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数电课程设计--简易电子琴

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数电课程设计--简易电子琴
目录
1 设计任务 (1)
1.1基本任务 (1)
1.2 扩展任务 (1)
2 设计方案原理 (1)
3 单元电路的设计 (2)
3.1 多谐振荡器 (2)
3.2 琴键开关 (3)
3.3 扩音器（喇叭） (4)
3.4 器件选择 (4)
4 电路图的绘制 (5)
5 电路的仿真及调试 (6)
6 体会 (6)
参考文献 (8)
1 设计任务
电子琴是一种很简单的电子产品，目前市场上所售的电子琴多为基于单片机所设计的。

本次课设要求利用数电知识，设计一个能奏出八个音阶的电子琴。

虽然没有基于单片机的电子琴那么多的功能，但是电子琴的基本功能是可以满足的。

本次设计的主要内容为：根据数电课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计一个简易电子琴，以加深对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力。

本次设计的任务为：
1.1基本任务
①具备8个按键，能够分别较准确地弹奏出1～•
1八个音符。

②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。

用
Proteus或MULTISIM软件完成仿真，并按规定格式写出课程设计
报告书。

1.2 扩展任务
①能够弹奏出至少21个音符（三个音阶）。

②能够较便捷地完成音阶的升降。

（按一个开关实现升8度，按另一个开
关实现降8度）
2 设计方案原理
本方案为利用555多谐振荡器能输出脉冲信号的特性，通过改变振荡器外
接电阻的阻值来改变振荡器输出脉冲的频率，驱动喇叭发出各种音阶。

电子琴所用琴键即为改变电阻阻值的开关，通过改变阻值使输出与琴键音阶相对应。

原理框图如下:
图1 原理框图
3 单元电路的设计
3.1 多谐振荡器
利用多谐振荡器产生周期脉冲电路图如下图所示
图2 多谐振荡器电路实现
图中引脚功能：
1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

2脚：TR低触发端。

3脚：OUT（或Vo）输出端。

4脚：Rd是直接清零端。

当R端接低电平，则时基电路不工作，
此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用
时应接高电平。

5脚：CO(或VC)为控制电压端。

若此端外接电压，则可改变内部
两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只10nF
电容接地，以防引入干扰。

6脚：TH高触发端。

7脚：D放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容
的放电。

8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是
4.5～16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3～18V。

其中C1为抗干扰电容，C2为充放电电容。

3.2 琴键开关
通过控制琴键开关来控制振荡器输出脉冲的频率，达到所需要的输出，其电路图如下
图3 琴键的设计电路
用上图中电路代替多谐振荡器中的R1，即为有琴键开关控制的多谢震荡器。

根据各音阶的频率，算出相应的电阻值，然后按图示排列，当按下相应的开关时，该条支路导通，振荡器即可输出相应音阶的频率。

3.3 扩音器（喇叭）
将多谐振荡器的输出接到一个扩音器上即可实现电子琴的音频输出，电路如下图
图4 喇叭的电路连接
喇叭的一端与一个电容串联接到多谐振荡器的输出端，另一端接地，串联电容的作用是补偿电路。

3.4 器件选择
1．集成555定时器，管脚图见下图
555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。

2．电容
电容C1为抗干扰电容取22nf，电容C2为充放电电容取10nf，电容C3为补偿电容取4.7uf。

3．电阻
（1）琴键电阻
低音R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 470k 430k 390k 360k 330k 300k 270k 240k
高音R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 110k 91k 82k 62k 51k 39k 24k 15k
中音R17 R18 R19 R20 R21 R22 R23 R24 330k 300k 270k 240k 220k 200k 175k 150k 表1 电阻选择大小
(2)保护电阻
R25=51k; R26=100k; R27=30k.
4 电路图的绘制
图5 总设计电路
上图为总体电路图，其中由拨码开关控制音调的升降，当拨通中间的开关时，控制最左边的一列开关可以实现中音的八个音；当拨通右边的开关时，通过控制中间的一列开关可以实现低音的八个音；当拨通左边的开关时，通过控制右边的一列开关可以实现高音的八个音。

5 电路的仿真及调试
由于仿真结果是声音信号，无法用书面表示，故用语言来描述仿真的过程与结果。

按总体电路图接好电路后，开启仿真开关，通过控制琴键开关，可以得到大致的八个音，改变音阶控制开关，也能实现音阶的升降。

但是会有干扰的杂音，尝试过改变元件的数值，还是无法避免杂音。

刚开始仿真时，得到的音调有一点点的走调，修改了部分电阻的阻值之后，这种情况有了很大的改善。

需要强调的是连接线路时必须要仔细，本人因为刚开始连线时连错了一根线，结果仿真耗费了很多时间才做出来。

总之只要弄懂
了电路的原理，并且仔细一点，仿真就会变的很简单。

6 体会
这次课设不但让我学习到了调试电子电路的方法，还提高了我的实际动手能力，而且让我了解到了由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。

本次课设着重于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实际问题的能力。

本次课设是为了让学生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，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

通过这次课设对学生进行了基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

最主要的是，这次课设培养了我们学生的独立创新能力，身为一名21世纪的大学生，这是我们最需要的。

通过这次数电实验，让我对所学的知识有了进一步的巩固和提高，这次课设还培养了我的耐心和毅力，让我学到了很多。

参考文献
1．陈永甫主编，《555集成电路应用800例》，电子工业出版社，1992年出版2．伍时和主编，《数字电子技术基础》，清华大学出版社，2009年出版
3．祁存容主编，《数字技术基础实验》（数字电子技术部分），武汉理工大学教材中心，2008年出版
4．康华光主编，《电子技术基础数字部分》，高等教育出版社，2006年出版5．王志功主编，《集成电路设计基础》，电子工业出版社，2004年出版
4。

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eda课程设计简易电子琴

eda课程设计简易电子琴

eda课程设计简易电子琴一、课程目标知识目标：1. 让学生了解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握简易电子琴的设计原理；2. 使学生掌握电子琴电路的组成、工作原理和编程方法；3. 帮助学生理解电子琴音调、音量调节的电路实现方式。

技能目标：1. 培养学生运用EDA工具进行电路设计和编程的能力；2. 提高学生动手实践、团队合作和问题解决的能力；3. 让学生学会使用电子琴演奏简单曲目，培养音乐素养。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电子设计的兴趣和热情，培养创新精神和实践能力；2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，养成良好的学习习惯；3. 引导学生关注科技发展，认识电子技术在生活中的应用，增强社会责任感。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的动手能力和创新能力。

学生特点：学生处于初中阶段，具有一定的物理、数学基础，对新鲜事物充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验。

教学要求：结合学生特点，采用任务驱动法，引导学生主动探究、实践，注重理论与实践相结合，提高学生的综合能力。

在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。

二、教学内容1. 理论知识：- 电子元件基本原理：电阻、电容、二极管、三极管等；- 电子琴工作原理：振荡器、分频器、放大器、键盘扫描电路等；- EDA软件使用：原理图绘制、PCB设计、仿真测试等。

2. 实践操作：- 简易电子琴电路搭建：指导学生动手搭建电子琴电路；- EDA软件操作：教授学生使用EDA软件进行原理图绘制和PCB设计；- 编程与调试：教授学生编程方法，对电子琴进行调试。

3. 教学大纲：- 第一周：电子元件基本原理学习；- 第二周：电子琴工作原理学习；- 第三周：EDA软件使用教学；- 第四周：简易电子琴电路搭建与调试；- 第五周：总结与展示，学生进行作品展示，分享心得。

4. 教材章节：- 《电子技术基础》中关于电子元件、电路原理的相关章节；- 《电子设计自动化》中关于EDA软件使用的相关章节；- 《电子琴设计与制作》中关于电子琴工作原理和制作过程的相关章节。

简易电子琴课程设计

简易电子琴课程设计

简易电子琴电路的设计与制作一?实验目的1、将课程的理论知识转换为技能。

2、掌握简易电子琴的组成原理及设计方法。

3、掌握集成555定时器应用电路的设计、制作与调试方法。

4、掌握制作电子电路的技能。

5、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则，掌握电子仪器的正确使用6、学会电子电路的安装与调试技能。

7、学会撰写课程设计总结报告。

8、通过课程设计的综合训练，为以后毕业设计打下一定的基础二?实验设备NE555两个、琴键开关8个(小体积)、按键开关1个、扬声器1个(5V蜂鸣器)、电容0.1μF1个、电容0.01μF1个电容4.7μF1个,、22μF1个、系列电阻:148kΩ、121kΩ、95kΩ、86kΩ、66kΩ、48kΩ、32kΩ、25kΩ、10 kΩ、1 kΩ、5 kΩ、2 kΩ、4.7kΩ若干。

三极管9013、9012、9014各两个。

φ3红色发光管8个。

可调电阻(电位器)60~100 kΩ8个(参考型号104、105、103、504、503)，面包板用独股线导线若干。

大面包板1块，三联焊接板1块，焊锡、焊油若干。

万用表一块、镊子一把、斜嘴一把。

三?课程设计任务及要求1、用555定时器和电子元件设计一个简易电子琴，实现C调八个音1阶1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。

2、设计电路，按照音阶频率要求选择器件参数，各音阶对应的频率为:1(264Hz)、2(297Hz)、3(330Hz)、4(352Hz)、5(396Hz)、6(440Hz)、7(495Hz)、 i(528Hz)。

3、用琴键控制音阶，用指示灯显示发出音阶，按下琴键相应指示灯亮，发出准确的音阶音。

4、仿真验证设计电路，接通仿真电路琴键开关可以听到扬声器发出的准确音阶。

5、在面包板上搭接电路，调整电路参数，达到仿真音阶，做到用人耳识别，音色不失真。

6、设计电路板，组装、焊接、调试达到设计的仿真实验效果，使设计尽量成品化。

数字电子技术综合实验报告——简易电子琴

数字电子技术综合实验报告——简易电子琴

数字电子技术综合实验报告——简易电子琴(总42页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--数字电子技术综合实验报告2012--2013学年第二学期姓名：学号:班级:实验时间:实验指导老师:目录一、设计任务 (2)二、设计方案 (2)三、系统框图 (3)四、方案实现 (3)1.乐曲演奏的原理 (3)2.总体方案 (4)五、实验结果 (6)六、方案优化 (7)七、心得体会 (7)附录 (7)1.VHDL源程序 (7)2.各层次原理图 (35)3.编译报告 (40)题目: 简易电子琴设计摘要电子琴的设计大规模可编程逻辑器件（FPGA）作为系统的核心控制部分通过软件的设计编写然后进行软硬件的调试运行最终达到设计电路的乐器演奏、选歌及显示功能。

设计中采用计数原理控制演奏器发声，对音乐发生所必须确定的音符和节拍分别用程序语言实现。

可以用它来弹奏和播放乐曲。

特点是设计思路简单、清晰。

关键字：电子琴 CPLD一、设计任务1.基本要求(1)具有一般弹奏功能；(2)自动播放功能；(3)数码显示音符功能。

2．发挥部分(1)能通过选择键在多首歌曲中选择播放；(2)输出增加功率放大电路，增加歌曲容量；(3)增加音效或节拍可调；(4)无线弹奏。

二、设计方案采用大规模可编程逻辑器件（FPGA），利用quartusII，通过verilog代码实现简易电子琴演奏电路。

三、系统框图四、方案实现1.乐曲演奏的原理：乐曲演奏的原理：组成乐曲的每个音符的频率值(音调)以及持续时间（音长）是乐曲能持续演奏所需的两个基本数据，因此只要控制输出到扬声器的激励信号的频率的高低和持续的时间，就可以使扬声器发出持续的乐曲声。

音调的控制频率的高低决定了音调的高低。

音乐的十二平均率规定：每两个八度音（如简谱中的中音1与高音1）之间的频率相差一倍。

在两个八度音之间，又可分为十二个半音，每半个音的频率比为。

电子电路CAD课程设计简易电子琴

电子电路CAD课程设计简易电子琴

此电路的主要功能是把琴键输出的电流信号通过多谐振荡器转换成方波信号。电路图如下：
（3）由LM386组成的功放电路
功放电路由LM386集成功率放大器、C2和C3组成，IN为信号输入，OUT为信号输出。C3为增益电容，接在1脚和8脚之间，实现电压增益功能。
功放电路的主要功能是放大由振荡器输出的信号，再输出到扬声器发出一定频率的声音。原理图如下：
关键字：电子琴、NE555、LM386、音调、音符
一、
1
利用NE555和LM386设计一个简易电子琴，电子琴键分别发出1、2、3、4、5、6、7七个不同的频率音符。并通过改变两组开关的通断可以发出不同的音符和音调，分别按下音符按键能发出7个不同频率的音符，通过通断两个音调开关实现音调的升调调节。
2
（1）开关K1~K7，做琴键按键开关。
一、琴键部分：由按键开关和可调电阻组成。
二、振荡器部分：由NE555定时器为核心组成。
三、功放部分：由LM386小功率集成功放为核心组成。
2
（1）总体原理图
（2）由NE555定时器为核心组成的振荡器
多谐振荡器由NE555、C1和R9构成，R10、R11和S1、S2用于改变振荡器输出信号的频率。高电平触发6脚，低电平触发2脚，7脚输入，3脚输出。
摘要：简易电子琴电路是以NE555芯片为核心组成的多谐振荡器，由振荡器电路产生频率信号，再通过由LM386小功率集成功放为核心组成的功放电路，最后由扬声器输出信号，发出1、2、3、4、5、6、7七个不同的频率音符。
通过改变两组开关的通断可以发出不同的音符和音调，分别按下音符按键能发出7个不同频率的音符，通过通断两个音调开关实现音调的升调调节。
三、
1.
（1）新建一个PCBproject。FilesPCBproject命令，保存在指定的文件夹中，右击PCBproject1 Add new to project建立PCB设计文档，进入PCB设计界面。