电子琴硬件装置设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

电子琴是科技与音乐的产物，是全新的键盘类乐器，在信息化和电子化的时代，它为音乐的大众化做出了不可磨灭的贡献，现代歌曲的制作很多都需要电子琴才能完成，然后才通过媒介流传开来，电视剧电影插曲、电视节目音效、甚至手机铃声，都很可能包含电子琴的身影。作为流行音乐的三项主流乐器之一，现代的流行音乐离不开电子琴，电子琴的发明极大地推动了流行音乐的发展。电子琴创造出了许多其他乐器无法演奏出的音色，甚至自然不存在的音色，在很多作品中都有运用，丰富了人们情感的表现。同时电子琴又是目前用于音乐普及教育和音乐素质培养最多的乐器，它的经济性为它在普通家庭中的普及带来了可能，是它让音乐真正成为了大众的音乐，成为了人类社会不可缺少的东西，可见其重要性。

随着大规模的集成电路的发展，单片机设计正在深入到社会各个行业。单片机的特点很多，如功能强、体积小，而且功耗相对较低，稳定性和可靠性都很高，特别适合在自动控制行业，也广泛应用与仪器仪表、数据采集、家用电器等。单片机是系统的核心部件，可以根据硬件设计的需求，合理地对其进行设计，这样就能提高电子电路设计的质量。所以基于单片机的电子琴设计具有其多功能、低成本、扩展性强等优点。

电子琴的发展至今几十年，1959年，由雅马哈(yamaha)株式会社生产了世界上第一台立式电子琴。1980年，随着电子集成电路的出现，电子琴开始向小型化发展，雅马哈等厂家生产了便捷式单键盘电子琴。1983年，雅马哈生产的电子合成器dx7和电钢琴问世。1986年，hx系统高级历史电子琴问世。而在中国，1958年北京邮电学院研制了一台电子管单音电子琴，1977年后，我国才大批生产电子琴。1989年，我国年产儿童电子琴200万台，并出口39万台，电子琴经过上百年的发展，其设计生产技术已经趋于成熟，这种电子琴由于成本低、功能强，深受广大人们的喜爱，是初学者的首选，电子琴研究仍具有广阔的市场前景。可见其市场前景。

2. 研究的基本内容与方案

本次毕业设计主要任务是设计一个电子琴硬件装置。设计中使用单片机控制，实现简单音乐的发声，键盘采用 16 个音节，用户可以通过键盘随意演奏，然后通过扬声器将音乐播放出来，达到较为理想的音质。

本次毕业设计的系统由单片机、矩阵按键电路、复位电路、晶振电路、电源电路、音频放大电路和扬声器等构成，系统整体框图如下图所示。

硬件设计以单片机作为核心器件，通过硬件电路的制作和设计实现电子琴发声演奏功能的需求。设计中使用单片机的定时/计数器来产生不同频率的脉冲信号，用户通过按下键盘按钮来演奏乐曲，单片机根据用户的按键，得到频率，即把音阶对应不同的频率信号用按键控制，通过扬声器发出声音。

3. 研究计划与安排

第1-3周：查阅相关文献资料，翻译外文文献，明确研究内容，了解研究所需理论知识，对产品需求进行分析，初步确立大方案，完成开题报告。

第4-5周：掌握电子琴工作原理以及方案的优缺点，分析电子琴的实现功能以及编程思路，了解系统设计中的基本概念、熟悉单片机的硬件结构与高级功能。

第6-7周：构建系统原理图，确立具体方案。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]章丹. 基于单片机的简易电子琴的设计与实现[j]. 电脑知识与技术,2014,13:3179-3181.

[2]任肖丽,王骥. 基于stc89c51单片机的电子琴设计[j]. 电子元器件应用,2010,07:27-28 31.

[3]席春梅. 新型键盘电子乐器的研究与设计实现[d].青海师范大学,2010.