cCAD课程设计简易电子琴设计及制作实验报告

目录

摘要 (3)

前言 (3)

1.课程设计的要求 (4)

2.电路的分析 (4)

3.电路的绘制 (6)

4.pcb图绘制 (6)

5.热转印制版法 (7)

5.电路焊接与调试 (8)

7.总结 (8)

附录 (9)

参考文献 (9)

CAD课程设计简易电子琴设计及制作实验报告

摘要

本次设计在以STC89C52单片机为核心的系统板上利用C语言设计简易电子琴。该电子琴能定时给电器供电或断电，最大定时时间可以长达六十分钟且可以再一分钟到六十分钟之间任意调节时间长短，操作使用方便。采用STC89C52单片机控制，5位共阳数码管显示时间，蜂鸣器提示，继电器作电器电源输出控制。该定时器可预置定时时间，可通过矩阵键盘上的四个按键来选定定时器预定时间和开始和暂停，然后结合继电器对电器进行供电和断电；利用单片机内部的定时器T0,成功实现了计时器的计时功能；本电子定时器会在定时时间到达零时通过蜂鸣器进行报警，以此提醒用户电器即将断电，方便用户对电器进行其它的操作。

本实验过程包括：

①前期设计：

1、原理图的绘制、PCB图的设计与排版

2、编写程序并下载程序至单片机

②实验制作：

1、电路板焊接

③后期实验工作

1、实验调试

2、实验报告与总结

前言

我们生活在一个电子产品层出不穷的时代，作为通信专业的一名学生，了解基本的电子产品的工作原理及基本结构是十分必要的，这对于我们以后了解比较复杂的电子产品有非常重要的作用。现在电子仪器发展迅速，而且功能越来越齐全化，体积微型化，仪器智能化；电压，电流要求越来越简单，功耗越来越低。

单片机有这体积小，功耗低（STC89C51功耗在100MW左右），功能强，性能价格比高，易于推广应用等显著特点，所以在现代社会中已经占统治地位。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的综合，甚至比人类的数量更多。而本次课程设计简易电子琴制作，主要的芯片就是单片机。通过此次课程设计让我们对单片机有了有一个更深刻的了解。

在此实验设计中，通过自己动手制作，我们可以学到很多东西。能够真正的做到理论与实践相结合，为我们培养自己的动手能力提供一个宝贵的机会。

1、课程设计的要求

课程设计内容：简易电子琴设计，

课程设计目的：

1．由设计要求选择合适元器件设计并绘制简单或复杂的电路图；

2．熟练掌握绘制元器件的元件符号库、封装库；

3．熟练掌握PCB设计时的走线、布局技巧；

4．熟练掌握使用热转印方式制作印制电路板的具体步骤与相关事项；

或类似溶液腐蚀电路板的技巧与注意事项；

5．熟练掌握使用FeCl

3

6．熟练掌握使用高速电钻对印制电路板打孔的方法与技巧；

7．熟练掌握元器件的焊接技巧；

8．熟练掌握使用酒精松香溶液保护电路板防止氧化的方法；

2、电路分析

一、具体原理图：如下图（1）

由简易电子琴的电路原理图可

知，该电子琴电路的具体组成是：

1．4X4的16个按键矩阵，并

且每个键对应一个音。

2．用STC89C51将键盘连接设

计成为电子琴。（89c51见右图）

二、基本原理：

一定频率产生声音，频率高低决定音调。利用单片机输出脉冲信号经放大后送给喇叭，便可发出声音。利用单片机的定时器，让定时器中断一次就对改变喇叭的状态一次，即形成矩形方波，这也是数字电路产生声音的方法。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，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，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，只要把一首歌曲的音阶对应频率关系弄正确即可。

三、对应元器件及其封装

STC89C51 DIP40 C6 104 (自己绘制)

LM386 DIP8 Y1 11 (自己绘制)

S1-S16 KG3 C1 10UF (自己绘制)

J1 SIP8 C5 10UF (自己绘制)

LS1 SIP2 C7 10UF (自己绘制)

JP2 SIP2 R1 1206 (贴片)

C2 30uf(自己绘制) R2 1206 (贴片)

C3 30uf(自己绘制) R3 1206 (贴片)

C4 30uf(自己绘制) R4 1206 (贴片)

C6 104 (自己绘制)

图1

3、电路图绘制

1、打开绘图软件protel 99根据给出的电路原理图创建一个项目，穿件原理图文件，

绘出原理图。

2、设置图纸规格，设置原理图编辑参数。

3、加载元件库，放置元器件，原理图的编辑与调整。

4、绘制好电路图后，要检查每个元器件的封装是否合理。

5、对原理图使用“电气规则检查”，如果有错误就改掉错误，没有错误，就可以进

行下一步工作了。

6、原理图的输出。

Title

Num ber Rev ision

Size B Date:18-Dec-2011Sheet of

File:

F:\学习用的\protel zuo ye\MyDesign.ddb Drawn By :

12345678J1

CON8

S16SW-PB

S15SW-PB

S7SW-PB

S11SW-PB

S8SW-PB

S14SW-PB

S1SW-PB

S2SW-PB

S13SW-PB

S6SW-PB

S4SW-PB

S3SW-PB

S5SW-PB

S12SW-PB

S10SW-PB

S9SW-PB

C1

10u f

R410k

R247k

R110k

C7

47u f

C5

10u F

C4CAP

C6

CAP 1

2345678

LM358LM386

R310k

VCC

C3

30p f 30p f

C2

Y112MHz

P 10

1

P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178RST

9

P 30(R X D )

10

P 31(T X D )11P 32(I N T T 0)

12P 33(I N T T 1)13P 34(14P 35(15P 36(W R )16P 37(R D )17X2

18

X1

19

GND

20

P 2021P 2122P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728EA

31

P 2223P 0732P 0633P 0534P 0435P 0336P 0237P 0138P 00

39

VCC

40

P S E N

29A L E 30IC1

AT89C51 4

12LS1

HEADER 2

RR1

RR2RR3RR4CR1CR2CR3CR4CR1CR2CR3CR4RR1RR2RR3RR4

GND

GND

VCC

12JP2

HEADER 2

VCC

GND

CR4CR3CR2CR1RR1RR2RR3RR4

图2

4、PCB 绘制

1、承接上面电路图绘制的最后一步，在原理图中直接用“更新pcb ”命令。

2、加载pcb 库文件，并在“转入注释网络表”对话框中检查原理图的封装有没有错误，确保封装没有错，并在原理图连线正确的前提下，一般检查是不会报错的，当对话框没有报错的时候就可以，再选择“执行”命令。

3、根据电路原理图对PCB 版进行排版。

4、对照电子琴需要的元器件看PCB 中的封装是否符合要求，如不符合要求的就在封装库中找到相应的封装编辑改变直至符合要求。（设置每个元器件的焊盘x 为2.5mm ，y 为2.0mm ，这样是为了确保在打孔的时候不会将焊盘打坏，且有利于焊接。）

5、连线（设置线宽不小于0.8mm ）

6、敷铜

7、pcb 图基本上就绘制完成了。