一種無按鍵電子小鋼琴的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及兒童玩具領(lǐng)域，特別是涉及一種無按鍵電子小鋼琴。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的玩具電子小鋼琴在演奏效果以及產(chǎn)品娛樂功能上已經(jīng)達(dá)到了比較高的水平，但是演奏都是通過固定的按鍵來進(jìn)行彈奏的，不夠自由靈活，而且按鍵易損壞需要復(fù)雜的控制電路實(shí)現(xiàn)，使得產(chǎn)品成本居高不下，不利于市場化的發(fā)展。同時(shí)，目前玩具類的電子小鋼琴的外觀和人機(jī)交互上也亟需新的元素注入其中，在市場上不論是按鍵指示燈設(shè)計(jì)還是按鍵設(shè)計(jì)都存在較大的不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對現(xiàn)有電子小鋼琴的這些弊端，本實(shí)用新型的目的在于研制一種低成本、娛樂性強(qiáng)、性能穩(wěn)定的單片機(jī)無按鍵電子小鋼琴，用戶無需使用按鍵就可以進(jìn)行自由彈奏，演奏效果炫酷，并可根據(jù)正在播放的音樂中的音階指示燈來學(xué)習(xí)樂曲演奏和收聽事先錄制在單片機(jī)中的歌曲。
[0004]為達(dá)以上目的，本實(shí)用新型一種無按鍵電子小鋼琴，所述小鋼琴包括主板，所述主板包括主控芯片，所述主控芯片連接有位于所述主板前端的紅外人體感應(yīng)模塊、所述主控芯片旁側(cè)的蜂鳴器和所述主板后端的LED流水燈，所述主控芯片通過石英晶振外加電容構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘電路，為所述主控芯片提供外部時(shí)鐘，所述主控芯片還連接有位于所述主板上的音頻接口，所述主控芯片通過一 CH340芯片連接有USB接口，用于系統(tǒng)供電或通過所述CH340芯片與所述主控芯片進(jìn)行通信。
[0005]其中所述主控芯片為STC89C51單片機(jī)。
[0006]其中所述LED流水燈為一列具有紅、綠、黃三種顏色的發(fā)光二極管對應(yīng)7個(gè)紅外人體傳感器作為音階的指示燈。
[0007]其中所述電容為兩個(gè)33P電容。
[0008]其中所述紅外人體感應(yīng)模塊包括熱釋電紅外人體傳感器。
[0009]本實(shí)用新型無按鍵電子小鋼琴主要由主控芯片外圍電路、電源模塊、紅外人體感應(yīng)模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、指示燈驅(qū)動控制模塊、無源蜂鳴器驅(qū)動控制模塊、USB串口通信模塊組成。采用STC89C51作為主控芯片，一列具有紅、綠、黃三種顏色的發(fā)光二極管對應(yīng)7個(gè)熱釋電紅外人體傳感器作為音階指示燈，利用熱釋電紅外人體傳感器采集到的人體紅外線信號，通過AD轉(zhuǎn)換驅(qū)動蜂鳴器和流水燈進(jìn)行音階演奏和顯示當(dāng)前所彈奏的音階位置。考慮到人體整體的紅外輻射范圍比較大，熱釋電紅外傳感器感應(yīng)范圍也較廣泛，所以通過控制相應(yīng)的硬件電路來調(diào)節(jié)傳感器的感應(yīng)范圍，并將感應(yīng)范圍縮小至系統(tǒng)主板上，實(shí)現(xiàn)對每個(gè)手指的精確感應(yīng)。在系統(tǒng)工作過程中用戶可利用音頻接口實(shí)現(xiàn)用音箱同步播放所彈奏的音樂，或者通過耳機(jī)收聽系統(tǒng)中單片機(jī)所錄制好的音樂。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢:(I)本實(shí)用新型采用STC89C51單片機(jī)作為主控芯片，使用內(nèi)部定時(shí)器計(jì)算的方法，精確地實(shí)現(xiàn)對每個(gè)音階頻率的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，與市場上的電子琴相比，音階、音色的準(zhǔn)確性大大地提高了，可彈奏的音樂類型更多，內(nèi)容也更加豐富。
[0011](2)本實(shí)用新型采用熱釋電紅外人體傳感器，代替以往千篇一律的按鍵，該傳感器感應(yīng)精確，使用壽命長，無需手指觸碰所以損壞率低，彌補(bǔ)了按鍵易損壞的不足之處，同時(shí)與按鍵相比，制作成本更低，無需塑料外殼包裝。
[0012](3)本實(shí)用新型使用絢麗的多彩流水燈做為指示燈，隨著音階的彈奏出現(xiàn)一閃一閃的躍動效果。
[0013](4)本實(shí)用新型采用無源蜂鳴器作為音樂播放器，利用其驅(qū)動原理所需的高低交替不斷變化的電平增強(qiáng)音階的發(fā)聲效果，產(chǎn)生的音階聲音悅耳清脆，保證了彈奏出來的樂曲不失真。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型無按鍵電子小鋼琴的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型無按鍵電子小鋼琴工作流程框圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型無按鍵電子小鋼琴的紅外人體傳感器的電路圖；
[0017]圖4是本實(shí)用新型無按鍵電子小鋼琴LED流水燈和蜂鳴器控制電路圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:101-熱釋電紅外人體傳感器、102-石英晶振、103-STC89C51單片機(jī)、104-無源蜂鳴器、105-主板、106-音頻接口、107-LED流水燈、108-CH340芯片、109-USB接口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。
[0020]如圖1-4所示，本實(shí)用新型一種無按鍵電子小鋼琴，所述小鋼琴包括主板105，主板105包括采用STC89C51單片機(jī)103作為主控芯片，所述主控芯片連接有位于主板105前端的熱釋電紅外人體傳感器101、所述主控芯片旁側(cè)的無源蜂鳴器104和主板105后端的LED流水燈107，所述主控芯片通過石英晶振102外加兩個(gè)電容構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘電路，為所述主控芯片提供外部時(shí)鐘，所述主控芯片還連接有位于主板105上的音頻接口 106，所述主控芯片通過一 CH340芯片108連接有USB接口 109，用于系統(tǒng)供電或通過CH340芯片108與所述主控芯片進(jìn)行通信。
[0021]如圖1所示，將熱釋電紅外人體傳感器101的光學(xué)濾鏡感應(yīng)面垂直放置于主板105上并焊接牢固，通過圖3中的紅外人體傳感器電路將感應(yīng)范圍縮小到主板105上，便于手指放置于主板105上進(jìn)行彈奏而不至于手指懸空易產(chǎn)生疲勞感。石英晶振102外加兩個(gè)33P電容構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘電路，為主控單片機(jī)103提供外部時(shí)鐘，保證了單片機(jī)的正常工作。如圖2所示，熱釋電紅外人體傳感器101將采集到的紅外線信號經(jīng)過單片機(jī)AD轉(zhuǎn)換后，單片機(jī)根據(jù)電平信號通過掃描的方式獲得當(dāng)前紅外人體傳感器的二進(jìn)制代碼在數(shù)據(jù)存儲器中所存儲的音階頻率代碼，然后通過內(nèi)部定時(shí)器和外部中斷驅(qū)動蜂鳴器104發(fā)出聲響，同時(shí)所對應(yīng)的LED流水燈107也被點(diǎn)亮了。蜂鳴器驅(qū)動電路如圖4中所示，通過三極管將高低交替的電平放大后發(fā)出清脆的音階聲響。
[0022]音頻接口 106主要是用于擴(kuò)展耳機(jī)收聽音樂的功能和用音箱等擴(kuò)音設(shè)備進(jìn)行音樂播放的功能。USB接口 109是普通的USB接口，只要一根智能手機(jī)的USB數(shù)據(jù)線就可以通過CH340芯片108來給系統(tǒng)供電或者是利用PC機(jī)進(jìn)行在線下載。也可以通過電源模塊穩(wěn)壓電路提供+5V電壓為主控芯片STC89C51以及相關(guān)器件供電。另外，用戶可以通過觸發(fā)播放音樂功能的紅外傳感器來播放單片機(jī)中事先錄制好的音樂。在系統(tǒng)工作過程中可利用USB數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)串口的通信，通過IAP在線編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲器中信息的更替。
[0023]本實(shí)用新型無按鍵電子小鋼琴成本低、娛樂性強(qiáng)、性能穩(wěn)定，用戶無需使用按鍵就可以進(jìn)行自由彈奏，演奏效果炫酷，并可根據(jù)正在播放的音樂中的音階指示燈來學(xué)習(xí)樂曲演奏和收聽事先錄制在單片機(jī)中的歌曲。
[0024]以上所述的實(shí)施例僅僅是對本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無按鍵電子小鋼琴，其特征在于:所述小鋼琴包括主板，所述主板包括主控芯片，所述主控芯片連接有位于所述主板前端的紅外人體感應(yīng)模塊、所述主控芯片旁側(cè)的蜂鳴器和所述主板后端的LED流水燈，所述主控芯片通過石英晶振外加電容構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘電路，為所述主控芯片提供外部時(shí)鐘，所述主控芯片還連接有位于所述主板上的音頻接口，所述主控芯片通過一 CH340芯片連接有USB接口，用于系統(tǒng)供電或通過所述CH340芯片與所述主控芯片進(jìn)行通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無按鍵電子小鋼琴，其特征在于:所述主控芯片為STC89C51單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無按鍵電子小鋼琴，其特征在于:所述LED流水燈為一列具有紅、綠、黃三種顏色的發(fā)光二極管對應(yīng)7個(gè)紅外人體傳感器作為音階的指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無按鍵電子小鋼琴，其特征在于:所述電容為兩個(gè)33P電容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無按鍵電子小鋼琴，其特征在于:所述紅外人體感應(yīng)模塊包括熱釋電紅外人體傳感器。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種無按鍵電子小鋼琴，其目的在于提供一種低成本、娛樂性強(qiáng)、性能穩(wěn)定的單片機(jī)無按鍵電子小鋼琴，用戶無需使用按鍵就可以進(jìn)行自由彈奏，演奏效果炫酷，并可根據(jù)正在播放的音樂中的音階指示燈來學(xué)習(xí)樂曲演奏和收聽事先錄制在單片機(jī)中的歌曲，所述小鋼琴包括主板，所述主板包括主控芯片，所述主控芯片連接有位于所述主板前端的紅外人體感應(yīng)模塊、所述主控芯片旁側(cè)的蜂鳴器和所述主板后端的LED流水燈，所述主控芯片通過石英晶振外加電容構(gòu)成系統(tǒng)時(shí)鐘電路，為所述主控芯片提供外部時(shí)鐘，所述主控芯片還連接有位于所述主板上的音頻接口，所述主控芯片通過一CH340芯片連接有USB接口，用于系統(tǒng)供電或通過所述CH340芯片與所述主控芯片進(jìn)行通信。
【IPC分類】G10H1-32
【公開號】CN204496905
【申請?zhí)枴緾N201520123846
【發(fā)明人】邱嵐
【申請人】江西科技學(xué)院
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月4日