简易电子琴设计电路图(一)
电子琴稳定的＋5V电源的电路如图所示。
电子琴电源电路
电路工作原理：集成块ICCA6722是该电源电路的核心元件。它能输出精确而稳定的＋5V直流电压。从IC第1脚输人＋9V直流电压，经IC内电路稳压后，由其第6脚和第8脚输出＋5V电压。电压VDD为ROM、RAM以及CPU中的部分电路供电(CPU中其他电路的工作电压也由VDD供给)。电压V(A)DD用于电子琴中模拟电路的小信号部分。电压V(D)DD供电子琴中其他数字电路使用。开关晶体管V受控于IC第3脚。V导通时，输出VCC(＋9V)电压，为两路功率放大器供电。C点接受来自CPU的自动电源控制信号。VDD电压不受C点电平控制，电子琴接通电源时，IC输出VDD电压，CPU中的部分电路工作，使C点为高电平(＋5V)。该高电平送入IC第10脚，不仅控制IC第6脚输出V(A)DD电压和V(D)DD电压，并且使IC第3脚输出控制信号，开关管V导通，输出VCC电压。若在17min内未弹奏电子琴，CPU会发生指令，使C点自动变为低电平，切断V(A)DD、V(DDD和Vcc三路电压的输出。
二极管VD1、VD2可防止因外接电源正、负极接反而损坏电路元件。二极管VD3能保证当外接电源断电时，自动切换为机内电池供电。
简易电子琴设计电路图(二)
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简易电子琴设计电路图(三)
SPCE061A做的小型电子琴
我们知道，声音的频谱范围约在几十到几千赫兹，若能利用程序来控制 单片机 某个端口的“高”电平或低电平，则在该端口上就能产生一定频率的矩形波，接上喇叭就能发出一定频率的声音，若再利用延时程序控制“高”“低”电平的持续时间，就能改变输出频率，从而改变音调。乐曲中，每一音符对应着确定的频率，这个小制做是采用凌阳SPCE061A的DAC输出来实现，具体做法是，先建立一个有两百个数据的音频数据表，当按不同的按键即以不同的频率往DAC上送数据，从而达到输出不同音符的目的，为了达到电子琴的效果，当然还得在程序方面稍作修饰了，下面将就具体硬件电路进行说明。
键盘控制电路：
在这里采用矩阵式排列键盘，如图所示，这样可以合理应用硬件资源，把16只按键排列成4*4矩阵形式，用一个8位I/O口控制如图所示。把键盘上的行和列分别接在IOA0~IOA3和IOA4~IOA7上。
图 按键控制电路
先置IOA0~IOA3为带数据缓存器的高电平输出，置IOA4~IOA7为带下拉电阻的输管脚，此时若有键按下，取IOA4~IOA7的数据将得到一个值，把此值保存下来，再置IOA4~IOA7为带数据反相器的高电平输出，置IOA0~IOA3为带下拉电阻的输入管脚，此时若键仍没弹起，取IOA0~IOA3的数据将得到另一个值，把这两个值组合就可得知是哪个键按下了，再通过匹配得到键值，实际上在这个小设计中只用到了8个按键，但考虑到为广大电子爱好者自由发挥预留了八个按键，您可以自己设计加入别的音符或是别的好玩的啊。
音频放大电路：
凌阳SPCE061A 单片机 自带双通道DAC音频输出， DAC1、DAC2转换输出的模拟量电流信号分别通过AUD1和AUD2管脚输出， DAC输出为电流型输出，经LM396音频放大，即可驱动喇叭放音，放大电路如图三(只列出了DAC1，DAC2类似)。在DAC1、DAC2后面接一个简单的音频放大电路和喇叭就能实现语音播报功能，这为单片机的音频设计提供了极大方便，音频的具体功能主要通过程序来实现。
简易电子琴设计电路图(四)
简易电子琴设计电路图(五)
25键多功能电子琴电路图
简易电子琴设计电路图(六)
通过单片机实现电子琴演奏，实质就是将不同按键和特定频率的方波信号对应起来，以方波信号驱动蜂鸣器发出乐音。下面简单介绍一下乐音的特性。乐音实际上是有固定频率的信号。在音乐理论中，把一组音按音调高低的次序排列起来就成为音节，也就是1、2、3、4、5、6、7和高音1。高音1的频率正好是中音1频率的2倍，而且音节中各音的频率跟1的频率之比都是整数之比。
为了发出某一特定频率的乐音，可以控制单片机的一个I/O口产生该频率的方波信号，经过电流放大后驱动蜂鸣器发出该乐音。对于方波的产生，可以启用单片机的一个定时器进行计时，产生溢出中断。中断发生时，将输出引脚的电平取反，然后重新载入计数器初始值。
因此，正确的设置定时器的工作模式和初始计数值是发出乐音的基础。例如中音1，其频率是523Hz，则周期为T=l/523=1912μs，半个周期为956μs。根据单片机计数器计数的机器周期，就可以算出计数器的预置初始值应为多少。例如，假设采用的单片机的一个计数周期需要12个时钟周期，当采用12MHz晶振时，一个计数周期即lμs。要定时956μs，只需设置其计数初值为计数最大计数值减去956。对应不同的按键，调节Tl的溢出时间，即可输出不同频率的乐音，这样就实现了简易电子琴的设计。
形成每个乐音音高的频率是固定的，下表列出了一个8度以及其上下共16个音的音名、频率及定时器Tl初值对照(设晶体频率为12MHz)。
该简易电子琴的硬件电路设计较简单，通过Pl口进行按键扫描，从P0.1口输出方波信号，经三极管放大后驱动蜂鸣器发出声响。系统硬件电路如下图所示。
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逻辑电路简介
逻辑电路是一种离散信号的传递和处理，以二进制为原理、实现数字信号逻辑运算和操作的电路。分组合逻辑电路和时序逻辑电路。前者由最基本的“与门”电路、“或门”电路和“非门”电路组成，其输出值仅依赖于其输入变量的当前值，与输入变量的过去值无关—即不具记忆和存储功能。
后者也由上述基本逻辑门电路组成，但存在反馈回路—它的输出值不仅依赖于输入变量的当前值，也依赖于输入变量的过去值。由于只分高、低电平，抗干扰力强，精度和保密性佳。广泛应用于计算机、数字控制、通信、自动化和仪表等方面。最基本的有与电路、或电路和非电路。
逻辑电路是指完成逻辑运算的电路。这种电路，一般有若干个输入端和一个 或几个输出端，当输入信号之间满足某一特定逻辑关系时，电路就开通，有输 出;否则，电路就关闭，无输出。所以，这种电路又叫逻辑门电路，简称门电路。
主要包括内容有数字电子技术(几种逻辑电路)、门电路基础(半导体特性，分立元件、TTL集成电路CMOS集成门电路)、组合逻辑电路(加法器、编码器、译码器等集成逻辑功能)时序逻辑电路(计数器、寄存器)以及数模和模数转换。
逻辑电路的分类
逻辑电路是执行基本逻辑操作的电路，它们在电子数字计算机中被大量运用。这些基本的逻辑操作是“与”、“或”、“非”以及由它们组成的复合动作。逻辑电路按其工作性质可分为组合电路和时序电路两大类。
组合逻辑电路
任何时刻输出信号的逻辑状态仅取决于该时刻输入信号的逻辑状态，而与输入信号和输出信号过去状态无关的逻辑电路。由于组合逻辑电路的输出逻辑状态与电路的历史情况无关，所以它的电路中不包含记忆性电路或器件。门电路是组合逻辑电路的基本单元。当前组合逻辑电路都已制成标准化、系列化的中、大规模集成电路可供选用。
时序逻辑电路
任何时刻的输出状态不仅与该时刻的输入有关，而且还与电路历史状态有关的一种数字逻辑电路。时序逻辑电路具有记忆输入信息的功能，由于它的引入使得数字系统的应用大大增强。常用的有计数器、寄存器和脉冲顺序分配器等。
也可以按照原件对逻辑电路进行分类，例如：电阻-晶体管逻辑电路、二极管-晶体管逻辑电路、发射极功能逻辑电路、发射极耦合逻辑电路、高阈值逻辑电路、集成注入逻辑电路、晶体管-晶体管逻辑电路。
什么是基本逻辑电路_基本的逻辑电路有哪些
简单的逻辑电路通常是由门电路构成，也可以用三极管来制作，例如，一个NPN三极管的集电极和另一个NPN三极管的发射极连接，这就可以看作是一个简单的与门电路，即：当两个三极管的基极都接高电平的时候，电路导通，而只要有一个不接高电平，电路就不导通。
门电路的特点
1、门电路：逻辑门电路是指能够实现各种基本逻辑关系的电路， 简称“门电路”或逻辑元件。最基本的门电路是与门、或门和非门。
2、在逻辑电路中， 逻辑事件的是与否用电路电平的高、低来表示。 若用1代表低电平、0代表高电平，则称为正逻辑。相反为负逻辑。
3、集成门按内部有源器件的不同可分为两大类：一类为双极型晶体管集成电路，主要有晶体管TTL逻辑、射极耦合逻辑ECL和集成注入逻辑I2L等几种类型；另一类为单极型MOS集成电路，包括NMOS、 PMOS和CMOS等几种类型。常用的是TTL和CMOS集成电路。
4、集成门电路按其集成度又可分为：小规模
基本的逻辑电路有哪些
1、与逻辑运算和与门
(1)与逻辑运算
照明电路
说明：此电路中，开关、灯泡各只有两个状态，非此即彼。
在图中，开关A、B接通与否，是灯F亮与灭的前提条件。根据所接电路图，只有开关A、B同时接通时，灯F才亮(结果)。
逻辑变量A、B、F A B接通－1断开－0F灯亮－1灯灭－0
经过逻辑抽象得：
与逻辑――决定某事件(F)成立与否的诸条件(A，B，…)必须同时成立。事件(F)才会发生。
逻辑表达式：F=AB=A·B 读A乘B或A与B
n个变量与运算的逻辑表达式F=A1A2A3…Aｎ
(2)与门
实现与逻辑的器件称为与门。下图为二极管实现的与逻辑。
逻辑电平：数字电路中的电信号用逻辑1、逻辑0表示。
正逻辑：约定高电平为“1”，低电平为“0”。
负逻辑：约定低电平为“1”，高电平为“0”。
大多数系统中均采用正逻辑，有些复杂系统中为分析方便将正、负逻辑混合使用，称为混合逻辑系统。
今后若无特别说明，均视为正逻辑。
与门逻辑符号：
与门表达式：F=AB
“与”逻辑关系可用口诀来助记：“有0出0，全1出1”。
2、或逻辑运算和或门
逻辑“或”(逻辑加)：决定某事件(Y)成立与否的诸条件(A，B，…)中之一成立，该事件就成立，这种逻辑关系称为逻辑“或” 。
实现“或”运算的电子电路和“或”逻辑符号如图所示，称为或门。
或逻辑表达式：F=A+B
口诀助记：“有1出1，全0出0”。
3、非逻辑运算和非门
逻辑“非”(逻辑否定)：当某条件(A)成立时，事件Y产生与A相反的结果。
实现“非”运算的电子电路及“非”逻辑符号如图所示，称为非门。
真值表
非逻辑表达式：
助记口诀：“非0则1，非1则0”。
集成电路(SSI)、中规模集成电路(MSI)、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)。
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