可編程電子音樂自動演奏電路設(shè)計

本文格式為Word版，下載可任意編輯——可編程電子音樂自動演奏電路設(shè)計第1章技術(shù)指標(biāo)

1.1系統(tǒng)功能要求

可編程電子音樂演奏電路可以通過開關(guān)選擇預(yù)先設(shè)定好的音樂曲目，曲目選定后則自動演奏所選曲目。

1.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求

可編程電子音樂自動演奏電路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要求如圖1-1所示。圖中K1用于選擇預(yù)先設(shè)置在電路中的樂曲，選中某一樂曲后對應(yīng)的發(fā)光二極管亮，音樂演奏電路反復(fù)自動演奏所選的樂曲，經(jīng)功率放大后由喇叭播出，直至選中下一首為止。

1.3基本指標(biāo)1.3.1樂曲要求(a)樂曲數(shù)目3首。

(b)每首樂曲長度20s~30s。

(c)所選擇的樂曲應(yīng)在4個8度內(nèi)，以第6個8度作為最高的8度。(d)樂曲演奏速度為100拍/min~120拍/min..

1.3.2演奏要求第1頁

(a)用1個自復(fù)鍵K1選擇所需的曲目，用3個LED表示選中對應(yīng)曲目，當(dāng)3個LED都不亮?xí)r，表示沒有選中，電路沒有樂曲輸出。(b)一旦選中某一首樂曲，電路將自動循環(huán)放送所選的樂曲。

1.3.3電氣指標(biāo)

(a)音頻功放輸入為方波。(b)音階頻率誤差E≤5生。

(c)負(fù)載（喇叭）阻抗為8Ω，功率為1/8W。(d)輸出音量可調(diào)。

1.4設(shè)計條件

1.4.1電源電壓為5V。

1.4.2電路設(shè)計，不允許采用試湊法，必需采用系統(tǒng)設(shè)計方法畫出ASM圖，并根據(jù)ASM圖設(shè)計控制電路。1.4.3可供選擇的元器件范圍如表1-1所示。序元件型號數(shù)量序號元件型號數(shù)量號11/8W喇叭1只1174LS1612片2LED發(fā)光二極3只1274LS1632片管310K電位器1個1374LS3931片474LS001片1474LS1741片574LS041片15GAL16V81片674LS201片1628C64B1片774LS742片17LM5552片874LS1321片18單刀單位自復(fù)1片開關(guān)974LS1381片19LM3861片1074LS1531片表1-1

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第2章整體方案設(shè)計

2.1設(shè)計分析

電子樂器模仿各種樂器的基本原理是：先將某種樂器的聲音轉(zhuǎn)換為電信號，再分析該樂器的電信號的波形和頻譜，最終利用電子技術(shù)產(chǎn)生與該樂器相仿的電信號。

僅從電子樂器發(fā)出的信號電特性來看，其表現(xiàn)力主要表達(dá)在4個方面：音高（基本頻率），長短，強(qiáng)弱（信號的電壓幅度或輸出功率）和音色（信號的波形和頻譜）。由于本課程設(shè)計所研究的電子樂器在演奏時，它所產(chǎn)生的信號是方波，其波形是占空比為50%的脈沖波，頻譜中僅含有基頻和其奇次諧波。所以，再設(shè)計本課程設(shè)計時，在保證輸出信號是方波的前提之下，主要考慮如何用電子電路控制音高（頻率），長短（音的時值）和強(qiáng)弱（信號幅度）這3個電子樂器的基本特性。2.1.1樂器的標(biāo)準(zhǔn)頻率

樂器的整個音域范圍分成108個音高，相鄰兩個音高的頻率比為1.0595，假使兩個信號的頻率值相差1倍，則稱這兩個音相差8度。將108個音高分為9組8度音程，每個8度音程里含有12個音調(diào)（C,#C,D,#D,E,F…,B）,如表2-1所示，相鄰之間的音調(diào)差被稱為半音。表中“#〞號為半音符號。國際上將440Hz作為標(biāo)準(zhǔn)音高。

8度

#C

D

#D

E

音調(diào)F

#F

G

#G

A

#A

B

編號C012345678

16.35117.32418.35419.44520.60132.70334.64836.70838.89141.20365.40669.29673.41677.78282.407130.81138.59146.83155.56164.81261.62277.18293.67311.13329.631046.51108.71174.71244.51318.520934186

2217.52349.324894434.94698.64978

26375274

21.82723.12424.49925.95627.543.65446.24948.99951.9135587.30792.49997.999103.83110174.61184.99195.99207.65220349.23369.99391.99415.31440

29.13530.86758.27

61.735

116.54123.47233.08246.94466.16493.88932.32987.76

523.25554.36587.33622.25659326698.46739.99783.99830.61880

1396.91479.91567.91661.217601864.71975.52739.82959.93136.93322.435203729.33951.15587.75919.96271.96644.970407458.67902.1

表2-1

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2.1.2音名和唱名

音名和唱名之間的對應(yīng)關(guān)系如下表2-2所示。

表2-2

音名的音高是固定不變的，一切樂器和人聲發(fā)出的C音，D音等，其音高一致。唱名的高度因調(diào)號的不同而異。例如，對于調(diào)號1=C來說，把標(biāo)準(zhǔn)的1(do)唱成和C4音一樣高，把2(re)唱成和D4音一樣高，把3(mi)唱成和E音一樣高。其中，音名的E-F，B-C

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是半音，其余為全音。唱名的3-4，7-1是半音，其余為全音。2.1.3音的長短

簡樸中用短橫線表示音的長短，不帶短橫線的基本音符為四分音符，如1。短橫線在基本音符右側(cè)時稱為增時線，每增加一個增時線表示延長一個4分音符如1-。短橫線在基本音符下面時稱為減時線，每增加一條減時線表示原來的音縮短一半的時間。另外，還可以用附點(diǎn)表示音的長短，附點(diǎn)表示延長其前面音值的一半。

2.2整體方案

2.2.1整體電路結(jié)構(gòu)根據(jù)圖1-1所示，將整體電路分為“選取電路〞，“音樂演奏電路〞和“功率放大〞3個主要部分。2.2.2音階信號產(chǎn)生方案

在設(shè)計電路之前，應(yīng)選擇3首樂曲，樂曲的音域應(yīng)盡量符合指標(biāo)要求，在4個8度內(nèi)。