北邮模电综合实验简易电子琴的设计与实现
北邮,单片机,实验报告,电子琴
北邮,单片机,实验报告,电子琴北邮单片机实验报告简易电子琴2014年小学期单片机设计实验报告题目：基于单片机的电子音乐发生器班级：班内序号：实验组号：学生姓名：指导教师：基于单片机的电子音乐发生器实验摘要此次本组制作的基于PIC单片机的电子音乐发生器是具有LCD显示屏提示的音乐简单演奏、播放、存储等功能的演示作品，拥有以下4种功能：1．按键演奏：即“电子琴”功能，可以用键盘上的“1”到“A”键演奏从低音sol到高音do等11个音；2．点歌功能：即按动“B”“C”键分别演奏两首乐曲（可以表现准确的音高和音长）。
3.存储音乐功能：即按右下角“F存储”键，然后按键演奏并存储，随后按“E”键结束,之后按“D键”就可以播放存储的乐曲了；4.液晶显示功能：即在开始时显示“hello!”,在点播时分别显示“song b”、“song c”，在存储时显示“saving”。
电子音乐发生器采用以Microchip公司的PIC16F877芯片为核心的简单控制系统，外部电路连接有喇叭、键盘、LCD液晶显示屏以及其他必要系统调节元件。
软件设计中涉及PORTB\PORTC\PORTD\PORTE用作普通数字I/O脚功能。
本实验用单片机PORTB\D接收来自键盘输入的指令信息，由此确定LCD液晶屏幕显示以及喇叭播放内容，再通过PORTC\D\E输出声音或字幕信息。
关键字单片机——microcontroller芯片——CMOS chip音乐发生器——music generator 分频——fractional frequency 一、实验论证与比较本设计的核心器件是单片机芯片和音频功放芯片。
单片机采用以Microchip公司的PIC16F87X系列中的PIC16F877芯片为核心构建简单控制系统，它完全可以满足本设计功能的需要。
此音乐发生器设计利用单片机的输入输出功能，当按下播放功能键时，单片机的输出功能使外部电路连接的喇叭和LCD液晶显示屏同时播放声音及显示文字，从而实现各种复杂音乐播放器的功能。
电路综合实验实验报告 基于Amage16 电子琴 北邮
2013-2014学年小学期电路综合实验实验报告基于单片机ATmega16电子琴的设计与实现姓名：班级：学号：班内序号：同组：EMAIL ：组号：北京邮电大学时间：2013年09月12日目录1.实验概要1.1摘要1.2关键词1.3实验目的2.前期基础实验3.原理图和流程图.及效果图4.程序分析5.调试排错过程6.心得体会7.小组分工8.参考文献1 实验概要1.1 摘要本实验是基于单片机A Tmega16制作的建议电子琴。
通过键盘的控制可以播放预置歌曲以及自行弹奏音符这两个主要功能以及变速，录放音，变调等其他的次要功能，通过数码管和二极管的发光来显示音调和当前模式。
1.2 关键词avr单片机电子琴弹奏存储播放1.3 实验目的(1)对单片机有初步的了解，了解ATmega16单片机的各个端口管脚以及其逻辑功能。
(2)熟悉A VR studio，GCC等软件的编译环境，进行软件仿真。
(3)了解各个模块的作用以及用法，如4*4键盘，喇叭等。
(4)通过对于上述的了解，设计出简易电子琴并实现若干功能。
2 前期基础实验代码：#include<avr/io.h>int main(void){char temp;unsigned int i,j;DDRD = 0xff;PORTD = 0b11100110;while(1){temp = PORTD;PORTD = PORTD << 1;if(temp & 0b10000000)PORTD |= 0b00000001;for(i=0;i<500;i++)for(j=0;j<1000;j++);}}#include<avr/io.h>#include<avr/interrupt.h>char shuma[10]={~0b10111011,~0b10100000,~0b01101011,~0b11101010,~0b11110000,~0b11011010,~0b11011011,~0b10101000,~0b11111011,~0b11111010,};volatile unsigned int cnt=0,i=0,j=0,m=0,p=0;int main(void){DDRD = 0xff;DDRB = 0xff;MCUCR = 0;MCUCR |=(1<<ISC10) | (1<<ISC00)| (1<<ISC01);GICR |= (1<<INT0) | (1<<INT1);sei();TCNT0 = 5;TCCR0 |=(1<<CS01);while(1);}SIGNAL(SIG_INTERRUPT0){i=0;j=0;m=0;p=0;TIMSK |= (1<<TOIE0);}SIGNAL(SIG_INTERRUPT1){TIMSK &= ~(1<<TOIE0);PORTD = 0b10000000;PORTB = shuma[i];for(int n=0;n<500;n++);PORTD = 0b01000000;PORTB = shuma[j];for(int n=0;n<500;n++);PORTD = 0b00100000;PORTB = shuma[m]&(~(1<<2));for(int n=0;n<500;n++);PORTD = 0b00010000;PORTB = shuma[p];for(int n=0;n<500;n++);}SIGNAL(SIG_OVERFLOW0){TCNT0 = 5;cnt++;if(cnt>60){cnt=0;PORTD = 0b10000000;PORTB = shuma[i];for(int n=0;n<500;n++);PORTD = 0b01000000;PORTB = shuma[j];for(int n=0;n<500;n++);PORTD = 0b00100000;PORTB = shuma[m]&(~(1<<2));for(int n=0;n<500;n++);PORTD = 0b00010000;PORTB = shuma[p];for(int n=0;n<500;n++);i++;if(i==10){i=0;j++;}if(j==10){j=0;m++;}if(m==10){m=0;p++;}if(p==6)p=0;}}3 原理图及实物图4 程序分析#include<avr/io.h>#include<avr/interrupt.h>#include<avr/iom16.h>unsigned char anjian = 0;//获取按键的int speed=20;//控制播放速度unsigned int music_L[7]={262,294,330,349,392,440,494};//存放低八度音阶频率unsigned int music_C[7]={524,588,660,698,784,880,988};//存放正常C大调音阶频率unsigned int music_H[7]={1047,1175,1319,1397,1568,1760,1976};//存放高八度音阶频率unsigned int music[7]={524,588,660,698,784,880,988};//存放正常C大调音阶频率并且在变调时将其他调的频率写入该数组unsigned int musicmem[100]={}; //储存弹奏的音乐频率unsigned int tune[100]={}; //储存弹奏的音乐的某个音符音长int flag=0; //音长char display[11]={0,0b00000110, //数码管显示10b01011011, //数码管显示20b01001111, //数码管显示30b01100110, //数码管显示40b01101101, //数码管显示50b01111101, //数码管显示60b00000111, //数码管显示70b01111111, //数码管显示80b01101111, //数码管显示90b00111111, //数码管显示0};//控制8段数码管显示void init()//初始化{DDRD |=0x30;//发声DDRA = 0xf0;//按键DDRB = 0xff;//8段数码管DDRC = 0xff;//8段数码管speed = 20;//播放速度}void delay(int ms)//延迟函数单位为毫秒，用于在按键按下后提供延迟响应滤除误按的影响。
北邮大三数电实验电子琴
数字电路与逻辑设计实验报告实验名称: 基于VHDL的电子琴演奏器实现学院: 信息与通信工程学院班级：姓名：学号：任课老师：日期：2012年11月目录一．任务要求 (2)1、基本要求 (2)2、提高要求 (2)二、原理概述 (2)三、系统设计 (3)1、基础功能 (3)2、拓展功能1——自动播放 (6)3、拓展功能2——储存音符并可自动播放所存字符 (8)4、全部功能实现 (8)四、波形仿真及波形分析 (11)五、源程序 (15)1、FENPINXISHU (15)2、FENPIN (16)3、BEEP (16)4、OUTPUT (17)5、YINFUFENPIN (21)6、JISHU (21)7、JIANPU (22)8、MIAOFENPIN (24)9、JILU (25)10、SHUJUXUANZEQI (26)11、TP (27)六、功能说明 (30)七、元器件清单及资源利用情况 (30)八、故障及问题分析 (31)九、总结和结论 (31)一．任务要求设计制作一个简易电子琴演奏器。
1、基本要求(1) 用8×8点阵显示“1 2 3 4 5 6 7”七个音符构成的电子琴键盘。
其中点阵的第一列用一个LED点亮表示音符“1”，第二列用二个LED点亮表示音符“2”，依此类推，如下图所示。
1 2 3 4 5 6 7图1 点阵显示的电子琴键盘(2) 用BTN1～BTN7七个按键模拟电子琴手动演奏时的“1 2 3 4 5 6 7”七个音符。
当某个按键按下时，数码管显示相应的音符，点阵上与之对应的音符显示列全灭，同时蜂鸣器演奏相应的声音；当按键弹开时数码管显示的音符灭掉，点阵显示恢复，蜂鸣器停止声音的输出。
下图所示为按下BTN3按键时点阵的显示情况。
1 2 3 4 5 6 7图2 按键按下后的点阵显示a、由拨码开关切换选择高、中、低音，并用数码管进行相应的显示。
b、通过按键BTN0进行复位，控制点阵显示图1的初始状态。
简易电子琴电路的设计仿真及实现
. -目录一．模电课设概述11.1 设计背景11.2 设计目的及意义1二．Proteus软件简介2三．简易电子琴基本原理33.1 音乐产生原理33.2 设计原理33.3 方案设计8四.Proteus原理图绘制124.1选取元件124.2放置元件及排版134.3模拟及仿真14五.Proteus电路仿真16六仿真结果分析206.1 频率及放大倍数测量206.2 理论比较206.3 误差分析21七心得体会21八. 参考文献22九.元器件清单23十.本科生课程设计成绩评定表26一．模电课设概述1.1 设计背景电子琴是一种键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。
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。
1.2 设计目的及意义(1)培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
(2)锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。
(3)通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规X(4)巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。
(6)为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。
二．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。
北邮简易电子琴制作
简易电子琴的制作学院：信息与通信工程班级：16班学号：2012210453姓名：魏嘉毅一、摘要及关键词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，然后通过555的特点计算不同频率按键所对应的不同阻值，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，最后测量各个参数并记录。
关键词：电子琴振荡电路放大器二、设计任务及要求设计任务：1.学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。
2.了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。
设计要求：设计一个简易电子琴，按下不同琴键时改变 RC值，能八个不同基本音调，用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出；选择方案，完成对确定方案电路的设计，并按照方案画出总体电路原理图，计算出元件参数，仿真实现后选购元件，并完成电子琴的制作。
三、设计思路555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积小，使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
由555定时器电路组成的多谐振荡器，它的振荡频率可以通过改变振荡电路中的RC原件的数值进行改变。
根据这一原理，通过设定一些不同的RC数值并通过控制电路，按照一定的速度依次将不同的RC组件接入振荡电路，就可以使振荡电路按照设定的要求，有节奏的发射已设定的音频信号与音乐。
四、总体结构框图五、分块电路及总体电路的设计分块电路：开关输入端：555电路：386电路：总体电路：六、所实现功能的说明可以演奏低中高三个音阶的八个音. 当按下按键开关后，能够按照实验者的设计发出“哆”, “来”, “咪”, “发”,“嗦”,“啦”, “西”, 7个音调。
并且，可以演奏一首乐曲，可以有三个八度的音域。
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。
院校资料-北邮数字逻辑课程设计_简易电子琴
北邮数字逻辑课程设计_简易电子琴简易电子琴实验报告综合设计：程序编写：实验报告撰写：北京邮电大学计算机学院某人一．实验目的1.掌握较复杂逻辑的设计和调试。
2.掌握用VHDL语言设计数字逻辑电路。
3.掌握ispLEVER软件的使用方法。
4.掌握ISP器件的使用。
5.用途: 有电子琴的基本功能，可弹奏出简单的乐曲。
二．实验器材1.在系统可编程逻辑器件1032E2.示波器3.逻辑测试笔4.TEC-5实验系统三．实验容设计一个简易电子琴，有两种模式，既可以音阶弹奏，也可以自动播放乐曲。
要求音阶弹奏的时候，可以弹奏高音低音一共14个不同音符，自动播放乐曲的时候，要求可以按一定节奏自动播放一首预存在系统中的乐曲。
四．实验设计原理从试验系统外部接入一个时钟信号，对时钟信号进行分频，可以得到不同分频的脉冲信号。
当这个分频值设定为一定的数值时，就可以使试验系统的喇叭发出不同的音符，从而完成音阶演奏。
自动演奏时，除了对外部时钟进行分频得到不同的音符外，还需要通过时钟信号对节拍进行控制，设置该音乐最短的音符为基本单位，一步一步往后执行，根据某个音符的节拍数来确定执行时间，从而可以按照节奏将一段音乐自动演奏出来。
五．设计方案1.一共有14个琴键，表示中音的1-7到低音的1-7，按照电子琴的排列布局来安排琴键位置。
2．根据不同音符的频率，用多模计数器对时钟信号进行分频，得到特定的脉冲信号，为了使信号稳定，需要对其进行翻转得到2分频信号再输出。
3.综合原理图4.外部输入50kHz的时钟信号，根据下表用多模计数器对时钟信号进行分频，得到分频系数。
六．程序实现*********************************实体部分************************************* library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Orgen isport(moderm:in std_logic;--模式选择，0为音阶自演奏模式，1为自动播放模式clk:in std_logic;--时钟信号Index:in std_logic_vector(13 downto 0);--琴键选择信号，1表示选择摸个琴键，共有14个琴键，可以选择14个音，分别是低音1-7和中音1-7 Code:out std_logic_vector(6 downto 0);--七段发光二极管编码，用于显示弹奏的音符high:out std_logic;--如果是中音，小灯亮，反之不亮tone0:inout integer range 0 to 2047;--分频系数result:inout std_logic--输出音频信号);end Orgen;*******************************结构体部分************************************architecture Orgen_Player of Orgen is--程序使用的是50kHz的时钟信号beginSearch:process(Index,clk,moderm)--Search进程，根据琴键选择信号得到不同的分variable step:integer range 0 to 2000;variable count2:integer range 0 to 2000;begin***************************音阶演奏模式部分********************************** if Moderm='0' then--手动音阶演奏模式case Index iswhen "00000000000001"=> tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0 tone0键信号，分配了不同的分频系数，为不同音名的发光二极管编码，同时调整高低音显示信号end case;end if;******************************自动演奏部分************************************ if (moderm='1') and (clk'event and clk='1') then--自动演奏模式--tone0防止影响if count2count2:=count2+1;--1秒输出1拍elsecount2:=0;case step iswhen 0=>tone0step:=step+1;when 1=>tone0step:=step+1;when 2=>tone0step:=step+1;when 3=>tone0step:=step+1;tone0step:=step+1;when 5=>tone0step:=step+1;when 6=>tone0step:=step+1;when 7=>tone0step:=step+1;when 8=>tone0step:=step+1;when 9=>tone0step:=step+1;when 10=>tone0step:=step+1;when 11=>tone0step:=step+1;when 12=>tone0step:=step+1;when 13=>tone0step:=step+1;when 14=>tone0step:=step+1;when 15=>tone0step:=step+1;--step不同，表示乐曲演奏到不同的位置，赋予不同的分频系数，然后step+1end case;end if;end if;end process;**************************发生进程，控制喇叭发声****************************** Made_Code:process(clk)--发声进程，发出不同的音频variable count1:integer range 0 to 2000;beginif clk'event and clk='1' thenif count1count1:=count1+1;--事先查好每个音名的频率，根据音频系数进行分频，得到是正确频率两倍的音elsecount1:=0;result音频信号end if;end if;end process;end Orgen_Player;七．基于QuartusII9.0的仿真实现1.仿真电路图2.仿真波形图八．基于TEC-5试验系统的实现效果1.音阶模式下，可以根据琴键的输入演奏低音1-7和中音1-7一共14个音符。
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。
电子琴设计制作完整实验报告
简易电子琴的设计和制作实验报告撰写人：______学号：指导老师:张君毅院系:信息与通信工程学院目录一、设计任务与要求1.1 设计任务与要求1.2 选题目的与意义二、设计和电路2.1 设计思路2.2?总体结构框图2.3?分块电路和总体电路的设计三、实现功能3.1?已完成的功能3.2?主要的测试数据必要的测试方法3.3?必要的测试方法四、故障及问题分析五、总结和结论单位名称：北京邮电大学六、器件清单撰写时间：二零一七年三月二十七日七、仿真原理图及波形图八、参考文献九、附件9.1 《模拟综合实验过程考核统计表》9.2 《实验频率及功率记录表》摘要本实验以设计并制作出简易电子琴为目的，通过对电子琴信号的产生和功率放大方面的研究和实践，可对实际电子琴的音色、音质方面的改进起到一定的探索和促进作用。
在这个实验中，我们需要建立系统的概念，培养综合应用电子电路及知识的能力，学习小型电子系统的设计、安装和调试方法。
最终需要培养我们的工程实践技能和排除故障的能力。
我通过该试验完成了简易电子琴的设计与制作，达到了实验要求的频率和功率，并想法设法改良了音色，最终的实验效果不错。
关键词：简易电子琴、运算放大电路、多谐振荡器、频率一、设计任务与要求1.1?设计任务与要求了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。
设计并利用NE555集成运算电路以及外加电阻，电容在第一级产生不同频率的音乐，再利用LM386功率放大电路对音乐信号进行放大，最后通过扬声器产生21个音符。
基本要求：能演奏两个八度音阶。
提高要求：将音阶扩大到再降八度，进一步提高输出功率到0.5w。
1.2 选题的目的与意义（1）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程问题的能力。
（2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟，数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力。
?（3）学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。
简易电子琴电路的设计仿真与实现课程设计(可编辑)
简易电子琴电路的设计仿真与实现课程设计课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位: 信息工程学院题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现初始条件: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,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:(1)设计任务根据要求,完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试,鼓励自制稳压电源。
(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 0 /H Z 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。
③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排:1、前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。
2、后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。
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.模电课设概述..............................................................................1)1.1设计背景..............................................................................1)1.2设计目的及意义.....................................................................11.3开发环境proteus简介 (1)2.电路原理....................................................................................32.1 RC桥式振荡电路及频率选择......................................................32.2振荡条件 (4)3.总体方案设计……………………………………………………………………53.1实验电路设计思路…………………………………………………………53.2设计电路图...........................................................................63.3实验参数选择 (6)4.仿真曲线及结果分析.....................................................................74.1仿真操作过程及曲线...............................................................74.2仿真结果分析 (14)5.实物制作及仿真、实物的差异......................................................155.1实物制作过程和调试过程......................................................155.2 仿真、实物的差异 (16)6.心得体会………………………………………………………………………(17)7.元件清单………………………………………………………………………(18)8.参考文献………………………………………………………………………(19)1模电课设概述1.1 设计背景电子琴是一种键盘乐器,采用半导体集成电路,对乐音信号进行放大,通过扬声器产生音响。
北邮数电综合实验-简易钢琴游戏实验报告
北京邮电大学数电综合实验报告实验名称：简易钢琴游戏学院：信息与通信工程姓名：班级：学号：班内序号：目录:一：设计课题的任务要求 (1)二：系统设计 (2)2.1 设计思路 (2)2.2 总体框图 (3)2.3 分块设计 (3)三：仿真波形及波形分析 (4)3.1 分频模块仿真 (4)3.2 点阵仿真 (5)3.3 数码管仿真 (7)3.4 总体仿真及分析 (8)四：源程序（略） (9)五：功能说明及资源利用情况 (9)5.1 时钟功能 (9)5.2 点阵及LED指示灯 (9)5.3 数码管 (9)5.4 总体功能及资源利用情况 (9)六：故障及问题分析 (10)七：总结和结论 (10)一：设计课题的任务要求任务：设计制作一个简易钢琴游戏机1、用8×8 点阵进行游戏显示2、BTN1～BTN7 七个按键模拟钢琴演奏时的“1 2 3 4 5 6 7”七个音符。
点阵的第一列对应音符“1”，第二列对应音符“2”，依此类推，低中高音自定。
3、光点在点阵第一行随机出现，逐点下落，下落速度为0.2 秒/行，如图1 所示。
图1 光点下落示意图4、在光点下落到点阵最后一行之前的过程中，如果按下与该列点阵相应的音符键，该光点消失，蜂鸣器演奏相应的音符声音，计分器加1。
如果在光点下落到最后一行依然没有进行相应的按键操作，该光点消失，计分器不加分。
计分器由数码管显示。
5、每隔1 秒在点阵的不同列的第一行出现一个光点，如图2 所示。
图2 点阵随机光点示意图6、游戏时间为30 秒，数码管倒计时显示。
提高要求：1、光点在点阵某行随机出现，然后逐点下落。
2、下落速度随机变化。
3、光点按照存储的乐曲顺序和速度的出现。
4、自拟其它功能。
提示：根据声乐知识，产生音乐的两个因素是音乐频率的持续时间，音乐的十二平均率规定，每两个八音度之间的频率相差一倍，在两个八音度之间，又可分为12个半音。
每两个半音的频率比为4。
另外，音名A（乐谱中的低音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。
简易电子琴电路的设计仿真与实现word精品
目录一.模电课设概述 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目的及意义 (1)二.Proteus软件简介 (2)三.简易电子琴基本原理 (3)3.1音乐产生原理 (3)3.2设计原理 (3)3.3方案设计 (8)四.Proteus 原理图绘制 (12)4.1选取元件 (12)4.2放置元件及排版 (13)4.3模拟及仿真 (14)五.Proteus 电路仿真 (15)六仿真结果分析 (19)6.1频率及放大倍数测量 (19)6.2理论比较 (19)6.3误差分析 (19)七心得体会 (20)八.参考文献 (21)九.元器件清单 (22)十.本科生课程设计成绩评定表 (24)，•模电课设概述1.1设计背景电子琴是一种键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。
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。
1.2设计目的及意义(1)培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
⑵锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。
(3) 通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范(4) 巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。
(6)为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。
简易电子琴电路的设计仿真与实现1
课程设计任务书1学生姓名：专业班级：电信班指导教师：黄晓放工作单位：信息工程学院题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现初始条件：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:（1）设计任务根据已知条件，完成对简易电子琴电路的仿真设计、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 0 /H Z264 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。
计算电路元件参数与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。
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、2011 年1月3日至2011年1月7日，完成仿真设计、制作与调试；撰写课程设计报告。
2、2011 年1月8日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。
参考文献：1)吴友宇主编，《模拟电子技术基础》（第1版），清华大学出版社，20092)康华光主编，《模拟电子技术基础》（第5版），高等教育出版社，20053)陈大钦主编，《电子技术基础实验－电子电路实验、设计、仿真》，高等教育出版社，2002 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. 模电课设概述 (3)1.1 设计背景1.2 设计目的及意义2. Proteus软件简介 (4)3. 电子琴基本原理与方案设计 (5)3.1 音乐产生原理3.2 设计原理3.2.1振荡电路原理3.2.2音频集成功率放大器原理3.3 方案设计3.3.1 振荡电路3.3.2 集成功放电路3.3.3 整体电路图4. Proteus原理图绘制 (12)4.1选取元件4.2放置元件及排版4.3模拟及仿真5. Proteus电路仿真 (14)6. 仿真结果分析 (17)6.1 频率及放大倍数测量6.2 理论比较6.3 误差分析7. 设计总结 (18)8. 心得体会 (19)9. 参考文献 (20)10.元器件清单 (21)11.自问自答 (22)12.成绩评定表 (23)1. 模电课设概述1.1设计背景电子琴是一种键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。
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电子测量与电子电路实验课程设计题目: 简易电子琴的设计和制作姓名孙尚威学院电子工程学院专业电子信息科学与技术班级2013211202学号2013210849班内序号04指导教师陈凌霄2015年4 月目录一、设计任务与要求 (3)1.1 设计任务与要求 (3)1.2 选题目的与意义 (3)二、系统设计分析 (3)2.1系统总体设计 (3)2.2 系统单元电路设计 (4)2.2.1 音频信号产生模块 (4)2.2.2 功率放大电路 (7)2.2.3 开关键入端（琴键） (8)三、理论值计算 (9)3.1 音阶频率对应表 (9)3.2 键入电路电阻计算 (9)四、电路设计与仿真 (10)4.1 电路设计 (10)4.2 Multisim仿真 (11)五、实际电路焊接 (11)六、系统调试 (12)6.1 系统测试方案 (12)6.2 运行结果分析 (13)七、设计体会与实验总结 (14)一、设计任务与要求1.1 设计任务与要求了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。
设计并利用NE555集成运算电路以及外加电阻，电容在第一级产生不同频率的音乐，再利用LM386功率放大电路对音乐信号进行放大，最后通过扬声器产生21个音符。
1.2 选题目的与意义（1）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程问题的能力。
（2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟，数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力。
（3）学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。
了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。
二、系统设计分析2.1系统总体设计由555电路组成的多谐振荡器，它的振荡频率可以通过改变振荡电路中的RC元件的数值进行改变。
根据这一原理，通过设定一些不同的RC数值并通过控制电路，按照一定的规律依次将不同值的RC组件接入振荡电路，就可以使振荡电路按照设定的需求，有节奏的发出已设定的音频信号，再利用LM386功率放大电路对音乐信号进行放大，最后通过扬声器产生音符。
图1：系统组成框图2.2 系统单元电路设计2.2.1 音频信号产生模块利用NE555集成运算电路以及外加电阻，电容在第一级产生不同频率的音乐。
555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
多谐振荡器的工作原理：多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。
由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。
由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压Uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出Uo为高电平，放电管VT截止。
这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压Uc按指数规律上升，当Uc上升到（2/3）Vcc时，输出Uo为低电平，放电管VT导通，把Uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。
充电时间常数T充=（R1＋R2）C。
由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，Uc下降，当Uc下降到（1/3）Vcc时，输出Uo。
为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，电路又翻转到第一暂稳态。
不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。
电路一旦起振后，Uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc之间变化。
图2：NE555管脚图图3：多谐振荡波形图电阻R1、R2和电容C1构成定时电路。
定时电容C1上的电压UC 作为高触发端TH（6脚）和低触发端TL（2脚）的外触发电压。
放电端D（7脚）接在R1 和R2之间。
电压控制端K（5脚）不外接控制电压而接入高频干扰旁路电容C2（0.01uF）。
直接复位端R（4脚）接高电平，使NE555处于非复位状态。
多谐振荡器的放电时间常数分别为t PH≈0.693×（R1+R2）×C1t PL≈0.693×R2×C1振荡周期T和振荡频率f分别为T=t PH+t PL≈0.693×（R1+2R2）×C1f=1/T≈1/[0.693×（R1+2R2）×C1]2.2.2 功率放大电路集成功放大电路可以有多种选择，如三极管放大、差分放大、运放等等，考虑到本次是对音频放大，故选择的是通用型音频功率放大器LM386是美国国家半导体公司生产的音频功率放大器，主要应用于低电压消费类产品。
为使外围元件最少，电压增益内置为20。
但在1脚和8脚之间增加一只外接电阻和电容，便可将电压增益调为任意值，直至200。
输入端以地位参考，同时输出端被自动偏置到电源电压的一半，在6V电源电压下，它的静态功耗仅为24mW,使得LM386特别适用于电池供电的场合。
特性(Features):*静态功耗低，约为4mA,可用于电池供电。
*工作电压范围宽，4-12V or5-18V。
*外围元件少。
*电压增益可调，20-200。
*低失真度。
采用LM386运放，价格低廉。
LM386一般采用6-9V电源，最大输出功率为1W，因该器件散热条件不够理想，一般输出功率为0.5W 以下，一般为0.3W。
由LM386内部结构知，电路的电压放大倍数可由内部1.35k电阻及引脚1、8间的外围元件确定。
当引脚1、8间不接任何元件时，其电压放大倍数为20倍，当引脚1、8之间外接电容10uF 电容是，其电压放大倍数为200。
此时，内部的1.35k电阻倍交流短路，其电压放大倍数表示式为:V A=2R2/R1=30k/150。
引脚5与地之间外接0.047uF电容和10欧电阻为补偿电路，可提高电路的稳定性，防止电路高频自激。
当LM386处于高电压放大倍数时，电源的影响将会增大，为此在引脚7与地之间外接10uF的滤波电容。
图4：LM386放大电路，放大增益=2002.2.3 开关键入端（琴键）21个开关与经计算出来的固定电阻串联后再互相并联，通过按下开关（琴键）将不同电阻接入多谐振荡电路，使555震荡器产生不同频率的音频信号。
图5：开关电路三、理论值计算3.1 音阶频率对应表表1：音阶频率对应表3.2 键入电路电阻计算频率——电阻对应公式：f=1/T≈1/[0.693×（R1+2R2）×C1]根据公式以及实际电路分析，配合已有电阻的串并联计算得出音阶频率对应的电阻值和电容值。
C1=0.22uF R2=2.7kΩ表2：键入电路电阻四、电路设计与仿真4.1 电路设计利用多谐振荡器电路作为音频信号发生电路，后级接LM386放大信号。
原理电路图如下图，当依次按下按键时控制不同阻值电阻接入电路，以NE555为核心组成的多谐振荡电路，由不同的充电电阻选择不同的频率以此来控制分别发出21个不同音频信号，最后通过功放把21个音阶依次输出。
图6：电路设计图4.2 Multisim仿真在焊接实际电路之前利用Multisim仿真软件对电路进行仿真，通过虚拟示波器观测方波脉冲的波形和频率。
仿真结果如下图。
图7：仿真波形图五、实际电路焊接将电路分成两部分进行搭接，前半部分将按键开关和定值电阻按电路图焊接在万用板上。
后半部分将多谐振荡电路、功率放大电路和喇叭插接在面包板上，以方便调试。
图8：实际搭接电路（1）图9：实际搭接电路（2）六、系统调试6.1 系统测试方案通过实际电路的输出端将音频信号输入到示波器，利用数字示波器观测震荡波形和振荡频率。
记录实际电路下的音频信号频率，将R1置换为电位器，在调试过程中调节电位器和定值电阻R2使得测量值更加接近理论计算值。
图10：示波器显示波形6.2 运行结果分析表3：实测值与理论值对比误差分析：实测频率的误差主要来源于接入电阻的阻值以及焊接点的电阻值。
在高音频率上的设计时，由于不同音阶频率对应的R1之间相差1kΩ左右，实验提供电阻有限并且阻值有一定误差，所以实测频率与理论频率有一定误差。
为了避免定值电阻带来的误差，在调试电路时选择利用电位器调节接入阻值来得到准确的实测频率。
再通过定值电阻的串并联减小误差。
七、设计体会与实验总结通过两周的紧张地电路设计和调试，按照规定要求完成了简易电子琴的设计与制作，此次的课程设中计，我不仅巩固了以前学习过的知识，还增长了一些书本以外的知识，比如如何在万用板上焊接电阻电容，如何能焊接的光滑，美观，布线能够清爽一目了然，这些光看书本是永远也学不到的。
最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛，也明白课程设计的意义所在，它教会我如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的分析能力、动手能力及处理问题的能力。
在整个设计到电路板的制作、电路的焊接以及调试过程中，不断修正自己的思路，虽然电子琴原理简单但是在焊接上有一定困难，如何布局合理、整体美观成为音阶准确外最主要的任务要求。
当然，我从实训中也发现了自身的许多缺点及不足，比如做事不仔细，动手能力欠缺。
在第一次焊接时候我因为粗心把21个接入电阻连接成了串联形式，导致系统的整体性错误，不得不减掉所有焊点重新开始。
在课程设计的整个过程中，培养了我们的耐心和毅力，一个小小的错误就会导致结果的不正确，而对错误的检查要求我要有足够的耐心，由于这个课程设计也使我积累了一些经验，相信这些经验在我以后的学习工作中会有很大的作用。