簡易電子琴設(shè)計電路圖（七）

時鐘電路

本系統(tǒng)的時鐘電路設(shè)計是采用的內(nèi)部方式，即利用芯片內(nèi)部的振蕩電路。

MCS-51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容CX1和CX2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為16PF。

復(fù)位電路

在復(fù)位電路方案挑選的時候有兩種選擇的，上電復(fù)位和按扭復(fù)位，上電復(fù)位是利用電容充電來實現(xiàn)的，而按扭復(fù)位是電源對外節(jié)電容的充電使RST為高電平，復(fù)位松開后，電容通過下拉電阻放電，使RST恢復(fù)低電平。為了制作軟件的方便我們還是選擇用按扭復(fù)位，因為它比較直觀。

鍵盤彈奏

本系統(tǒng)利用P1為按鍵接入口，琴鍵輸入是通過獨立式鍵盤來完成的。由于89C51單片機的八位I/O口足以能實現(xiàn)控制各音階的輸出，并且獨立式鍵盤的編程容易易懂，結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)起來方便，而且每個按鍵單獨占有一根I/O接口線，每個I/O口的工作狀態(tài)互不影響，所以采用獨立式鍵盤。利用靜態(tài)掃描的方法，在P0口輸出，當每次按下一個琴鍵，在共陽極數(shù)碼管顯示相對應(yīng)的鍵碼號，這樣可以使彈奏者清楚知道自己彈奏的音譜。

揚聲器電路

揚聲器發(fā)生原理：只要讓揚聲器（speaker）通過會產(chǎn)生大小變化的電流，就能使揚聲器發(fā)出聲音。因此，若以程序不斷地輸出1-》0-》1-》0-》。就可令揚聲器發(fā)出聲音。對檢測到得按鍵值進行判斷后，是琴鍵則跳轉(zhuǎn)至琴鍵處理程序，根據(jù)檢測到得按鍵值，查詢音律表，給計時器賦值，使發(fā)出相應(yīng)頻率的聲音。檢測到按鍵按下的是自動播放歌曲功能鍵后執(zhí)行該程序，揚聲器會自動播放事先已經(jīng)存放好的歌曲，直到歌曲播放完畢。

總電路圖

簡易電子琴設(shè)計電路圖（八）

基本樂理知識

音調(diào)主要由聲音的頻率決定，樂音（復(fù)音）的音調(diào)更復(fù)雜些，一般可認為主要由基音的頻率來決定。也即一定頻率的聲音對應(yīng)特定的樂音。在以C調(diào)為基準音的八度音階中，所對應(yīng)的頻率如表1所示。如果能夠通過某種電路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特定頻率的波形信號，再通過揚聲器轉(zhuǎn)換為聲音信號，就能制作出簡易的樂音發(fā)生器，再結(jié)合電子琴的一般結(jié)構(gòu)，就可實現(xiàn)電子琴的制作了。

設(shè)計電路圖如圖所示。

圖即是八音階微型電子琴的原理電路圖，8個開關(guān)對應(yīng)著電子琴8個音階琴鍵，使用時只能同時閉合一個開關(guān)。

在實際電路中，為達到起振條件AF》1，常用兩個二極管與電阻并聯(lián)，可實現(xiàn)類似于熱敏電阻的功效。另外需要說明的是，理論上電路的初始信號是由環(huán)境噪聲及電路本身的電壓提供的。實際操作時，為使現(xiàn)象更明顯，也可通過對電路中的電容充電來實現(xiàn)。

另外，電路中的運算放大器芯片LM324工作電壓要求是±5V，所以還需要用7809穩(wěn)壓管、整流橋等元器件制作帶負電源的電源電路，同電子琴電路一塊整合到電路板上，制作成可直接使用的完整成品。