万方科技学院模拟电子琴发声控制系统
电子琴按键控制原理
电子琴按键控制原理电子琴作为一种常见的电子乐器，其按键控制原理是其正常运行的重要基础。
本文将详细介绍电子琴按键控制原理及其技术实现。
一、电子琴按键结构与工作原理电子琴按键通常由多个按键组成，每个按键代表一个音符或音调。
按键的结构可以分为按键盖、按键座和弹簧等多个组件。
当按键外力作用下，按键盖被按下时，弹簧将按键复位，通过按键座和触点触摸，触点闭合，实现按键的控制。
二、电子琴音源模块与按键控制的关系电子琴的音源模块是电子琴发声的重要部分，它与按键控制密切相关。
在电子琴中，音源模块接收按键控制信号，根据信号的不同来选择发出相应的音符或音调。
按键控制信号可以分为两类，即直接按键控制信号和扫描按键控制信号。
三、直接按键控制原理直接按键控制是指按键的每个按下与弹起都会直接产生相应的控制信号。
当按键被按下时，闭合的触点会发送按键信号给音源模块，音源模块根据接收的信号产生对应的音调。
当按键松开时，触点断开，按键信号停止。
四、扫描按键控制原理扫描按键控制是指通过电子琴中的扫描电路实现对按键的控制。
电子琴通过扫描电路依次扫描每个按键的状态，并将扫描结果传送给音源模块。
当按键被按下时，扫描电路会检测到相应按键的闭合状态，并将该按键对应的信号传给音源模块，产生相应音调。
当按键松开时，扫描电路检测到相应按键的断开状态，停止传送信号给音源模块。
五、电子琴按键控制的技术实现电子琴按键控制的技术实现主要包括数字电路和模拟电路两种方法。
数字电路是基于微处理器、计数器和逻辑门等电子元件实现的，其优点是稳定性好、可靠性高。
模拟电路是基于传感器和模拟信号处理电路实现的，其优点是延迟小，响应速度快。
在实际应用中，电子琴通常采用数字电路和模拟电路相结合的方式，以充分发挥各自的优势。
数字电路负责按键扫描和信号传输等工作，模拟电路负责音频处理和发声等功能。
六、小结通过本文对电子琴按键控制原理的介绍，我们可以了解到电子琴按键控制的基本原理和技术实现方式。
单片机课程设计---模拟电子琴发声控制系统
《单片机应用与仿真训练》设计报告模拟电子琴发声控制系统专业：电气工程与自动化摘要本次课程设计的主要内容是用AT89C51单片机为核心控制元件，设计一个简单的电子琴并可实现音乐的连续播放。
以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有12个按键和扬声器。
定时器按设置的定时参数产生中断，由于定时参数不同，就会发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。
本简易电子琴的设计可实现的功能如下：程序中预存了4首音乐：《同一首歌》、《两只蝴蝶》、《祝你快乐》、《Time to say goodbye》并通过一个独立键盘可以实现对四首音乐的“下一曲”控制。
3*4矩阵键盘中的7个按键分别对应着7个不同的音符，另外3个分为高、中、低音的控制，当按下某一按键，会发出相应的音调。
按下按键时，扬声器会发出声音，松开按键后，扬声器停止发声，按键的时间越长，发声时间越久。
连续按下不同的按键，可以实现乐曲的演奏。
此外还有一“模式”按键，负责在电子琴和音乐播放器两种不同模式下的切换。
目录1 概述 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.1 音乐产生原理---------------------------------------------------------------------------- 41.2 结构框图 ---------------------------------------------------------------------------------- 42 系统总体方案及硬件设计 -------------------------------------------------------------------- 52.1 总体方案 ---------------------------------------------------------------------------------- 52.2 按键键盘 ---------------------------------------------------------------------------------- 52.3 蜂鸣器电路 ------------------------------------------------------------------------------- 52.4 数码管电路 ------------------------------------------------------------------------------- 62.5 最小系统 ---------------------------------------------------------------------------------- 72.6 设计实现过程---------------------------------------------------------------------------- 73 软件设计------------------------------------------------------------------------------------------- 93.1 整体设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 93.2 音乐设计 -------------------------------------------------------------------------------- 103.3 按键设计 -------------------------------------------------------------------------------- 113.4 显示设计 -------------------------------------------------------------------------------- 134 Proteus仿真 ------------------------------------------------------------------------------------ 145 课程设计体会 ---------------------------------------------------------------------------------- 15参考文献----------------------------------------------------------------------------------------- 15 附1：源程序代码----------------------------------------------------------------------------- 16 附2：系统原理图----------------------------------------------------------------------------- 261概述1.1音乐产生原理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T0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正确即可。
基于仿真微音电子琴码拉弦乐教学系统的研究
基于仿真微音电子琴码拉弦乐教学系统的研究摘要：根据目前拉弦乐学习入门难、提高难、集体授课难且学习成本高的现状，介绍一种基于仿真微音电子琴码的拉弦乐教学系统。
该系统利用机械振动、共振及LC谐振原理设计的仿真微音电子琴码取代了传统拉弦乐器的琴码及谐振腔。
仿真微音电子琴码把弦振动转换成电信号输入到微处理器中，由微处理器进行鉴频，其配合不同的电子元件和不同的材料与结构，可仿真出不同拉弦乐器的音色。
微处理器采用Altera公司的CycloneⅡ系列FPGA设计的32位NIOS Ⅱ软核，并采用DSP软核和硬件FFT进行算法处理和数字滤波。
实践表明：该系统具有减少噪声污染，降低学习入门难度，便于集体授课和舞台表演等优点，在集体授课中极大地提高了教学效率并取得舞台表演理想的效果。
关键词：拉弦乐；微音;滤波器；教学系统中图分类号：TN15文献标识码：A文章编号：1004373X(2008)2016603Study about the StringedMusic Teaching System Based on theVivid Electronic QinMa with MicrophonyYANG Shuqiang,YU Chengbo( Research Institute of Remote Test & Control,Chongqing Institute of Technology,Chongqing,400050,China)Abstract：According to the actuality that the stringed music study is difficult to access and improve.It is also hard to teach in groups,and cost of the study is dearness.A kind of system which is applied to the stringed music teaching is introduced.The system is based on mechanical vibration,resonance and LC resonance principle.The vivid electronic QinMa with microphony replaces the structure of the traditional QinMa and resonance cavity,transforming the vibration of strings to electrical signal.The signal is sent to the microprocessor,and it′s frequency is discriminated by the microprocessor.It can also emulate the tone of different kinds of stringed instruments by being assigned with different kind of electronic components,replacing material and modifying itsstructure.Microprocessor based on 32-bit Nios Ⅱsoftcore,regarding CycloneII FPGA of ALTERA Company as the core is used.DSP soft core is embedded and FFT on hardware design is introduced to precess algorithms and digitalfilter.Practice certificates that the system takes advantage in noise pollution reduction,accidence study lower,teaching groups convenience and arena performance,which has greatly improvedthe teaching efficiency,and has got perfect stage performace effect.Keywords：stringed music;microphony;filter;teaching system1 引言在初学者用传统拉弦乐器练习演奏时，难免会发出较大且难听的声音，事实上，即使演奏水平达到一定程度也会产生噪声污染。
钢琴声控自动演奏系统的制作方法
本技术新型属于音乐器具技术领域，特别涉及一种钢琴声控自动演奏系统。
该钢琴声控自动演奏系统包括声音收集处理系统和钢琴自动演奏系统，所述的声音收集处理系统由声音收集装置、声音检测装置和声音处理装置组成；所述的钢琴自动演奏系统包括驱动装置和永磁体，在正对永磁体的地方安装有传感器，在微电脑中央处理器CPU的电路板上安装传感元件，所述的永磁体设置在琴键下端，永磁体包括活动磁铁和铁芯，铁芯通过琴键连接杆与琴键连接。
结构简单，使用方便；既可以为演奏者提供自动钢琴伴奏，也可以为歌唱发音练习者提供音调判断，还可以用作其它钢琴调律的辅助工具。
技术要求1.一种钢琴声控自动演奏系统，其特征在于：包括声音收集处理系统和钢琴自动演奏系统，所述的声音收集处理系统由声音收集装置、声音检测装置和声音处理装置组成；所述的钢琴自动演奏系统包括驱动装置和永磁体，在正对永磁体的地方安装有传感器，在微电脑中央处理器CPU（1）的电路板上安装传感元件，所述的永磁体设置在琴键（2）下端，永磁体包括活动磁铁（3）和铁芯（4），铁芯（4）通过琴键连接杆（5）与琴键（2）连接。
2.根据权利要求1所述的钢琴声控自动演奏系统，其特征在于所述的声音收集装置包括麦克风和声音信号收集器（6），声音检测装置包括振动检测器和信号传播控制器，声音处理装置由模/数转换电路和声音处理控制装置组成。
3.根据权利要求1或2所述的钢琴声控自动演奏系统，其特征在于所述的声音检测装置和声音处理装置设置在微电脑中央处理器CPU（1）内。
说明书钢琴声控自动演奏系统（一）技术领域本技术新型涉及一种钢琴声控自动演奏系统，属于音乐器具技术领域。
（二）背景技术在现有的技术情况下，钢琴可以一般是由人来演奏的。
随着技术的发展，慢慢出现了代替人弹奏的自动演奏系统，如技术专利“自动钢琴演奏系统”（申请号：01128471.4申请日：2001-09-18）中就提供了一种通过微电脑和驱动控制的自动钢琴演奏装置，又如在日本专利申请特开No.2005-196074和日本专利申请特开No.2005-084578中公开了音乐演奏系统的典型示例。
电子钢琴工作原理详述
电子钢琴工作原理详述电子钢琴是一种现代化的乐器，它通过电子技术实现类似于传统钢琴的音色和演奏效果。
本文将详细介绍电子钢琴的工作原理。
一、概述电子钢琴的内部结构包括键盘、音源模块、放大器和扬声器等组件。
当演奏者按下键盘上的键时，电子钢琴会产生相应的音符，并通过音源模块将音色信息转化为电信号，再经过放大器放大后通过扬声器发出声音。
下面将对这些组件的工作原理进行详细描述。
二、键盘电子钢琴的键盘与传统钢琴的键盘相似，由多个按键组成。
每个按键下方都有一个触发开关，当演奏者按下按键时，触发开关闭合，触发开关将信号发送给音源模块。
三、音源模块音源模块是电子钢琴的核心部件，它负责生成各种音色。
音源模块利用数字信号处理技术，根据演奏者按下的键以及演奏力度的变化，产生相应的音频信号。
具体工作流程如下：1. 数据采集：当演奏者按下某个键时，触发开关闭合，音源模块通过AD转换器将触发开关产生的模拟信号转换为数字信号。
2. 音色合成：音源模块根据演奏者按下的键和演奏力度的变化，选择相应的音色样本并进行合成。
音色样本是一系列预先录制好的音频文件，包含了不同音符和力度的录音。
3. 数字信号处理：通过数学算法对音色样本进行数字信号处理，包括滤波、混响、合成等操作，以产生最终的音频信号。
四、放大器和扬声器音源模块生成的音频信号经过放大器进行放大，然后通过扬声器发出声音。
放大器负责将音频信号的电压放大到合适的幅度，以驱动扬声器产生足够的声音。
扬声器通过振动产生声音，让演奏者能够听到音乐。
五、其他组件除了键盘、音源模块、放大器和扬声器外，电子钢琴还包括一些其他组件，如音量控制器、音效控制器、传感器等。
这些组件能够调节音量大小、音色效果以及检测演奏者的触摸力度等参数，增加了音乐的表现力和演奏的灵活性。
六、总结电子钢琴通过引入先进的电子技术，实现了与传统钢琴相似的演奏效果。
通过键盘的按下触发开关，音源模块可以生成各种音色，而放大器和扬声器则将音频信号转化为真实的声音。
单片机与智能电子琴的结合构建智能电子琴系统
单片机与智能电子琴的结合构建智能电子琴系统近年来，随着科技的不断进步和发展，智能化技术在各行各业得到广泛应用。
智能电子琴作为音乐教育和娱乐领域的重要组成部分，通过结合单片机技术，可以构建一个更加先进、功能更为强大的智能电子琴系统。
一、智能电子琴系统简介智能电子琴系统是一种集音乐演奏、学习和娱乐等功能于一体的电子乐器。
它通过在电子琴中集成单片机，可以实现自动演奏、和弦伴奏、节拍控制、音色调节等多种功能。
同时，智能电子琴系统还可以配合手机或电脑等智能设备，进行音乐创作和编辑。
二、单片机在智能电子琴系统中的应用1. 自动演奏功能在传统电子琴中，演奏需要由人工操作琴键，但是通过单片机技术的应用，可以实现自动演奏的功能。
单片机可以通过程序控制琴键的按下和抬起，实现自动演奏的效果。
通过编写适当的算法和程序，可以实现自动演奏各种曲目的功能。
2. 和弦伴奏功能单片机可以通过实时采集的琴键信号来分析弹奏的和弦类型，并根据和弦类型进行和弦伴奏的控制。
通过编写合适的程序，可以实现和弦伴奏的功能，使演奏更加丰富和多样化。
3. 节拍控制功能智能电子琴系统可以通过单片机实现节拍的控制。
单片机可以根据设定的时间间隔，产生定时脉冲信号，用于控制演奏的节奏。
通过合理设置节拍的速度和模式，可以使演奏更加准确和有节奏感。
4. 音色调节功能智能电子琴系统中的音色调节功能是通过单片机对音频信号进行处理来实现的。
单片机可以采集输入的音频信号，并通过算法进行数字信号处理，从而改变音色的属性，例如音色的明亮度、响度和谐波成分等。
通过合理应用单片机技术，可以实现多种不同音色的选择与调节。
三、智能电子琴系统的优势和应用前景1. 优势：（1）通过单片机的应用，可以实现智能化的演奏、学习和娱乐功能，方便用户学习和使用。
（2）智能电子琴系统具有音色丰富、演奏灵活、功能强大等优点，能够满足不同用户的需求。
（3）智能电子琴系统可以结合智能设备，扩展更多功能，例如音乐创作、编辑和分享等。
模拟电子琴发声控制系统
关键词：单片机、电子琴、音级、分频，节拍
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。本文利用AT89C51单片机的强大功能，通过软件产生不同频率的声音信号，在扬声器中发出7个音级。可以弹奏出不同的曲子。
1.3 设计任务及要求
本系统分为三个部分，一个是音乐播放，另一个是电子琴弹奏，还有游戏功能。通过上电功能选择操作后，就能实现各个功能。本系统利用喇叭作为发声部件，播放功能可以播放一首预先植入的歌曲，7位发光二级管作为音级同步显示信号，根据播放音乐的旋律对应点亮；当进行弹奏时，按键1~7用于音级的输入，按键8~10作为低中高音的选择信号，7位发光二级管作为按键的指示信息；游戏功能时，7位发光二级管作为指示信号，分别显示本次应键入的音级和发声的长度，从而实现在单片机的引导下正确弹奏一首曲子。
本电子琴可实现三种功能：弹奏，播放和游戏。其中弹奏时按键1~7用于音级的输入，按键8~10作为低中高音的选择信号，7位发光二级管作为按键的指示信息；播放功能可以播放一首预先植入的歌曲，7位发光二级管作为音级同步显示信号，根据播放音乐的旋律对应点亮；游戏功能时，7位发光二级管作为指示信号，分别显示本次应键入的音级和发声的长度，从而实现在单片机的引导下正确弹奏一首曲子。
电钢琴控制系统
1、系统采用无线连接方式，教师通过无线局域网实现对学生琴的控制，完成课堂教学；
2、学生用琴在系统界面中均映射为虚拟钢琴键盘，有序排列在系统界面；
3、学生弹琴时，控制系统中对应的虚拟钢琴键盘同步显示弹奏键位；
4、学生用琴对应的虚拟钢琴键盘可一键显隐音名；
5、支持自动检测学生用琴的连接状况；
6、学生用琴音色采用乐器图示化显示在控制中心主界面，教师通过控制中心可远程更换单个或多个学生用琴的音色；
7、支持教师选择单个或部分学生并放大显示学生弹奏信息，支持按组放大显示学生弹奏信息；
8、系统配备练习模式，此模式下所有学生只能听到自己的弹奏内容，互相不干扰；
9、系统配备监听模式，此模式下教师可选择单个学生或小组进行监听，学生弹奏声音通过教师耳机传出来，方便掌握学生的实际学习近况；
10、系统配备演奏模式，此模式下教师可选择单个学生或小组进行演奏示范，演奏示
范声音会通过教室音箱传递出来；
11、★支持一键录制所有学生弹奏内容。
录制结束后，系统自动收取所有学生的弹奏
内容。
教师可任选一学生的弹奏过程回放；
12、★支持学生通过点击自定义白琴键开始自主录制，录制完后可通过点击自定义白
琴键开始回放。
自主录制的内容会自动上传至教师端。
教师可任选一学生的弹奏过程
回放；。
基于单片机的电子琴设计
河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告基于单片机的电子琴设计姓名：学号：专业班级：指导老师：xxx所在学院：电气工程与自动化学院2012年12月1 日摘要本设计是基于单片机的电子琴设计，采用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个模拟电子琴发声控制系统。
此系统由AT89S52单片机、独立键盘、扬声器、数码显示器、LED指示灯、复位电路、晶振电路等部分组成。
系统结构：1、设有11个按键组成独立键盘来控制输入，其中7个按键控制7个音符，1个作为功能切换键使用，具有手动弹奏和自动播放音的功能,另外3个按键用来实现高、中、低音的音阶变换。
2、单片机各端口的分配功能：单片机的P2.0-P2.6为输入端口，用来控制7个音符的选择弹奏；P2.7为功能转换键，它能切换手动弹奏和自动播放乐曲的功能；P3.0-P3.2为单片机控制电子琴实现弹奏高、中、低的功能切换键；3、P0端口通过上拉电阻接到+5V上，然后接LED共阳极数码管，实现数据输出显示；4、P1.0为单片机的输出端口，它通过限流电阻R与扬声器相连，实现音频输出。
5、晶振电路和复位电路分别为系统提供工作频率和复位功能。
本设计是基于振动发声原理，不同音阶不同音符对应不同的频率，利用单片机的定时器来产生不同频率的脉冲，之后驱动蜂鸣器实现音符发声，而不同音符的频率可以在RAM中进行储存，在程序中建立散转表进行调用即可，而节拍的长短可以利用定时器延时来实现，这样在播放音乐时，可由程序查表得到定时常数和延时常数，分别用来控制定时器产生的脉冲频率和发出该音频脉冲的持续时间，这样就可以实现乐曲的演奏。
为了防止按键抖动造成系统误操作，本设计采用了利用延时来防抖的软件消抖处理程序。
本设计最终可以实现的功能有：手动弹奏同时进行数码显示和音频输出，按下功能切换按钮，数码管显示5S钟倒计时后，自动播放音乐，音乐播放完毕，数码管恢复初始状态，显示“8”，等待下次输入。
目录1 概述 (4)1.1课程设计的目的和意义 (4)1.2 设计任务和要求 (4)1.3 电子琴基本原理 (4)2 系统总体方案及硬件设计 (5)2.1 总体计……………………………………………………………………5.2.2硬件设计 (5)2.2.1 单片机选型 (5)2.2.2 时钟电路……………………………………………………………5.2.2.3 复位电路……………………………………………………………6.2.2.4 独立键盘电路 (7)2.2.5 数码显示电路………………………………………………………7.2.2.6 指示灯电路…………………………………………………………8.2.2.7 音频输出电路 (8)3 软件设计 (9)3.1系统总体工作流程图………………………………………………………9.3.2参数计算 (10)3.3程序设计 (10)4 Proteus软件仿真……………………………………………………………13.4.1 仿真原理图 (13)4.2 结果分析 (14)5课程设计体会 (15)参考文献 (16)附1：源程序代码 (17)附2：系统原理图 (29)1 概述1.1课程设计的目的和意义单片机（单片微型计算机）是大规模集成电路技术发展的产物，具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠等特点。
电子琴课程设计
. . . .河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告模拟电子琴发声控制系统姓名：周鹏邓旭学号：0 0专业班级：电信0803班指导老师：高如新珊所在学院：电气工程与自动化学院2011年11月26 日摘要本设计是基于AT89S52单片机的电子琴的电路设计方法而制作。
该方法利用单片机定时器来产生固定频率的方波信号以推动喇叭发出旋律。
并使用LED 显示器来显示音阶输入的相关消息，然后通过按下键盘组中的相对按键使喇叭发出相对音阶单音，并自动存储所输入的单音，之后再一起自动演奏出来，从而实现具有存储功能的电子琴系统。
本设计实现的功能是利用蜂鸣器作为发声部件，两个数码管作为显示部件，设置11个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音，并存储一首歌的内容，可以实现自动播放。
它具有7个音阶的键盘，分别为DO、RE、MI、FA、SO、LA、SI。
每个音阶都对应着不同的频率，这样，我们就可以利用不同的频率组合构成我们想要的音乐。
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T0来产生这样的方波频率信号，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。
用户可以根据乐谱在键盘上进行演奏，音乐发生器会根据用户的弹奏，通过扬声器将音乐播放出来。
介绍了一种基于AT89S52单片机的电子琴的电路设计方法。
该方法利用单片机定时器来产生固定频率的方波信号以推动喇叭发出旋律。
然后通过按下键盘组中的相对按键使喇叭发出相对音阶单音，并自动存储所输入的单音，之后再一起自动演奏出来，从而实现具有存储功能的电子琴系统。
关键词：单片机、电子琴、音阶、频率目录摘要 (2)1、概述 (4)1.1电子琴概述 (4)1.2电子琴系统原理 (4)1.3设计任务及要求 (4)2、系统总体方案及硬件设计 (5)2.1 系统硬件组成 (5)2.11 AT89S52简介 (5)2.12 音乐播放部分 (8)2.13电子琴弹奏部分 (8)2.2 具体发音原理 (8)2.3 各部分电路图 (10)2.31 晶振 (10)2.32 复位电路 (10)2.33 按键 (11)2.34 发音 (11)3、软件设计 (12)3.1流程图 (12)3.2 主程序代码 (13)4、Proteus软件仿真 (13)5、课程设计体会 (13)参考文献 (14)附录1 源程序代码 (15)附录2 仿真图 (23)1 概述1.1 电子琴概述电子琴又称作电子键盘，属于电子乐器(区别于电声乐器)，发音音量可以自由调节。
电子琴发声工作原理
电子琴发声工作原理电子琴是一种使用电子技术发声的乐器，它的发声工作原理是通过电子元件和电路实现的。
本文将详细介绍电子琴的发声原理及其相关技术。
一、概述电子琴使用数字信号来模拟乐器的声音，通过按键来控制电子元件的工作，实现音符的产生。
其工作原理主要包括声音合成、信号处理和放大三个部分。
二、声音合成声音合成是电子琴发声的核心环节，主要包括振荡器、音频滤波器、包络发生器等。
1. 振荡器振荡器是产生基频的核心元件。
电子琴中常用的振荡器包括RC振荡器和电容式振荡器。
振荡器通过调整电容或电感的数值来改变频率，进而产生不同音高的声音。
2. 音频滤波器音频滤波器用于改变声音的音色和谐波分布。
常见的音频滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
通过调整音频滤波器的参数，可以改变声音的明亮度、厚度和色彩。
3. 包络发生器包络发生器用于控制音符的起始、维持和停止，即音符的音量变化过程。
它由包络生成器和包络控制器两部分组成。
包络生成器产生包络曲线，包络控制器根据包络曲线调整声音的音量。
三、信号处理信号处理是电子琴发声的重要环节，主要包括采样、数模转换和音频编码等。
1. 采样采样是将模拟声音转换为数字信号的过程。
电子琴通过采样技术将乐器的声音实时转换为数字信号，使其能够被数字电路处理。
2. 数模转换数模转换是将数字信号转换为模拟声音的过程。
电子琴将采样得到的数字信号转换为模拟信号，并送入音频滤波器进行进一步处理。
3. 音频编码音频编码将模拟声音信号进行压缩或编码，以减小存储或传输所需的数据量。
常见的音频编码技术有PCM、ADPCM和MIDI等。
四、放大放大是将低电平音频信号放大为适合扬声器输出的电平的过程。
放大电路通常包括前级放大器、音量控制电路和功率放大器三部分。
前级放大器用于放大音频信号的幅度，音量控制电路用于调节音量大小，功率放大器将处理后的音频信号放大到足够驱动扬声器的电平。
总结：电子琴发声工作原理是通过振荡器产生基频，音频滤波器改变音色，包络发生器控制音量变化，通过采样、数模转换和音频编码等技术实现声音的处理，最后通过放大电路输出音频信号。
基于单片机的简易电子琴录放音系统
光电系《微机原理与接口技术》优生免考自主设计项目简介项目名称 基于单片机的简易电子琴录放音系统任课教师 王晓萍 齐杭丽 上课学期 2009-2010秋冬学期成员1姓名 李林涛 学号 3061101362Email zjullt@成员2姓名 陈明 学号 3061101339Email zjuchenming@项目简介：本课题设计的仿真电子琴录放音系统是对目前市面上已有的各种数码音乐类 产品功能的简易模仿，通过目前已有的实验条件实现电子琴、随身听以及录音机 的基本功能。
包括实时弹奏乐曲，实时弹奏乐曲并录音，播放已录制的乐曲。
硬件上采用光电系微机原理与接口技术实验室提供的 ZDGDTH-1 型 80C51/C8051/嵌入式(ARM9)/CPLD实验箱，51 单片机仿真器、蜂鸣器、HD7279芯 片、矩阵键盘、8位数码管、LED阵列等，通过自行设计的电路在实验箱上进行各 模块电路的连接，搭建实现本系统功能的硬件平台。
软件上，使用C51编程语言，编写三个功能函数，作为核心的 main()函数， 以及一系列的附属函数。
音乐编程的主要部件是定时器，我们使用单片机内容定 时器0和1。
定时器0用于产生某一频率的音符，定时器1用于记录音符的节拍。
弹奏音乐的主要部件是按键，我们用按键作为音符1~7琴键，同时需要“录音”、 、“乐曲选择”等功能键，这些按键采用系统提供的 16 个行列式按键， “播放”由7279芯片驱动和扫描。
仿真电子琴录放音系统实现了以下三个功能：1、模仿电子琴，实时弹奏乐曲；2、模仿随身听，播放已有乐曲；3、模仿录音机，录制实时弹奏的乐曲；此外，系统加入了人性化的人机操作界面，每步操作均运用数码管显示状态 信息，并运用双色LED阵列显示弹奏的音符及音域的高低。
电子行业电子琴系统子模块
电子行业电子琴系统子模块一、简介电子琴是一种电子乐器，广泛应用于音乐教育、娱乐和表演等领域。
在电子琴系统中，存在着多个子模块，它们分别负责不同的功能。
本文档将介绍电子琴系统的几个重要的子模块。
二、音源模块音源模块是电子琴系统的核心模块之一，它负责产生出各种音频信号。
音源模块通常由数字信号处理器（DSP）或模拟信号处理器（ASP）实现，它们能够模拟出多种乐器的声音效果。
音源模块可以根据用户的操作，产生不同的音符和音效。
1. 模拟声音生成模拟声音生成是音源模块的主要功能之一。
它通过模拟乐器发声原理和特性，产生逼真的乐器声音。
模拟声音生成可以通过各种通路算法和滤波器来实现，以模仿真实乐器的音色和谐波。
这样，电子琴演奏时就能够模拟出各种不同的乐器声音。
2. 数字声音生成数字声音生成是另一种常见的音源模块功能，它通过数字音频处理算法和采样技术来产生声音。
数字声音生成可以实现各种音效，如合成音、特殊音效等。
数字声音生成的好处在于可以通过编程方式进行控制，根据用户的需求创造出丰富多样的音效。
三、键盘模块键盘模块是电子琴系统的输入模块，负责接收用户的操作指令，并将其转换为音符信号输出。
键盘模块通常由一组电子开关组成，每一个开关对应一个音符。
当用户按下某个键时，对应的开关会关闭，从而触发音源模块产生相应的音符。
1. 动态触发动态触发是一种键盘模块的常见功能。
在电子琴系统中，通常会实现多种滚动速度的动态触发，使得演奏过程更加灵活和真实。
通过动态触发技术，用户可以根据自己的喜好和需要，调整键盘的灵敏度和触发效果。
2. 多音符支持键盘模块还需要支持多音符的输入和输出。
例如，当用户按下多个键时，键盘模块需要同时触发多个音符，并将它们发送给音源模块进行处理。
多音符支持可以让演奏者在演奏过程中创造出更丰富的音乐效果。
四、音效模块音效模块是电子琴系统的另一个重要模块，它负责添加各种音效效果和处理音频信号。
音效模块通常包含了多个音频处理算法，如混响、合唱、延迟等。
电子琴仿真
滨江学院学年论文题目AT89C52单片机的简易电子琴设计院系滨江学院专业电子信息工程学生姓名张盛杰学号 20092305017指导教师吴大中二Ｏ一二年十二月二十日目录1 引言 (3)2 设计分析 (3)2.1电子琴设计的意义 (3)2.2电子琴设计的目标 (4)2.2.1经济可行性 (4)2.2.2技术可行性 (4)3系统总体方案及硬件设计 (4)3.1采用单个逻辑器件组合 (4)3.2系统功能模块图 (6)3.1.2系统界面框图 (7)3.1.3功能描述 (7)3.2用VHDL语言编程实现 (8)4系统软件设计 (9)5用PROTEUS软件仿真 (15)6课程设计体会 (16)参考文献 (17)AT89C52单片机的简易电子琴设计张盛杰南京信息工程大学滨江学院09电子信息工程专业，南京 210044摘要：本设计主要研究基于AT89C52单片机的简易电子琴设计。
它是以单片机作为主控核心，设置键盘、蜂鸣器等外围器件；另外还用到一些简单器件如：两位数码管，和NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN 型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器进行播放“送别”。
关键词：AT89C52单片机；NPN型三极管；两位数码管Abstract: This design study based on AT89C52 simple flower design. It is based on the microcontroller as a master core set of peripheral devices such as keyboard, buzzer; also use some simple devices such as: two digital tube, and an NPN transistor and resistors, etc.. Keys to input notes and tones; button to display two digital tube operation; achieve low audio power amplifier with an NPN transistor 8550 play "Farewell"; final buzzer.Keywords: AT89C52 microcontroller; NPN transistor; Double Digit1.引言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。
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河南理工大学《单片机应用与仿真训练》设计报告模拟电子琴发声控制系统姓名：学号：专业班级：指导老师：所在学院：电气工程与自动化学院2012年6月27日摘要本设计是一个基于单片机的简易电子琴，它是以单片机作为主控核心，设置键盘、蜂鸣器等外围器件；另外还用到一些简单器件如： NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器进行播放“世上只有妈妈好”。
本设计硬件部分主要由最小系统，按键系统模块、数码管显示模块和蜂鸣器模块组成。
其软件部分主要有主程序模块、定时中断程序、定时计数程序、显示程序。
（1）最小系统：它是单片机应用系统的设计基础。
它包括单片机的选择、时钟系统设计、复位电路设计、简单的I/O口扩展、掉电保护等。
（2）按键系统模块：本设计采用10个按键，其中7个按键用来显示7个音调，其它3个按键可以进行高低中音的切换，并自动播放已存歌曲。
（3）蜂鸣器模块：此电子琴发音电路是通过三极管驱动蜂鸣器发音，经过上拉电阻提高驱动能力。
本次设计首先对单片机设计简易电子琴仔细分析，接着制作硬件电路和编写软件的程序，最后进行软硬件的调试运行。
并且从原理图，主要芯片，各模块的原理和各个模块的程序调试来阐述。
利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，实现高、中、低共21个音符的发音和显示和音乐播放时的控制显示，并且能自动播放程序中编排的音乐。
系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比高等，具有一定的使用和参考价值。
目录1.概述 (3)1.1设计背景 (3)1.2设计意义 (3)1.3设计任务 (3)2.系统总体方案及硬件设计 (4)2.1总体设计 (4)2.2单片机选型 (4)2.3原理框图 (5)2.4显示部分设计 (5)2.5按键部分设计 (5)2.6发音部分设计 (7)3.系统软件设计 (8)3.1系统分析 (8)3.2参数计算 (10)3.3程序设计 (12)4. PROTEUS软件仿真 (15)4.1硬件调试 (15)4.2软件调试 (15)4.3仿真结果 (15)4.4结果分析 (16)5. 课程设计体会 (17)参考文献 (18)附1 源程序代码 (19)附2 系统原理图 (24)1.概述1.1设计背景随着电子科学技术的飞速发展，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带来更多的生活乐趣。
基于当前市场上的玩具需求量增大，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来实现电子琴的功能，从而可以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“1”到“A”键演奏从低So到高DO 等11个音，从而也可以通过单片机实现对十个按键的扩展，实现七个音符键的高、中、低21个音调的显示播放和任意音乐的自动播放。
该设计将十个音键制作成独立键盘，其中七个为音符键，三个为控制键，并用数码管进行显示，使电子琴的功能更加完美。
不但可以实现对按键的显示，而且可以实现对音乐的自动存储和播放，使该设计功能更加完善。
1.2设计意义该设计具有以下优点：①可以方便得知播放的音符和音调；②比传统电子琴功能更完善；③制作简单，成本低；1.3 设计任务实现电子琴发声控制系统；要求电路实现如下功能：利用蜂鸣器作为发声部件，设置10个按键，实现高音、中音、低音的1、2、3、4、5、6、7的发音。
并在存储一首歌曲的内容，可以实现自动播放。
用PROTEUS实现的电子琴仿真设计说明：单片机的工作时钟频率为11.0592MHz。
2.系统总体方案及硬件设计2.1总体设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，设置键盘、蜂鸣器等外围器件，另外还用到一些简单器件如：NPN型三极管及电阻等。
利用按键实现音符和音调的输入；两位的数码管进行被操作的按键显示；用NPN型三极管8550实现低音频功率放大；最后用蜂鸣器发音。
2.2单片机选型硬件电路要以单片机作为主控芯片，实现按键输入音符和音调，两位数码管的显示以及低音频功率放大和蜂鸣器发音。
针对本设计的功能和用途，采用AT89S51单片机更好，实现功能完全，性价比较高，更适合本设计。
时钟电路单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。
通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，结构图2 中X1、C1、C2。
可以根据情况选择6MHz、12MHz或24MHz等频率的石英晶体，补偿电容通常选择30pF左右的瓷片电容。
图2-1、时钟电路复位电路单片机小系统常采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。
上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。
手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。
其结构如下图。
上电自动复位通过电容C3充电来实现。
手动按键复位是通过按键将电阻R1与VCC接通来实现。
图2-2、复位电路2.3 原理框图本系统有主控芯片89S52、发音单元、显示模块、按键模块组成。
图2-3、原理框图2.4 按键部分设计键盘设计键盘在单片机应用系统中是一个关键的部件，它能实现向计算机输入数据，传送命令等功能，是人工干预计算机的主要手段。
键盘可以分为2类：独立连接式键盘和矩阵式键盘。
独立连接式键盘89S52单片机 发音模块LED 显示模块按键控制模块独立式按键是直接用I/O口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根I/O口线，每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。
独立式按键电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O口线，然而，在按键较多时，I/O口线浪费较大，不宜采用。
独立式按键软件常采用查询式结构。
先逐位查询每根I/O口线的输入状态，如某一根I/O口线输入为低电平，则可确认该I/O口线所对应的按键已按下，然后，再转向该键的功能处理程序。
由于本程序较为简单，为了使用方便及节省资源，选择独立式键盘。
下图为独立式键盘电路图：图2-5、独立式键盘电路图去抖键盘编程中主要考虑去抖动的问题。
当测试表明有键被按下之后，紧接着就进行去抖动处理。
因为键是机械开关结构，由于机械触点的弹性及电压突跳等原因，在触点闭合或断开的瞬间会出现电压抖动。
为保证键识别的准确，在电压信号抖动的情况下不能进行行状态输入。
为此需进行去抖动处理。
去抖动有硬件和软件两种方法。
硬件方法就是加去抖动电路，从根本上避免抖动的产生。
软件消抖，在第一次检测到有键按下时，执行一段延时程序之后，再检测此按键，如果第二次检测结果仍为按下状态，CPU便确认此按键己按下，消除了抖动。
2.5发音部分设计如下图所示，发音电路是由蜂鸣器、三极管、上拉电阻构成。
由三极管来驱动扬声器发音的，同时加上拉电阻增强驱动电流，提高驱动能力。
图2-5、发音部分电路图3.系统软件设计3.1系统分析系统软件的组成（1）键盘扫描程序：检测是否有按键按下，有按键按下则记录按下键的键值，并跳转至功能转移程序；无按键按下，则返回键盘扫描程序继续检测。
（2）功能转移程序：对检测到的按键值进行判断，是琴键则跳转至琴键处理程序，是功能键则跳转至相应的功能程序，我们设计的功能程序有两种，即音色调节功能和自动播放乐曲的功能。
（3）琴键处理程序：根据检测到的按键值，查询音调表，给计时器赋值，使发出相应频率的声音。
（4）自动播放歌曲程序：检测到按键按下的是自动播放歌曲功能键后执行该程序，电子琴会自动播放事先已经存放的歌曲，歌曲播放完毕之后自动返回至键盘扫描程序，继续等待是否有按键按下。
系统总体功能流程图图3-1、系统总体功能流程图3.2 参数计算发音原理若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。
利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.0反相，然后重复计时再反相。
就可在P1.0引脚上得到此频率的脉冲。
利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶。
例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs＝956，每计数956次时将I/O反相，就可得到中音DO（523Hz）。
计数脉冲值与频率的关系式是：N＝fi÷2÷fr，式中，N是计数值；fi是机器频率（晶体振荡器为12MHz时，其频率为1MHz）；fr是想要产生的频率。
其计数初值T的求法如下：T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr例如：设K＝65536，fi＝1MHz，求中音DO（261Hz）。
T＝65536－N＝65536－fi÷2÷fr＝65536－1000000÷2÷fr＝65536－500000/fr，中音DO的T＝65536－500000/523＝64580。
计算结果（1）单片机12MHZ晶振，中音符与计数T0相关的计数值如表所示：采用查表程序进行查表时，可以为这个音符建立一个表格，有助于单片机通过查表的方式来获得相应的数据：低音0－19之间，中音在20－39之间，高音在40－59之间。
用单片机播放音乐，或者弹奏电子琴，实际上是按照特定的频率，输出一连串的方波。
为了输出合适的方波，首先应该知道音符与频率的关系。
（2）音调数据表上表中的频率数值，有些过多，去掉不常用的黑键频率，只是把白键对应的数据存放在单片机中，即可满足绝大部分的应用需求。
定义音调数据表的程序如下：DW 63628,63835,64021,64103,64260,64400,64524 64580,低音区:1 2 3 4 5 6 7 DW 64580,64671,64777,64820,64898,64968,65030 65058中音区:1 2 3 4 5 6 7DW 65058,65110,65157,65178,65217,65252,65283 65312高音区:1 2 3 4 5 6 7把这个数据表，放在程序中，需要播音的时候，就从表中取出一个数据送到定时器，当定时器溢出中断的时候，再对输出引脚取反，那么，在扬声器中，即可听到上表中频率的声音。
3.3程序设计(1) 判断音阶（高中低音）子程序在软件设计中采用yinjie代表音阶，如下图所示初始化状态为中音（yinjie=1），电路中设计高、低两个音阶键。
上电后，若无按键按下，则为中音模式。
若音阶键被按下，则如下流程图所示，初始化后进行按键扫描，在高音键按下，若初始yinjie不为2，则令yinjie=2,进入高音工作模式，若初始yinjie为2，则对yinjie进行初始化，即另yinjie=1,重新进入进入中音工作模式，这样即实现了高音键切换高、中音方式的转换。