一种基于usb电脑键盘输入的电子琴的制作方法

一种基于usb电脑键盘输入的电子琴的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于USB电脑键盘输入的电子琴，包括集成在控制主板上的单片机、复位电路、时钟电路以及分别与单片机电连接的显示装置，外置的发声装置和USB电脑键盘，其中：单片机的引脚RST/VPP端与复位电路中的轻触开关S1的输入端电连接；单片机的引脚XTAL1和引脚XTAL2分别与时钟电路中的晶振Y1两端电连接；单片机的外部中断INT0和外部中断INT1作为键入信号的输入端，与USB电脑键盘相连；该基于USB电脑键盘输入的电子琴，具有高度集成一体化设计的特点，占据内存资源更少，处理速度更快，音符种类更多，可以演奏出更多美妙的音乐。
【专利说明】—种基于USB电脑键盘输入的电子琴
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子设备【技术领域】，尤其涉及一种基于USB电脑键盘输入的电子琴。
【背景技术】
[0002]电子琴的设计，该电子琴采用AT89S51单片机作为核心控制元件、8键键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块。该设计利用AT89S51单片机的定时器产生不同频率，每首音乐都是由许多不同的音阶组成的，而且每个音阶对应着不同的频率，因此我们就可以根据不同的频率组合来可构成我们所想要弹奏的音乐。其系统结构组成如图1所示:
[0003]I)、键盘输入:
[0004]设置7个键，7个按键分别代表7个音符，包括中音段的全部音符，(I/O) 口的输入，通过软硬件设计，模式转换按键触发外部中断，中断使程序跳转，实现模式转换，启动电子琴。然后通过查询电子琴所按下的按键，读取电子琴输入状态，跳转到对应的程序入口，实现自编歌曲的。
[0005]2)、控制核心AT89S51单片机:
[0006]AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器(RAM)，32个外部双向输入/输出(I/O) 口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器。
[0007]3)、数码管:
[0008]该设计是通过一位数码管显示音符，根据输入信号经过单片机的处理，分别显示
1、2、3、4、5、6、7 等 7 个音符。
[0009]4)、扬声器:
[0010]弹奏的效果通过扬声器来展现，播放7个不同音符，最终形成一首较为的歌曲。
[0011]上述现有技术的存在如下技术缺陷:
[0012]I)、音符太单一，就只有中音段的7个音符。
[0013]2)、占用太多的芯片内部资源。
实用新型内容
[0014]本实用新型的目的在于提供一种基于USB电脑键盘输入的电子琴，以解决上述问题。
[0015]为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0016]本实用新型提供了一种基于USB电脑键盘输入的电子琴，包括集成在控制主板上的单片机、复位电路、时钟电路以及分别与所述单片机电连接的显示装置，外置的发声装置和USB电脑键盘，其中:
[0017]所述复位电路包括电阻R8、电容Cl和轻触开关SI ;所述轻触开关SI的输入端与所述电容Cl的负极和电阻R8的输入端连接，所述轻触开关SI的输出端分别与所述电容Cl的正极和外接5V电源连接；所述电阻R8的输出端接地；
[0018]所述时钟电路包括电容C2、电容C3、晶振Yl ;所述晶振Yl的两端分别与所述电容C2和电容C3的正极连接；所述电容C2和电容C3的负极均接地；
[0019]所述单片机的引脚RST/VPP端与所述复位电路中的所述轻触开关SI的输入端电连接；所述单片机的引脚XTALl和引脚XTAL2分别与所述时钟电路中的晶振Yl两端电连接；所述单片机的外部中断INTO和外部中断INTl作为键入信号的输入端，与USB电脑键盘相连；
[0020]所述显示装置包括7个发光二极管；其中，所述单片机的引脚Pl.1、引脚Pl.2、弓丨脚Pl.3、引脚Pl.4、引脚Pl.5、引脚Pl.6、引脚Pl.7分别与7个中一个发光二极管对应电连接构成一支路，且对应支路上分别串联有电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7 ;所述单片机的引脚P3.7与所述发声装置电连接。
[0021]较佳地，所述单片机为STC12C5202AD单片机。
[0022]较佳地，所述电阻町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7的阻值均为560 Ω ;电容Cl的电容量为1F ;电容C2、电容C3的电容量均为30pF ;所述晶振Yl的频率大小为11.0592M ;所述发光二极管的直径Φ为5mm。
[0023]较佳地，所述发声装置包括扬声器Pl和驱动电路，所述驱动电路与所述扬声器电连接，且用于驱动所述扬声器发声。
[0024]较佳地，所述驱动电路包括扬声器接口 I和扬声器接口 2、三极管Q1、电阻R10、电阻Rll和滑动变阻器R9 ;所述电阻Rll的输入端与所述单片机的引脚P3.7电连接，所述电阻Rll的输出端分别与所述电阻RlO的输入端和三极管Ql的b极电连接；所述三极管Ql的e极外接5V电源；所述三极管Ql的c极与所述扬声器接口 2连接；所述扬声器的接口 I与滑动变阻器R9的输入端连接，所述滑动变阻器的输出端接地。
[0025]较佳地，所述三极管Ql为8550三极管；
[0026]所述电阻RlO的阻值为5.1ΚΩ、所述电阻Rll的阻值为560 Ω ;所述滑动变阻器R9的最大阻值为500 Ω。
[0027]较佳地，所述扬声器Pl的电阻8 Ω，功率为0.5W。
[0028]与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于:
[0029]本实用新型提供的一种基于USB电脑键盘输入的电子琴，其中，分析上述超声波传感器的结构原理可知，一是在按键上有了改观，相比以前的键盘，采用了 USB电脑键盘的按键，可以在电脑键盘上弹奏歌曲，培养自己对音乐的兴趣，与此同时增加了电子琴与一般电子输入设备(即USB键盘)之间的兼容通用性。
[0030]二是相比之前的较为单一的中音7个音符，在其基础上增加了高音和低音14个音符。在高音、中音、低音三者的结合下所弹奏的音乐，比单一的中音的音乐要圆润，曲调更为优美动听！
【专利附图】

【附图说明】
[0031]图1为现有技术中的电子琴的电路结构原理示意图；
[0032]图2为本实用新型实施例提供的基于USB电脑键盘输入的电子琴的电路结构原理示意图；
[0033]图3为本实用新型实施例提供的基于USB电脑键盘输入的电子琴中控制主板的各个部分电路结构图；
[0034]图3a为本实用新型实施例提供的基于USB电脑键盘输入的电子琴中控制主板的整体电路结构图；
[0035]图4为本实用新型实施例提供的基于USB电脑键盘输入的电子琴中的USB电脑键盘的字母键与音符的对应关系示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0037]参见图3和图3a，本实用新型提供了一种基于USB电脑键盘输入的电子琴，包括集成在控制主板上的单片机10、复位电路11、时钟电路12以及分别与所述单片机电连接的显示装置13，外置的发声装置和USB电脑键盘(未示出)，其中:
[0038]所述复位电路11包括电阻R8、电容Cl和轻触开关SI ;所述轻触开关SI的输入端与所述电容Cl的负极和电阻R8的输入端连接，所述轻触开关SI的输出端分别与所述电容Cl的正极和外接5V电源连接；所述电阻R8的输出端接地；
[0039]所述时钟电路12包括电容C2、电容C3、晶振Yl ;所述晶振Yl的两端分别与所述电容C2和电容C3的正极连接；所述电容C2和电容C3的负极均接地；
[0040]所述单片机10的引脚RST/VPP端与所述复位电路中的所述轻触开关SI的输入端电连接；所述单片机10的引脚XTALl和引脚XTAL2分别与所述时钟电路中的晶振Yl两端电连接；所述单片机10的外部中断INTO和外部中断INTl作为键入信号的输入端，与USB电脑键盘相连(参见图3a中编号为15所示意的结构电路部分)；
[0041]所述显示装置13包括7个发光二极管；其中，所述单片机10的引脚Pl.1、引脚Pl.2、引脚Pl.3、引脚Pl.4、引脚Pl.5、引脚Pl.6、引脚Pl.7分别与7个发光二极管电连接构成一支路，且对应支路上分别串联有电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7 ;所述单片机的引脚P3.7与所述发声装置电连接。
[0042]所述单片机为STC12C5202AD单片机。所述电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7的阻值均为560 Ω ;电容Cl的电容量为1F ;电容C2、电容C3的电容量均为30pF ;所述晶振Yl的频率大小为11.0592M ;所述发光二极管的直径Φ为5mm。所述三极管Ql为8550三极管；所述电阻RlO的阻值为5.1K Ω、所述电阻Rll的阻值为560 Ω ;所述滑动变阻器R9的最大阻值为500 Ω。所述扬声器Pl的电阻8 Ω，功率为0.5W，上述电子器件的配置情况具体可以参见下面的所需元器件清单列表:
[0043]较佳地，所述发声装置包括扬声器(未示出)和驱动电路14，所述驱动电路14 (具体是通过扬声器接口)与所述扬声器电连接，且用于驱动所述扬声器发声。
[0044]较佳地，所述驱动电路14包括扬声器接口 I和扬声器接口 2、三极管Q1、电阻R10、电阻Rll和滑动变阻器R9 ;所述电阻Rll的输入端与所述单片机的引脚P3.7电连接，所述电阻Rll的输出端分别与所述电阻RlO的输入端和三极管Ql的b极电连接；所述三极管Ql的e极外接5V电源；所述三极管Ql的c极与所述扬声器接口 2连接；所述扬声器的接口 I与滑动变阻器R9的输入端连接，所述滑动变阻器的输出端接地。[0045]下面对本实用新型实施例提供的基于USB电脑键盘输入的电子琴的具体结构做一下进一步说明:
[0046]该实用新型实施例的技术方案是通过按键随意按下所要表达的音符，作为电平送给主体电路，中央处理器STC12C5202AD单片机通过识别，解码输出音符，在扬声器中发出有效的声音。其核心工作原理与上述方案相似，同样是利用单片机的定时器产生不同频率。通过这样可以不断的弹奏我们想要的音符或者是音调，电路由复位电路，指示灯电路，和核心控制电路组成，取消了对键盘的设计，采用了一个USB电脑键盘，实现了电脑键盘与单片机通信，从电脑键盘键入信号就可以弹奏音乐。如图2中总体设计框图(即结构原理示意图)。
[0047]其中:硬件电路设计:硬件电路的原理图如图3USB电脑键盘电子琴原理图。
[0048]核心控制部分:
[0049]本实用新型实施例采用STC12C5202AD单片机作为控制核心，以及复位电路和时钟电路单片机最小系统基本电路设计的要求，与之前的方案相比，节约了芯片一半的资源。该单片机的外部中断INTO和外部中断INTl作为键入信号的输入端，与USB电脑键盘相连。单片机接收到键入信号，对信号识别，解码输出低音、中音、高音等21个不同的音符。
[0050]显示部分:
[0051]由先前的数码管显示改为了由7个发光二极管构成显示部分，中音的7个音符显从右往左依次单独点売，闻首和低首的显不想相同，从右往左依次挨个点売。
[0052]发生部分:
[0053]用扬声器来作为发声兀件,用8550三极管来驱动扬声器发声。
[0054]接口部分:
[0055]给部分由电源接口和USB接口组成。电源接口连接电源，为整个设计提供电源。USB接口连接USB电脑键盘，为整个系统提供键入信号。
[0056]所需元器件清单列表:
【权利要求】
1.一种基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于，包括集成在控制主板上的单片机、复位电路、时钟电路以及分别与所述单片机电连接的显示装置，外置的发声装置和USB电脑键盘，其中: 所述复位电路包括电阻R8、电容Cl和轻触开关SI ;所述轻触开关SI的输入端与所述电容Cl的负极和电阻R8的输入端连接，所述轻触开关SI的输出端分别与所述电容Cl的正极和外接5V电源连接；所述电阻R8的输出端接地； 所述时钟电路包括电容C2、电容C3、晶振Yl ;所述晶振Yl的两端分别与所述电容C2和电容C3的正极连接；所述电容C2和电容C3的负极均接地； 所述单片机的引脚RST/VPP端与所述复位电路中的所述轻触开关SI的输入端电连接；所述单片机的引脚XTALl和引脚XTAL2分别与所述时钟电路中的晶振Yl两端电连接；所述单片机的外部中断INTO和外部中断INTl作为键入信号的输入端，与USB电脑键盘相连；所述显示装置包括7个发光二极管；其中，所述单片机的引脚Pl.1、引脚Pl.2、引脚Pl.3、引脚Pl.4、引脚Pl.5、引脚Pl.6、引脚Pl.7分别与7个中一个发光二极管对应电连接构成一支路，且对应支路上分别串联有电阻Rl、R2、R3、R4、R5、R6、R7 ;所述单片机的引脚P3.7与所述发声装置电连接。
2.如权利要求1所述的基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于， 所述单片机为STC12C5202AD单片机。
3.如权利要求2所述的基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于， 所述电阻町、1?2、1?3、1?4、1?5、1?6、1?7的阻值均为560 Ω ;电容Cl的电容量为1F ;电容C2、电容C3的电容量均为30pF ;所述晶振Yl的频率大小为11.0592M ;所述发光二极管的直径Φ为5_。
4.如权利要求3所述的基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于， 所述发声装置包括扬声器Pl和驱动电路，所述驱动电路与所述扬声器电连接，且用于驱动所述扬声器发声。
5.如权利要求4所述的基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于， 所述驱动电路包括扬声器接口 I和扬声器接口 2、三极管Ql、电阻R10、电阻Rl I和滑动变阻器R9 ;所述电阻Rll的输入端与所述单片机的引脚P3.7电连接，所述电阻Rll的输出端分别与所述电阻RlO的输入端和三极管Ql的b极电连接；所述三极管Ql的e极外接5V电源；所述三极管Ql的c极与所述扬声器接口 2连接；所述扬声器的接口 I与滑动变阻器R9的输入端连接，所述滑动变阻器的输出端接地。
6.如权利要求5所述的基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于， 所述三极管Ql为8550三极管； 所述电阻RlO的阻值为5.1K Ω、所述电阻Rll的阻值为560 Ω ;所述滑动变阻器R9的最大阻值为500 Ω。
7.如权利要求6所述的基于USB电脑键盘输入的电子琴，其特征在于， 所述扬声器Pl的电阻8 Ω，功率为0.5W。
【文档编号】G10H1/34GK203825998SQ201420243123
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】孙活, 张磊, 邓兴江, 赵文, 苟静 申请人:孙活, 张磊, 邓兴江, 赵文, 苟静