【课程设计】卡林巴电子琴 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 【课程设计】卡林巴电子琴

简介:卡林巴电子琴,使用51单片机、行程开关、蜂鸣器完成设计,硬件超简单。

开源协议: MIT

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2021-05-15 19:08:07
更新时间: 2022-11-03 15:19:34
描述
## 创意来源 视频网站上经常能看到下图所示的乐器,这种乐器叫做卡林巴琴,靠金属弹片的震动发出声音。本项目将指导大家如何设计一款卡林巴电子琴。 ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/6eDIPzFIj1hIFf5HmoPB92cLuZDVOM133AQyQVMS.png) ## 项目方案 一个电子乐器的核心有两大块,按键系统和声音系统。按键系统决定了演奏时的手感,声音系统决定了乐器的表现力。为了模拟金属琴键的手感,我们使用了上图所示的这种行程开关来做琴键。这种行程开关上面也有一个金属弹片,在手感上与真实的卡林巴琴非常一致。声音系统采用PWM驱动蜂鸣器来产生不同频率的声音。 ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/vWxkDMceDhv0uYRIY5MXNYdCjLHdBaOFyP1sc6bH.png) ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/NlLdEDXTHDA3B7gPgfoznm4QFulo7auG6Sp69b34.png) ## 项目软硬件设计 整个项目的系统结构图如下图所示: ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/SSN2HrCUFK8WUXTesPyDAKJsTsL9LSFDaEgiMkmp.png) 主控芯片采用STC15W204,SOP16封装,14个GPIO中一路用作PWM驱动蜂鸣器,另外13个GPIO连接13个琴键,可做成一个13音的卡林巴琴。3D渲染图如下图所示: ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/aPaxUetl7hDsKO9GvDlMPKt7QBmDqXSasLjsOy43.png) 软件也比较简单,核心思想是,当有按键俺按下时,就控制PWM输出对应频率的方波来驱动蜂鸣器发出声音。程序框图如下图所示 ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/WmYtenJVWDyvy0cfgFmQ50nzsOUfrRFDKmTrOaN3.png) 一般的蜂鸣器都有一个响应频率范围,我尝试了几款市面上常见的蜂鸣器,发现在500Hz - 1300Hz的范围内,声音比较清澈。频率低于500Hz就会出现沙哑的声音,频率高于1300,声音强度就会降低。而且蜂鸣器的音色比较单一,只能发出弟嘀嘀的声音,所以这个版本的电子琴表现效果一般般,好在制作过程还算简单,有兴趣的读者可以自己尝试制作一个。 ## 项目设计知识点 1\. 原理图及PCB设计 2.焊接技能训练 3.51单片机最小系统 4.PWM的应用 5.按键输入的应用 ## 预期课堂效果 该项目的主要目的是激发学生们学习的兴趣,提升学生参与课堂的积极性。 通过制作一个真实有趣的作品,让学生在这个过程中学到应学的知识,并且让学生意识到自己所学知识的应用价值。 ## 制作及演示视频 ![image.png](//image.lceda.cn/pullimage/XRWAROCFzKcfqZVv9Bem18CCpGl2ajNK139tRHw2.png) [自制卡林巴电子琴,可通过蓝牙连接手机库乐队 MIDI Boy【理科生的第一件乐器】_哔哩哔哩 \(゜-゜\)つロ 干杯~-bilibili](https://www.bilibili.com/video/BV135411w73B/) \
设计图
原理图
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PCB
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