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简单电子琴设计 开题报告

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毕业设计(论文)开题报告

题目：简单电子琴设计

系 别 电子信息系

专 业 通信工程

班 级 B100308

2013年12月15日h

h 1.研究目的与研究意义

随着电子技术的发展，电子技术与音乐的结合不断加深。由此而产生的电子琴在这种形势下，因其体积小，易于携带，经济适用，是一般家庭都能承受得了的经济投入。而且电子琴键盘操作直观易于掌握。这样对初学者，尤其对识谱的人来说是很容易弹奏的，一首简单的曲子灵感好的人甚至不用很多的练习和教师的指导就能很快的弹奏出来。这样就强烈地激发了学习者的学习兴趣，迅速地提高了电子琴的普及率。

目前市面上存在的电子琴大多是用单个的逻辑器件组合实现。这样虽然比较直观，逻辑器件分工鲜明，思路也比较清晰，一目了然，但是由于元器件种类、个数繁多，而过于复杂的硬件电路也容易引起系统的精度不高、体积过大等不利因素。例如八个不同的音符是由八个不同的频率来控制发出的，设计可用不同的分频器来对信号进行不同程度的分频实现。

电子琴的结构较为复杂，音源是由晶体管产生的电振动，并通过音色回路而产生各种音色；同时由周期波数调制产生颤音效果，由振幅调制产生各种乐器的音效。电子琴的外形很像普通键盘乐器，只是某些种类多一排脚踏键盘，而且手触键盘也往往分为两层。键盘式电子琴声音丰富、优美，有变音装置，能发出多种不同的音色，可以作为独特的乐器进行演奏，还能代替传统的风琴、钢琴供音乐课教学。

采用VHDL语言编程来实现电子琴的各项功能。只是把整个系统分为乐曲自动演奏模块（AUTO）、音调发生模块（TONE）和数控分频模块（FENPIN）三部分，而不牵涉到具体的硬件电路。用VHDL语言设计的基本原理图如图1.1所示：

图1.1 电子琴VHDL设计结构原理图

乐曲自动演奏模块的作用是产生8位发生控制输入信号。当进行自动演奏时，由存储在此模块的8位二进制数作为发声控制输入，从而自动演奏乐曲。

音调发生模块的作用是产生音阶的分频预置值。当8位发声控制输入信号中的某h

h 一位为高电平时，则对应某一音阶的数值将输出，该数值即为该音阶的分频预置值，分频预置值控制数控分频模块进行分频，由此得到每个音阶对应的频率。 h

h 数控分频模块是对时基脉冲进行分频，得到与0、1、2、3、4、5、6、7八个音符相对应的频率。

由于设计分模块组成，每个单独的模块都是一个完整的源程序，分别实现不同性质的功能，但是每个模块又是紧密关联的，前一个模块的输出很可能是后一模块的输入。如AUTO模块的音符信号输出就是TONE模块的音符信号输入。VHDL语言它不仅具有良好的电路行为描述和系统描述的能力而且通俗易懂。

2.国内外研究情况

电子琴在中国的推广始于20世纪八十年代，至今在音色、音质、演奏的便利性等方面都达到了相当成熟的地步，而且随着集成电路技术的发展，其升级换代可以在保持原有结构不变的情况下，通过简单的芯片更换实现。但是，电子琴也有明显的不足之处：与非电子乐器，如钢琴、管弦乐器等的协奏问题，限制了电子琴在重要音乐场所的使用，这极大的影响了电子琴的应用和推广。协调电子琴与非电子乐器的协奏，是当前音乐界人士和电子琴开发商的当务之急。

3.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施

（1)、设计一个简单的八音符电子琴，可通过按键输入来控制音响。

（2）、演奏时可以通过转换按钮来选择是手动演奏（键盘输入），还是自动演奏已存入的乐曲。

（3）、能够自动演奏已存入的多首乐曲，且每首乐曲可重复循环演奏。

控制输入模块

（手动输入符号功能）

顶层模块

（调用功能）

乐曲存储及自动播放模块

乐曲1模块

乐曲2模块

乐曲3模块 h

h 其中，输入控制模块主要是为用户设计的，起到一个输入控制的作用。通过该模块以通过按键输入音符或乐曲。乐曲存储及循环播放模块主要是储存事先编写好的乐谱，并通过循环播放部分产生不同的频率驱动扬声器输出。顶层模块主要实现调用功能，通过调用输入控制模块和乐曲存储及循环播放模块选择手动播放，或者自动播放曲目1，曲目2，或曲目3.三大模块相互联系实现电子琴基本功能和发挥功能。

4.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作：

重点及难点：设计自动演奏模块和音调发生器模块框图，实现波形仿真。

前期已开展工作：查阅资料，设计整体框架和思路。

5.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）

1-2周 下达任务书，查阅资料

3-4周 初步提出设计方案，完成开题报告

5-10周 设计与实施方案，完成中期报告

11-15周 撰写毕业论文，答辩

6.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）

指导教师： 年 月 日

7.所在系审查意见：

系主管领导： 年 月 日 h

h 参考文献

[1] 康华光.电子技术基础(第四版)[M].北京:高等教育出版社,1998.23-45.

[2] 王振红.VHDL数字电路设计与应用实践教程[M].机械工业出版社,2006.34-67.

[3] 西·VHDL与复杂数字系统设计·[M]西安:西安电子科技大学出版社,2003.12-45.

[4] 侯伯亨,顾新·VHDL硬件描述语言与数字逻辑电路设计·[M]西安:西安电子科技大学出

版社,2004.45-89.

[5] 谭会生,瞿隧春·EDA技术综合应用实例与分析[M]西安:西安电子科技大学出版

社,2004.67-101.

[6] 王道宪·CPLD/FPGA可编程逻辑器件应用与开发[M]北京:国防工业出版社,2005.36-87.

[7] 曾繁态等.EDA工程概论[M].北京:清华大学出版社,2003.6.45-98.

[8] 曹建国,王威,王丹·一种基于VHDL的电子密码锁的设计与实现[J]沈阳大学学报.2006

沈阳.18(6):2-4.

[9] 黄仁欣.EDA技术实用教程[M].北京:清华大学出版社,2006.24-87.

[10] 张庆双.实用电子电路200例[M].北京:机械工业出版社,2005.26-65.

[11] 江国强.EDA技术与应用(第三版)[M].北京:电子工业出版社,2004.48-62.

[12] 邹彦,庄严等.EDA技术与数字系统设计[M].北京:电子工业出版社,2008.43-60.

[13] 华中科技大学电子技术课程组编.康华光主编.电子技术基础[M].第五版.北京:高等教育

出版社,2006.45-50.

[14] Huang Jiwu.The Features of Microcontroller AT89C52 and Technique of Port

Connection

With I2C SeriesBus[J].WUHAN UNIVERSITY JOURNAL OF NATURAL SCIENCES.

2000,(4):461-463.

[15] Polosky MA,Carcia EJ,Allen JJ.Surface micromachinedcounter2meshing gears

Discrimination devices.SAND29820256C.1998.103-123.

[16] S.H.Kim,W.H.Tranter,and S.F.Midkiff.“Middleware for a distributed

reconfigurable

simulator,”Simulation Symposium,Annual,vol.0,p.0253,2002.485-490.

[17] S.Lee,K.Fleming,J.Park,K.Ha,A.Caulfield,S.Swanson, Arvind, and

J.Kim.“Bluessd:

An open platform for cross-layer experiments for nand flash-based ssds”[J].The h

h 5th h

h Workshop on Architectural Research Prototyping,ser.WARP,2010.230-340.

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声光电子琴-开题报告

声光电子琴-开题报告

毕业设计

开题报告

专 业： 应用电子

姓 名：

学 号： 2009080321

课题名称： 基于51单片的声光电子琴设计

指导教师： 徐向军

论文起止日期： 2011.12.20-2011.1.5

一、 引言

单片机因其体积小，功能强，价格低廉而得到广泛应用，同时随着我国经济的飞速发展，单片机在越来越多的领域得到了广泛的应用，现在国内的单片机多用于电话，玩具和LCD等产品，预计在未来，利用单片机发明的产品会越来越多，作为一名应用电子的应届毕业生来说，理解和掌握单片机的工作原理和使用技巧是必备的技能，基于这种考虑，我这次毕业设计的题目为声光电子琴。

钢琴，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，有的人们不能负担起钢琴的高额价钱，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，电子琴的发明让人们找到了能与钢琴媲美的声音。怎样让我们的电子琴随身携带呢？这就要求人们不断设计出新型电子琴。

我所设计的该产品时根据自身的兴趣和爱好所设计的，通过对传统电子琴的认识和了解，知道了传统的电子琴是利用单片机的汇编也语言的编程来实现的，而且功能单一，只能弹奏而不能随意的播放音乐，我所设计的产品是基于对89c51单片机的深入理解对传统电子琴的小小的改革和创新，并且以简单的C语言程序替代了复杂的汇编语言程序，声和光是新电子琴的主题，我相信在声光电子琴的不断革新达到人们所需娱乐设备的标准的时候，声光电子琴会被投入到批量生产之中。

二、 项目概述

此设计是在LED小灯上显示灯光的变换，扬声器播放弹奏的曲子。电路包括：键盘、单片机及LED显示电路，声音电路。

各部分说明：

（1） 键盘用于弹奏音乐，八个按键8种音符。

简易电子琴设计报告(实物)

简易电子琴设计报告(实物)

简易电子琴设计

姓 名

学 号

院、系、部

班 级

完成时间

※※※※※※※※※

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※※

※※

※※※※※※※※※ 2013级

模拟电子技术课程设计

摘 要

本课题的目的就是熟悉555定时器的内部结构和功能、多级三极管组成放大电路，合理使用和搭配其他电子元件，能够完成本课题所需设计的电路的设计，并设定各元件的参数使其实现三键的简易电子琴的功能。熟练掌握了多级放大电路的原理及应用。

电子琴以电位器调整输入信号从而引起单稳态触发器产生方波，再经过两级放大电路放大信号传送给喇叭，驱动喇叭发声，经过电位器的调解输入信号产生变化，从而发出不同频率的声音，达到设计要求。

关键词：555定时器 整流器 稳压器

目 录

第1章 设计目地 ..................................................................... 1

第2章 设计主体 ..................................................................... 1

第3章 硬件电路设计

3.1 整体框图 .................................................................... 1

3.2 555定时器构成的单稳态触发器 ................................................ 1

3.3 电位器电阻的确定 ............................................................ 3

3.4 两级三极管构成的多级放大电路 .......................................... 4

555简易电子琴设计报告

555简易电子琴设计报告

— 1 — 555简易电子琴设计报告

一、功能描述 利用555定时器设计简易电子琴，这种由555定时器做出来的趣味铅笔电子琴，趣味电子琴，只要用铅笔在碳轨迹上移动，就可以实现简单的音符弹奏，同时还有体积小，用料省特点。

二、工作原理 简易电子琴电路由于接通电源瞬间，电容C1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对电容C1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，其维持第一暂稳态时间的长短与电容的充电时间有关 。

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。只要用铅笔在碳轨迹（在一张白纸上用2B铅笔画上较粗的色带形成轨迹）上移动，在轨迹上划线即可得到不同频率声音信号经过扬声器实— 2 — 现简单音符的演奏。

三、总结 通过对简易电子琴的设计，我认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。在此次的课程设中计，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，比如说通过至此实验我初步了解了555这款芯片和他所构成的基时电路，以及如何在万用板上排布元器件，及焊接的方法，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，它教会我们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，还增强了我们的团结互助精神。在整个设计到元器件排布、电路的焊接以及调试过程中，我用心做好每一步，虽然总做的电子琴原理简单焊接不是很困难，但是每一份付出背后的成功都是值得开心的。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。

基于单片机的电子琴机器音乐播放器的设计--开题报告

基于单片机的电子琴机器音乐播放器的设计--开题报告

本科毕业设计(论文)开题报告

一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）

本次设计的主要内容是设计一种多功能电子琴，是集电子琴和音乐播放器于一体的新型电子琴。它是以AT89S52 单片机为核心，并辅有一些外围器件，采用汇编语言编写程序，实现多功能音乐播放，歌曲自动循环播放和使用琴键自编曲目功能。此外，彩灯显示歌曲节奏，按键跳转到喜爱曲目，液晶显示当前播英文曲目。

目前流行的MP3,MP4播放器的音质相当好。但略感遗憾的是除了选择歌曲和显示歌名外，绝大部分播放器没有诸如随意弹奏乐曲、乐曲节奏跳动显示等功能。正是基于音乐播放器的多功能出发，提出这种电子琴和音乐播放器的设计方案。

之所以以单片机电子琴和音乐播放器为选题，目的在于从日常生活能接触到的细微处着手，通过理论与实践的结合，更明确自己的所学所用，也在实践中发现理论的不足，对目前日益广泛应用的单片机有了更加理性化和感性化的认识，使理论和实践相得益彰。

单片机技术发展非常快，所以目前的产品都致力于在功能全面、技术先进、操作简便、安全可靠、价格合理等方面进行仔细研究，精心设计；及时掌握最新的单片机技术，在条件允许的情况下，尽可能地利用最新的单片机技术来研制其应用系统，再利用单片机体积小、价格低、功能强等特点，以保证所设计的产品在未来的一段时间内仍具生命力。单片机电子琴只和音乐播放器是单片机应用的一个点，由点及面，希望可以更好的了解和应用单片机技术。

通过单片机电子琴和音乐播放器这个选题，更深层次的了解了单片机技术，以前只是有理论，实践的机会不是很多，在作单片机电子琴这个选题的过程中，更加熟练的掌握了一些单片机芯片的应用，也解决了很多以前理论和实践脱节的问题，可谓对单片机的认识有了一个小的飞跃。

二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述）

单片机出现的历史并不长，但发展十分迅猛，在集成度、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位向更高水平发展。目前单片机已用于工业控制、机电一体化设备、仪器仪表、信号处理、现代兵器、交通能源、商用设备、医疗设备及家用电器等各个领域，随着单片机性能的不断提高，它的应用将会更加广泛。