输出设备设计为了发出声音,我们使用了一个小型扬声器作为输出设备。
通过控制扬声器的震动频率和幅度,可以发出不同音调的声音。
4. 电源和连接设计我们使用了一个9V电池作为电源,通过Arduino UNO的电源接口供电。
同时,我们还需要使用杜邦线将按钮和扬声器与Arduino UNO连接起来。
三、软件设计1. 初始化设置在Arduino代码中,我们首先需要进行初始化设置。
包括定义输入输出引脚、配置扬声器和按钮的工作模式等。
2. 按钮扫描在电子琴中,我们需要实时检测按钮的状态,以确定用户是否按下了某个按钮。
通过循环扫描每个按钮的状态,我们可以实现按钮的按下和松开的检测。
3. 音符发声当用户按下某个按钮时,我们需要根据按钮的编号来确定对应的音符,并通过控制扬声器的震动频率和幅度来发出相应的声音。
4. 音效调节为了增加音乐的表现力,我们可以在代码中添加一些音效调节功能。
例如,通过改变扬声器的震动频率和幅度,可以实现音符的延长、颤音等效果。
四、实验结果经过一段时间的设计和调试,我们成功地制作出了一款简易电子琴。
通过按下不同的按钮,我们可以发出不同音调的声音。
模电课程设计-简易电子琴的设计
1. 模电课设概述现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。
所谓采样就是录制乐器的声音,将其数字化后存入ROM里,然后按下键时CPU回放该音。
甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样(比如Tyros3的硬盘音色)。
现代电子琴并非“模仿”乐器音色。
它使用的就是真实乐器音色。
当然,现在力度触感在电子琴里是必备的。
而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器,振荡器,包络线控制来制造和编辑音色。
甚至也带上了老式电子琴的FM合成机构。
本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变RC值,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音调,从而达到电子琴固有的基本功能。
2. Proteus软件简介Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件,由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES是一款高级的布线编辑器,它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型,采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型,能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等,具有超过8000种的电路仿真模型。
Proteus软件支持许多通用的微控制器,如PIC、AVR、HC11以及8051;包含强大的调试工具,可对寄存器、存储器实时监测;具有断点调试功能及单步调试功能;具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。
此外,Proteus可对IA RC-SPY、KEIL等开发工具的源程序进行调试。
此外,在Proteus中配置了各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、频率计,便于测量和记录仿真的波形、数据。
模电课程设计电子琴
模电课程设计电子琴一、课程目标知识目标:1. 让学生理解模拟电子技术基本原理,特别是振荡器、放大器等在电子琴中的应用;2. 掌握电子琴的基本电路组成,了解各个部分的功能及相互关系;3. 学会分析电子琴音色、音调产生的原理及其调节方法。
技能目标:1. 培养学生动手搭建简单电子琴电路的能力,提高实践操作技能;2. 能够运用所学知识,对电子琴电路进行调试和故障排查;3. 培养学生团队协作能力,共同完成电子琴的制作。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子技术的学习兴趣,培养探究精神;2. 培养学生面对问题的积极态度,敢于挑战,勇于创新;3. 增强学生的环保意识,关注电子产品的节能与环保。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标注重理论与实践相结合,以学生动手实践为主,提高学生的实际操作能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际电路制作中,培养其创新精神和团队协作能力。
同时,注重培养学生的情感态度价值观,使其在学习过程中形成积极向上的心态,为今后的学习和生活奠定基础。
后续教学设计和评估将围绕上述具体学习成果展开。
二、教学内容1. 理论知识:- 模拟电子技术基本原理,特别是振荡器、滤波器、放大器等;- 电子琴电路的组成、功能及其工作原理;- 音色、音调产生与调节方法。
参考教材章节:第一章 模拟电子技术基础,第二章 振荡器与滤波器,第三章 放大器。
2. 实践操作:- 动手搭建电子琴电路,包括振荡器、滤波器、放大器等模块;- 电子琴电路的调试与故障排查;- 电子琴音色、音调的调整与优化。
3. 教学安排与进度:- 第一周:学习模拟电子技术基础,了解电子琴电路组成;- 第二周:学习振荡器、滤波器、放大器原理,进行电路搭建;- 第三周:电路调试与故障排查,音色、音调调整;- 第四周:优化电路,进行团队协作,完成电子琴制作。
教学内容注重科学性和系统性,理论与实践相结合。
通过以上教学安排,使学生能够逐步掌握模拟电子技术相关知识,并应用于实际电子琴制作中。
模拟电子线路课程设计报告(简易电子琴)
模拟电子线路课程设计报告设计课题:简易电子琴设计专业班级:学生姓名:指导教师:设计时间:2013.1.04--2013.1.11信息工程学院题目简易电子琴一、设计任务与要求1.要求利用迟滞比较器,构建中音“哆来咪发唆啦西”对应的频率信号2.7个不同按键分别对应7个不同的音符。
3.利用扬声器和音频放大器LM386,将该音频信号播放出来。
4. 改善发音质量电路应如何改进。
5.提供元器件LM358、LM386、按键、喇叭、阻容元件6.完成电路设计及仿真。
通用电路板上对设计的电路图进行实物连接和调试。
根据上述完成设计报告。
二、方案设计与论证电路由四个部分组成:迟滞比较器,积分器,低通滤波器,LM386功率放大器。
如电路图所示,接一定的负反馈电阻R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13得到七个音色频率的方波。
为了能够得到较好音质,将方波经过一个积分器变为三角波,然后再经过一个低通滤波器变为正弦波。
低通滤波器为由RC串联电路构成的一阶零状态响应。
最后接一个LM386功率放大器,对输出的正弦波信号进行放大。
模拟简易电子琴的电路。
三、单元电路设计与参数计算1 迟滞比较器用于产生方波。
由公式及要产生的频率,以及实际电路通过自激产生方波,运用公式f=R1/(4*R2*Rx*C1)(其中x为7、8、9、10、11、12、13)通过计算得f = 523 时,R 7= 5.4k f = 587 时,R 8=4.7kf = 659 时,R 9 =4.2k f = 698 时,R 10=3.9kf = 784 时,R 11=3.5k f = 880 时,R 12=3.0kf = 988 时,R 13=2.7k2 积分器用于将方波变为三角波。
3 低通滤波器用于将三角波变换为正弦波。
4 LM386功率放大器用于放大输出的正弦波信号。
LM386中7引脚接电容能够提高音质,引脚1,8之间接电容可以放大倍数(20-200)倍。
课程设计简易电子琴
课程设计课程名称题目名称专业班级学生姓名学号指导教师二○--年月日目录1 设计任务书 (1)2 电路总体设计 (2)3 各部分电路设计 (3)3.1 R、C选频网络电路的设计 (3)3.2 波形产生电路 (4)4 Multisim仿真与数据分析 (7)5总结 (9)6致谢 (10)参考文献 (11)附录A 总原理图 (12)附录B 系统元器件清单 (13)1 设计任务书设计目的(1)熟悉数字电子技术课程设计的方法和思想(2)熟悉仿真软件Multisim使用(3)进一步理解555多谐振荡器在设计过程中的使用(4)熟悉555多谐振荡器的应用(5)熟悉简易电子琴的设计方法和过程设计思路(1)先查询简易电子琴的七个音(各包括低、中、高三个音)的频率(2)再设置充电电阻和固定电容,根据公式算出每个音阶对应电阻的阻值,从而确定R C选频网络电路。
(3)用多谐振荡器产生矩形脉冲驱动蜂鸣器发出不同声音(4)用仿真软件中的虚拟仪器示波器和频率计测量每一个音阶的波形和频率。
2 电路总体设计本电路主要是由RC选频网络电路和555定时器构成的多谐振荡器组成。
因为设计要实现电子琴dou、ruai、mi、fa、suo、la、si七个音的发声。
而每一个音都对应一个频率和电阻,所以通过设计不同的电阻和电容组成R、C选频电路。
每一个频率经过多谐振荡器都会产生一个矩形脉冲。
因为是在仿真软件中无法实现电子琴发声,采用示波器测量矩形波形和用频率计测量每一个选频网络中对应的每一个频率,再和实际数据相比较来判定发出的声音是否准确。
该电路实现了dou、ruai、mi、fa、suo、la、si(各包括低、中、高三个音)的发声仿真。
实现了简易电子琴的设计。
电路整体框图如下:图2.1 基本方框图该电路具有原理简单、容易制作、调试方便等特点。
能实现二十一种频率的方波且能驱动喇叭C调的二十一个音阶。
其中,稳压电源可以由电脑提供。
3 各部分电路设计3.1 R、C选频网络电路的设计要设计R、C选频网络电路,首先应该知道的是各音阶对应的频率,查询资料得出结果如下表发音音阶1dou2ruai3mi4fa5suo6la7si低262 294 330 349 392 440 494中523 587 659 698 784 880 988高1046 1175 1318 1397 1568 1760 1967 由上表可以看出,中音的频率是低音的2倍,高音的频率是低音的4倍,所以在设计选频网络时,只要准确地确定低音的频率,改变电容的大小,就能很方便的调节出高音阶的频率。
简易电子琴实课程设计
简易电子琴实课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解电子琴的基本结构、工作原理及演奏方法。
2. 掌握基本的电子琴音阶、和弦演奏技巧。
3. 学会使用电子琴进行简单的曲子演奏。
技能目标:1. 培养学生具备独立操作电子琴的能力,熟练掌握演奏技巧。
2. 提高学生的音乐表达能力,能运用电子琴进行创意演奏。
3. 培养学生团队协作能力,学会与他人共同完成音乐作品。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对音乐的热爱,激发学习音乐的兴趣。
2. 增强学生的自信心,敢于在他人面前展示自己的演奏才能。
3. 培养学生尊重他人,学会倾听、欣赏他人的演奏。
课程性质:本课程为实践性课程,以学生动手操作为主,结合理论知识学习。
学生特点:学生年级为五至六年级,对新鲜事物充满好奇心,动手能力强,具备一定的音乐基础。
教学要求:教师应注重个体差异,因材施教,关注学生的学习过程,鼓励学生积极参与,培养创新精神和实践能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电子琴基本结构:介绍电子琴的键盘布局、音色选择、节奏设置等组成部分,让学生了解电子琴的功能及操作方法。
相关教材章节:第一章 电子琴概述2. 音阶与和弦演奏技巧:教授电子琴基本音阶、和弦演奏方法,以及指法练习。
相关教材章节:第二章 音阶与和弦3. 简易曲子演奏:选择适合学生程度的简易曲子,指导学生进行演奏练习,培养音乐表达能力。
相关教材章节:第三章 简易曲子演奏4. 创意演奏:鼓励学生运用所学知识,进行创意演奏,激发学生的创新思维。
相关教材章节:第四章 创意演奏5. 团队协作:组织学生分组,共同完成一首曲子,培养团队协作能力。
相关教材章节:第五章 团队协作与表演教学内容安排与进度:第一周:电子琴基本结构及操作方法学习第二周:音阶与和弦演奏技巧学习第三周:简易曲子演奏练习第四周:创意演奏与团队协作第五周:课程总结与成果展示教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,使学生在掌握基本技能的同时,提高音乐素养。
《电子设计》简易电子琴
《电子设计》简易电子琴1、设计任务本次的设计任务是设计一款简易电子琴,其功能是能够通过使用者交互完成播放两个八度声音与音乐的目的。
2、设计方案2.1设计框图本次设计共有两种方案。
第一种方案使用STC89C52RC 单片机。
通过独立按键完成输入,通过扬声器完成声音的输出。
其设计框图如下:图1:方案一硬件框图第二种方案使用STC8G1K08单片机。
通过触摸按键结合单片机ADC 完成输入,通过TC8002功放电路完成声音的输出。
其设计框图如下:图2:方案二硬件框图2.2 各模块设计2.2.1 电源设计(例如)方案一使用的是STC89C52RC 单片机,其工作电压为5V ,通过引脚与5V 外部电源连接即可完成供电。
方案二使用的是STC8G1K08单片机,其工作电压也是5V ,通过TYPEC 接口完成供电。
原理图如下图所示:图3:方案二电源设计2.2.2 输入电路设计方案一与方案二使用两种不同的输入方式。
方案一使用共阴极接法的独立按键与单片机引脚连接,通过单片机检测按键是否被按下完成输入检测。
其原理图如下图所示:图4:方案一输入电路方案二使用触摸检测电路完成输入功能。
使用者接触触摸按键时会改变该电路的电容,使单片机ADC 引脚接收的数据发生改变,进而达到输入功能。
其原理图如下图所示:图5:方案二输入电路2.2.3 扬声器与功放电路两种方案播放声音的设备都是喇叭,但驱动电路不同。
方案一使用的三极管放大电路,其原理图如下图所示:图6:方案一扬声器驱动电路方案二使用功放芯片TC8002完成扬声器的驱动。
该芯片是一颗带关断模式,专为大功率高保真的应用场合所设计的音频功放IC。
它所需外围元件少且在2V~5V的输入电压下即可工作。
它的管脚图如下图所示:图7:TC8002管脚排列图经查看该芯片手册设计的功放电路图如下图所示:图8:功放模块电路图2.2.4 其余电路设计除以上两种模块,还有其余的模块电路如方案一的晶振电路,复位电路,方案二的供电提示电路等。
课程设计简易电子琴设计
一设计任务描述1.1设计题目:简易电子琴设计1.2设计目的通过本学期对微机原理的学习,掌握的知识还停留在理论的上。
但是这是一门实践性较强的课程,让学生在学完该课程之后,进行一次课程设计,使学生将课堂所学的知识和实践有机结合起来,初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法,提高分析和解决实际问题的能力。
通过设计实践,培养学生查阅专业资料,工具书或参考书,了解有关工业标准,掌握现代设计手段和软件工具,并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。
通过设计,不但要培养和提高学生解决工程具体问题,动脑动手的技术工作能力,而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想,培养良好的设计习惯,牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
具体要求如下:(1)可以弹出7个音阶;(2)弹奏简短音乐;(3)通过改变键盘输入来改变8254输出频率,实现扬声器发音。
1.3设计要求1、总体内容:设计简易电子琴,能发出至少7种音阶;2、接口设计:根据题目和所用的接口电路芯片设计出完整的接口电路,并在实验系统上完成电路的连接和调试通过;3、程序设计:要求画出程序框图,设计出全部程序并给出程序设计说明和程序注释;4、前期完成的实验有:8255并行接口实验。
1.4简易电子琴电子琴简单功能实现以及利用由8255芯片控制的小键盘(含数码管、键盘阵列)实现控制电子琴。
主程序由电子琴和键盘控制的两个程序有机组成,两个程序简单拼凑在一起是不能实现的。
经过实际调试和修改,将原电子琴程序改为2个子程序:start(实现播放音阶)和delay(实现播放音阶时延时);将原键盘控制程序改为1个主程序:ccscan(实现键盘扫描)。
各个子程序通过寄存器通信,寄存器存有当前输入的键盘码,同时为电子琴和键盘控制两子程序服务。
调试后,主程序能实现课程设计要求的功能。
二设计概要2.1设计内容本次课程设计的内容为简易电子琴的设计与实现,利用8255将键盘输出值返回CPU,CPU通过分析命令8254输出相应频率的方波波形,再经过扬声器发出声音。
金陵科技学院模电课程设计——简易电子琴的制作
金陵科技学院模电课程设计——简易电子琴的制作告程课设计报简易电子琴电路的目题:制作课程名称:模拟电子技术称:院部名:专业:班级学生:姓名:号学课程设计地点:课程设计学时:师教:导指金陵科技学院教务处制课程设计书写要求课程设计报告原则上要求学生手写,要求书写工整。
若因课程特点需打印的,要遵照以下字体、字号、间距等的具体要求。
纸张一律采用A4的纸张。
课程设计报告书写说明课程设计报告应包含一下七部分内容:1、摘要 2、目录 3、前言/引言 4、正文 5、结论、6、参考文献 7、附录,每部分的书写要求参见具体条目要求。
填写注意事项(1)准确说明,层次清晰。
(2)尽量采用专用术语来说明事物。
(3)外文、符号、公式要准确,应使用统一规定的名词和符号。
(4)应独立完成实验报告的书写,严禁抄袭、复印,一经发现,。
以零分论处课程设计报告批改说明实验报告的批改要及时、认真、仔细,一律用红色笔批改。
实验报告的批改成绩采用百分制,具体评分标准由各院部自行制定。
实验报告装订要求实验批改完毕后,任课老师将每门课程的每个实验项目的实验报告以自然班为单位、按学号升序排列,装订成册,并附上一份该门课程的实验大纲。
课程设计题目:简易电子琴的制作一、摘要本课程设计以制作一个简易电子琴为最终结果,主要以硬件测试为主。
首先进行电路分析,设计电路图,其次考虑所有可能出现的问题,完善电路图,再选择合适的器件,最后按照电路图线路搭试,调试测试,直至达到理想的目标。
关键字:电子琴振荡电路放大器二、目录三、前言本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变 RC值,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音调,从而达到电子琴固有的基本功能。
四、正文1、目的2、设计任务与要求3、基本原理3.1音乐产生原理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。
模电课程设计-简易电子琴的设计知识讲解
模电课程设计-简易电子琴的设计1. 模电课设概述现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。
所谓采样就是录制乐器的声音,将其数字化后存入ROM里,然后按下键时CPU回放该音。
甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样(比如Tyros 3的硬盘音色)。
现代电子琴并非“模仿”乐器音色。
它使用的就是真实乐器音色。
当然,现在力度触感在电子琴里是必备的。
而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器,振荡器,包络线控制来制造和编辑音色。
甚至也带上了老式电子琴的FM合成机构。
本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变RC值,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音调,从而达到电子琴固有的基本功能。
2. Proteus软件简介Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件,由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES是一款高级的布线编辑器,它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型,采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型,能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等,具有超过8000种的电路仿真模型。
Proteus软件支持许多通用的微控制器,如PIC、AVR、HC11以及8051;包含强大的调试工具,可对寄存器、存储器实时监测;具有断点调试功能及单步调试功能;具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。
此外,Proteus可对IAR C-SPY、KEIL等开发工具的源程序进行调试。
模拟电子技术课程设计————简易电子琴
┊┊课程设计沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目:简易电子琴系别自控系班级学生姓名学号23指导教师职称讲师课程设计进行地点:F101任务下达时间:2011年5月9日起止日期:2011年5月9日起——2011年5月15日止教研室主任2011年5月9日批准简易电子琴1设计过程及论文的基本要求1.1设计过程的基本要求:(1)基本部分必须完成,发挥部分可以在已给的范围或自己寻找资料的范围内任选;(2)符合要求的设计报告一份,其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份;(3)设计题目必须仿真通过,设计过程的资料草稿上交;(4)考勤情况、每天任务的完成情况、上机情况、答辩情况。
1.2课程设计论文的基本要求:(1)蓝黑色或黑色钢笔或碳素笔书写,不允许用圆珠笔。
项目齐全、字迹工整,有条件的可以打印。
(2)装订顺序:封面、任务书、成绩评定表、中文摘要、关键词、目录、正文(正文的具体要求按老师讲课要求)、总结及致谢、参考文献、附录(逻辑电路图与实际接线图)。
1.3时间进度安排沈阳工程学院模拟电子技术课程设计成绩评定表在社会日益发达的今天,人们的物质生活得到了显著提高。
为了使生活更加健康、平衡,人们开始追求精神上的享受。
音乐恰好提供了一个非常好的选择,也逐渐成为我们生活中很重要的一部分,有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。
我们也都会抽空欣赏世界名曲,作为精神的洗礼。
说到音乐,就会想到使用简单的电子琴。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物,也是一种比较新型的乐器。
在现代音乐中,电子琴扮演着比较重要的角色。
由于电子琴使用简单,因此深受广大音乐爱好者推崇。
目前市场上的电子琴种类繁多,功能也是越来越完善,这些电子琴大都采用集成电路设计。
我组成员准备采用RC振荡电路作为核心的音阶获得装置,设计出一款简易电子琴,下面将会介绍我组成员制作电子琴的方法。
一首歌是由不同的音符组成的,而每个音符对应着不同的频率。
这样我们就可以利用不同的频率组合,构成我们所想要的音乐了。
微机原理课程设计-简易电子琴设计
简易电子琴设计一、设计目的通过课程设计使学生更进一步掌握微机原理及应用课程的有关知识,提高应用微机解决问题的能力,加深对微机应用的理解。
通过查阅资料,结合所学知识进行软、硬件的设计,使学生初步掌握应用微机解决问题的步骤及方法。
为以后学生结合专业从事微机应用设计奠定基础。
二、设计的原始资料及依据(1)查阅定时器8254,可编程8255及音节的频率范围等资料。
(2)通过改变键盘输入来改变8254输出频率,实现扬声器发音。
三、设计的主要内容及要求内容:利用微机原理试验箱,设计简易电子琴。
要求:(1)可以弹出7个音阶。
(2)弹奏简短音乐。
四、对设计说明书撰写内容、格式、字数的要求1.课程设计说明书(论文)是体现和总结课程设计成果的载体,一般不应少于3000字。
2.学生应撰写的内容为:目录、正文、参考文献等。
课程设计说明书(论文)的结构及各部分内容要求可参照《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》执行。
应做到文理通顺,内容正确完整,书写工整,装订整齐。
3.说明书(论文)手写或打印均可。
手写要用学校统一的课程设计用纸,用黑或蓝黑墨水工整书写;打印时按《沈阳工程学院毕业设计(论文)撰写规范》的要求进行打印。
4. 课程设计说明书(论文)装订顺序为:封面、任务书、成绩评定表、目录、正文、参考文献。
五、设计完成后应提交成果的种类、数量、质量等方面的要求;提交课程设计说明书一份。
在说明书中要有设计原理、硬件电路接线图、设计的程序及必要注释等。
六、时间进度安排;七、主要参考资料(文献)。
1、《微机原理与应用》大连理工大学出版社2、《微机原理与接口技术》北京航空航天大学出版社3、《微型计算机原理与汇编语言》电子工业出版社4、《8088/8086汇编语言程序设计》中央广播电视大学出版社沈阳工程学院微机原理及应用课程设计成绩评定表系(部):自动控制系班级:自本051 学生姓名:陈阳摘要微机原理课程设计——设计简易电子琴本实验是利用微机原理试验箱、8255芯片、8254芯片、键盘、扬声器等硬件设备,设计简易电子琴。
课设
目录【摘要】.................................................................. 2课设题目:简易电子琴的设计 ................................................ 3一、引言................................................................. 31.1 电子琴设计的背景 ...................................................... 31.2 电子琴设计的意义 .................................................. 31.3 电子琴设计的目标 .................................................. 3二、方案比较以及选择 ...................................................... 42.1 控制模块选择方案 .................................................. 42.2 按键选择方案 ...................................................... 4三、硬件设计简要说明 ...................................................... 43.1系统组成及总体框图................................................. 43.2元件简介............................................ 错误!未定义书签。
3.2.1 AT89S52 ...................................... 错误!未定义书签。
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1. 模电课设概述现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。
所谓采样就是录制乐器的声音,将其数字化后存入ROM里,然后按下键时CPU回放该音。
甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样(比如Tyros 3的硬盘音色)。
现代电子琴并非“模仿”乐器音色。
它使用的就是真实乐器音色。
当然,现在力度触感在电子琴里是必备的。
而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器,振荡器,包络线控制来制造和编辑音色。
甚至也带上了老式电子琴的FM合成机构。
本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计,按下不同琴键改变RC值,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音调,从而达到电子琴固有的基本功能。
2. Proteus软件简介Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件,由ISIS和ARES两个软件构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件,ARES是一款高级的布线编辑器,它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。
它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。
虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。
Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型,采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型,能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等,具有超过8000种的电路仿真模型。
Proteus软件支持许多通用的微控制器,如PIC、A VR、HC11以及8051;包含强大的调试工具,可对寄存器、存储器实时监测;具有断点调试功能及单步调试功能;具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。
此外,Proteus可对IAR C-SPY、KEIL等开发工具的源程序进行调试。
此外,在Proteus中配置了各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、频率计,便于测量和记录仿真的波形、数据。
3. 简易电子琴基本原理3.1 音乐产生原理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。
音调主要由声音的频率决定,乐音(复音)的音调更复杂些,一般可认为主要由基音的频率来决定,也即一定频率的声音对应特定的乐音。
在以C调为基准音的八度音阶中,所对应的频率如表1所示。
如果能够通过某种电路结构产生特定频率的波形信号,再通过扬声器转换为声音信号,就能制作出简易的乐音发生器,再结合电子琴的一般结构,就可实现电子琴的制作了。
3.2 设计原理3.2.1振荡电路原理由于RC振荡电路,一般用来产生1HZ~1MHZ范围内的低频信号;而LC振荡电路一般用来产生1MHZ以上的高频信号,由上表我们可以知道选择RC振荡电路。
其基本电路为RC文氏电桥振荡电路。
图1 RC桥式震荡电路RC桥式振荡电路可以选出特定频率的信号。
理论推导过程如下:即当f0=1/(2πRC)时,输出电压的幅值最大,并且输出电压是输入电压的1/3,同时输出电压与输出电压同相。
通过该RC串并联选频网络,可以选出频率稳定的正弦波信号,也可通过改变R,C的取值,选出不同频率的信号。
图2所示为含外加信号的正弦波振荡电路,其中A,F分别为放大器回路和反馈网络的放大系数。
图2中若去掉X i,由于反馈信号的补偿作用,仍有信号输出,如图3所示X f=X i,可得自激振荡电路。
自激振荡必须满足以下条件:图2 正弦波震荡电路图3 自激震荡电路自激振荡的初始信号一般较小,为了得到较大强度的稳定波形,起振条件需满足|AF|>1。
在输出稳定频率的波形前,信号经过了选频和放大两个阶段。
具体来说,是对于选定的频率进行不断放大,非选定频率的信号进行不断衰减,结果就是得到特定频率的稳定波形。
LM386是一种音频集成功放,具有自身功耗低、电压增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点,广泛应用于录音机和收音机之中。
3.3 方案设计3.3.1 振荡电路振荡电路图如图4所示图4 振荡电路图选择C 1=0.1uF ,R 4=1k Ω,根据公式R R C f f 41021π==,结合表一,即可计算出八个音阶对应的电阻值,分别为R 5=9.09KΩ,R 6=10.34 KΩ,R 7=13.08KΩ,R 8=16.15 KΩ,R 9=20.44 KΩ,R 10= 23.26KΩ,R 11=28.72 KΩ,R 12=36.34KΩ。
选定 R 4≠R ,且R 4≤R (8)由式3推导可得:F=RR 421+ ≈ 21 (9) 则由式(8)及起振条件|A·F|>1,可得:21321≥++=R R R A 即 321R R R ≥+ (10)选择R 1=800Ω,R 2=900Ω,R 3=1500Ω3.3.2 集成功放电路集成功放电路图如图5所示图5 集成功放电路图如图5所示为LM386外围器件最少的连接方式,其内置电压增益为20倍。
C3取4.7uF 为退耦电容,所谓退耦即防止前后电路网络电流大小变化时,在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。
换言之,退耦电容能够有效地消除电路网络之间的寄生耦合。
退耦滤波电容的取值通常为4.7-200uF,退耦压差越大,电容的取值应该越大。
C4为旁路电容,它可将混有高频信号和低频信号的交流信号中的高频成分旁路掉的电容,取10uF。
C6为隔直传交电容,取220uF。
3.3.3 整体电路图图6 整体电路图4. Proteus原理图绘制4.1选取元件进入Proteus界面后,单击工具栏上的“新建”按钮,新建一个设计文档。
单击“保存”按钮,在弹出的对话框中的文件名框中输入“简易电子琴”,再单击“保存”按钮,完成新建设计文件操作,其后缀名自动为.DSN。
单击绘图工具栏中的元件模式中的“P”按钮,弹出如图9所示的选取元器件对话框,在此对话框左上角“keywords(关键词)”一栏中输入元器件名称,如“LM324”,系统在对象库中进行搜索查找,并将与关键词匹配的元器件显示在“Results”中。
在“Results”栏中的列表项中,双击“LM324”,则可将其添加至对象选择器窗口。
按照此方法完成其它元器件的选取,如果忘记关键词的完整写法,可以用“*”代替,如“SWITC*”可以找到开关。
被选取的元器件4.2放置元件及排版通过对象选择器窗口单击选择相应元件,在右侧图形编辑窗口中单击左键放置元件。
元件的移动:用鼠标左键按住元件拖曳。
元件的旋转:选定所需旋转元件,单击绘图工具栏左右旋转按钮完成旋转。
元件的删除:通过鼠标左键选定要删除的元件,点击键盘上的delete键即可完成对应元器件的删除。
将鼠标移至元件引脚处待出现红色方框单击鼠标左键将鼠标移至所需连接的另一元件管脚处待出现红色方框后再次单击鼠标左键完成单根导线的连接。
以此类推,按照实验原理图放置元件并布线。
引出节点:在所需引出节点导线处单击鼠标右键,移动鼠标即可在该点设置节点并引出导线。
完成电路布线后,为使电路更加紧凑有逻辑性,各功能区域明显,应对相应元件或导线位置进行相应调整。
4.3模拟及仿真电路连接无误后,根据实验要求,选定所需信号源及测试仪表,单击仿真键仿真。
示波器:在绘图栏中选择虚拟仪器菜单中的Oscilloscope(示波器)选项,将其放置到图形编辑窗口,连接相应导线至测试点。
5.Proteus电路仿真由于Proteus具有强大的仿真功能,所以我们优先选用Proteus作为本电路图的仿真工作。
在电路原理图中,我们已经将各元件安放参数调试完毕。
下面就需要用示波器观察输出参考点波形。
我们将第一个采样点选取在振荡电路的输出端,将第二个采样点选取在总电路的输出端。
先将所有的开关打开,单击开始按钮,弹出示波器显示窗格,通过按下不同的按键改变R的值,从而改变频率进而发出不同的声音,但只能同时闭合一个开关。
观察示波器输出的波形,进行仿真结果分析。
图7 按下R12的波形图图8 按下R11的波形图图9 按下R10的波形图图10 按下R9的波形图图11 按下R8的波形图图12 按下R7的波形图图13 按下R6的波形图图14 按下R5的波形图6.仿真结果分析6.1 频率及放大倍数测量由示波器的波形可读出各个音调所对应的周期,分别为:T 1=4.00ms, T 2=3.50ms, T 3=3.00ms, T 4=2.92ms T 5=2.50ms, T 6=2.30ms, T 7=2.01ms, T 8=1.90ms 根据公式 f=T 1,可求得相对应的频率大小如下: f 1=250Hz, f 2=286Hz , f 3=333Hz, f 4=342Hz f 5=400Hz, f 6=435Hz, f 7=498Hz, f 8=526Hz6.2 理论比较由仿真得出的频率与八个基本音阶的频率比较相近,均控制在了允许的误差范围之内;所以此次的设计仿真比较成功,达到了设计要求。
6.3 误差分析理论与实际虽然相近,但仍然存在一定的误差,主要由以下原因引起: 1) 选择的元件值与计算的理论值之间有差距; 2) 有一定的干扰信号存在,使结果出现误差; 3) 在对波形的周期进行读数时,人为的引起误差。
7.设计总结通过了几周的准备与设计,我们终于完成了简易电子琴的设计。
我们这是第一次接触课程设计,所以一直在边学习边设计。
首先开始学习proteus 软件,学会自己利用软件绘制电路图,进行仿真。
接下来我们通过查阅了很多的资料,发现制作简易电子琴有很多方法,但由于我们对其他方案中的单片机等元器件不了解,对其中的电阻电容等一些频率的计算有一定的难度,所以我们选择了在课本中学到过的振荡电路来设计。
在设计振荡电路的时候,我们遇到了问题。
我们通过理论计算,选取了元器件,然后按照设计的电路图用proteus 画出电路图进行仿真,但得到的波形并不是理论的波形,频率的偏差很大,且出现了失真。
所以我们又再次检查了电路图,发现了问题并进行了改进,最后终于得到了比较理想的结果。
C 调12 3 4 5 6 7 i f 0/Hz (理论) 264 297 330 352 396 440 495 528 f 0/Hz (实际) 250286333342400435498526在设计集成功率放大器时,我们开始选择的是课本上的TDA2030A构成的BTL功放和单电源互补对称功放,但是由于在proteus的软件库中没有这种元件,所以只能放弃。
同样的,其他很多的元件都不能在proteus中找到,所以我们查了很多资料,最后选定了使用LM386。