基于ARDUINO简易电子琴.PDF

基于ARDUINO 的简易电子琴 【摘要】我们的作品是通过arduino 给蜂鸣器提供一个可控频率的方波，同时通 过按下不同的琴键来控制输出方波的频率，从而形成了音阶，得到了一个简易的 电子琴。使用海绵和白键皮充当琴键，使用导线，电阻，铝箔等物品构建按键模 块，使用无源蜂鸣器发声，使用C 语言来编写程序。 【关键词】arduino；蜂鸣器；简易电子琴；琴键； 1.设计目的：2 2.产品用途：2 3.产品功能2 4.方案选择与论证2 4.1 、硬件选择与论证2 4.2 、供电电源选择2 5.硬件及软件设计3 5.1、系统总体设计3 5.2、系统电路图设计3 5.3、琴键的设计4 5.4、软件设计4 6. 系统测试过程及测试数据 : 10 7 ．进一步优化方案 10 7.1、硬件部分 10 7.2、软件部分 11 8.设计所需的全部资源 11 9.总结 11 1.设计目的 我们的目的是做出一个基于arduino 单片机的简易电子琴。因为钢琴或是电 钢都有十分笨重的缺点，这样就使一些钢琴爱好者无法随时随地享受弹钢琴的乐 趣，而我们设计的简易电子琴可以模拟一架钢琴，然后琴身轻盈便于携带，又可 以随时拆装，能满足钢琴爱好者的需要，以上便是我们设计这样一个电子琴的目 的。 2.产品用途 我们的简易电子琴的用途就是能让一个钢琴爱好者随时随地都能弹到钢琴。 我们使用了无源蜂鸣器进行发声，其发声函数使用了arduino 自带的库文件，发 声的音准十分标准，可以基本满足钢琴爱好者的需要，钢琴爱好者可以在一个没 有钢琴的地方，随时组装起这一简易电子琴进行演奏，能起到放松身心的作用。 3.产品功能 我们的简易电子琴模拟了真实钢琴的形状，手感，琴键之间的距离，以及不 同音阶之间的相对音准。它可以被当成一架钢琴供钢琴爱好者使用。当按下不同 的琴键，蜂鸣器会发出不同频率的声音，抬起琴键，蜂鸣器会停止发声。并且当 对琴键施加压力时蜂鸣器会发声，当撤掉压力时，琴键会自动回到原来的位置， 这也正是模拟了实际的钢琴，其功能就是可以当成一架钢琴来使用。 4.方案选择与论证 4.1、硬件选择与论证 本作品使用无源蜂鸣器作为发声源；使用铝箔贴于琴键并与另一小片铝 箔构成开关，琴键上的铝箔通过导线与Vcc 连接，另一片铝箔通过电阻与GND 连接，通过导线与信号相连，构成电子琴的琴键。 采用无源蜂鸣器作为发声源，优点如下：1.无源蜂鸣器可提供不同频率 的声音，满足我们对于声音的需求；2.无源蜂鸣器价格便宜，使用简单，适 于我们试验、使用。试验琴键、铝箔构成电子琴的琴键，当按下琴键信号将 得到一个高电位，蜂鸣器发出该琴键所对应的蜂鸣器的发声频率，不同的琴 键控制不同的发声频率，一起构成了整个电子琴的琴键。 此外，本作品使用海绵作为琴键的复位装置，将其通过双面胶和大透明 胶与两片洞洞板粘合固定在一起，而琴键也先通过双面胶粘在海绵上的透明 胶布上，再用透明胶布将其固定。 海绵具有良好的弹性，但与胶布的粘合性较差，使用双面胶先简单固定， 再用透明胶布环绕固定，之后可以将琴键通过双面胶与海绵相连。 4.2、供电电源选择 使用充电宝对ARDUINO 供电，可提供 5V 直流电压，满足电子琴对于电 压的要求。 5.硬件及软件设计 5.1、系统总体设计 基于上述的方案，我们得到了我们的设计方案。整体通过充电宝提供5V 的外电源供电。 系统的总体结构框架如图1 所示。 单片机循环开始 琴键按下给予单片 一个循环结束 机信号 单片机接收后，给 蜂鸣器发出特定频