#第十届立创电赛#无糖白面馒头 - 立创电子设计大赛

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无糖白面馒头

赛事

第十届立创电子设计开源大赛

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GPL 3.0

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描述

<div> 注：* 为必填项 请在报名阶段填写 ↓ <h3 style="line-height:1.8;">* 1、项目功能介绍</h3> 纯炫酷作品，一个电子琴，为了让我们更直观的感受到音乐的旋律，所以我加入光柱灯，这样我们可以放置一段我们准备弹奏的音乐查看韵律灯表现，而后我们自己弹奏一段查看韵律灯，也给自己在弹奏电子琴的时候增加一点乐趣 <h3 style="line-height:1.8;">*2、项目属性</h3> 首次公开，原创 没有在其他比赛中获奖 没有在学校参加过答辩 <h3 style="line-height:1.8;">* 3、开源协议</h3> GPL3.0开源 请在竞赛阶段填写 ↓ <h3 style="line-height:1.8;">*4、硬件部分</h3> <hr> 注：请前往<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件，文件完成后，相关文稿将自动生成至项目详情；这里可以详细说明您的项目实现原理和机制、注意事项、调试方法、测试方法等。推荐图文并茂的形式向别人介绍您的想法。 一：项目实验原理 <h3>1. 按键输入模块</h3> 由 <code>SW1-SW8</code> 共 8 个按键组成，每个按键串联一个电阻,用于设置不同频率 <ul> <li>功能：用于触发不同的 “音符” 或功能指令，通过按键按下时的电平变化，将输入信号传递给后续电路，实现对电子琴音色、音符的选择。</li> <li>原理：按键按下时，电路导通，产生特定的电平信号，作为电子琴的 “音符触发源”。串联的电阻起到限流、稳定电平的作用，避免按键按下时电流过大或电平波动。</li> </ul> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/VA5DHylYfOSQBrddJAsFm3DxAC4zAKo10GBaL6Sa.png" width="900" height="330" alt="VA5DHylYfOSQBrddJAsFm3DxAC4zAKo10GBaL6Sa.png"> 2.蜂鸣器驱动与音频产生模块 包含 <code>BUZZER</code>（蜂鸣器）、定时器 / 振荡器芯片（带有 <code>THRES</code>、<code>CONT</code>、<code>RESET</code> 引脚的芯片，常用于产生稳定频率的方波信号），配合电容 <code>C5</code>（10μF）、<code>C6</code>（10μF）、<code>C0</code>（100nF）及电阻 <code>R40</code>（1kΩ）。 <ul> <li>功能：产生不同频率的音频信号，驱动蜂鸣器发出对应音调的声音，实现电子琴的 “发声” 功能。</li> <li>原理：定时器芯片产生特定频率的方波，通过电容耦合（<code>C5</code>、<code>C6</code>）传递给蜂鸣器，使其振动发声；不同频率对应不同音符，从而模拟电子琴的多音效果。</li> </ul> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/E62ozsBt3NkcavSOLgBTbdRi2PIkuskfpO1UgxFC.png" width="900" height="503" alt="E62ozsBt3NkcavSOLgBTbdRi2PIkuskfpO1UgxFC.png"> 3.LED光柱显示模块 由 <code>LED13-LED16</code>（发光二极管）、三极管 <code>Q3-Q5</code>、<code>Q8</code>（作为开关管，放大电流以驱动 LED）、二极管 <code>D1-D3</code>（1N4148，用于信号导向或钳位），以及电阻 <code>R8-R15</code>、<code>R37</code>、<code>R7</code> 等组成。 <ul> <li>功能：根据电子琴的工作状态（如不同音符、音量等级）点亮不同的 LED，形成 “光柱” 视觉效果，直观反馈电子琴的运行状态。</li> <li>原理：三极管作为电流放大器，当基极接收到控制信号时，导通并驱动对应的 LED 点亮；多个 LED 配合不同的驱动逻辑，实现 “光柱” 的渐变或分级显示。</li> </ul> <h3>4. 电源滤波与电阻网络</h3> 电路中的电容（如 <code>C1</code>、<code>C10</code>、<code>C5</code> 等）主要用于电源滤波（稳定电压、滤除杂波）和信号耦合（传递交流信号、隔离直流）；电阻（如 <code>R1</code>、<code>R37</code>、<code>R7</code> 等）用于分压、限流，确保按键、LED、三极管等元件在安全的电流 / 电压范围内工作。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/fGoeAYvg04Xc7azGBpOm1QxU1lZsBZeBmmw6M2HK.png" width="919" height="477" alt="fGoeAYvg04Xc7azGBpOm1QxU1lZsBZeBmmw6M2HK.png"> 5.USB 供电与电源指示模块 <code>U1</code> 和 <code>U8</code> 为 USB TYPE-C 接口，用于为整个电路提供电源（如 <code>VC1</code>、<code>VCC</code> 电源网络）；<code>LED9</code>、<code>LED17</code> 为电源指示灯（型号 <code>NCD9003G1</code>），分别串联电阻 <code>R18</code>、<code>R34</code>（1kΩ）。 <ul> <li>功能：通过 USB 接口获取外部电源，为电路各模块供电；电源指示灯用于直观显示 USB 供电是否正常接通。</li> <li>原理：USB 接口输入电压后，经电阻限流后驱动 LED 发光，同时为后续电路（按键、蜂鸣器、LED 光柱）提供稳定电源。</li> </ul> <h3>6. 扩展接口与辅助模块</h3> <code>PZ254V-11-02P</code> 连接器（<code>H2</code>、<code>H3</code>）属于接插件，可能用于电路的扩展、调试或与外部设备的对接（如额外的输入输出、调试信号传输等。 <img src="//image.lceda.cn/pullimage/w0prdnYzFsGrC96d7W8Aof17BrbgKL7xcxArBgkR.png" width="449" height="553" alt="w0prdnYzFsGrC96d7W8Aof17BrbgKL7xcxArBgkR.png"> 二：注意事项 <ul> <li>按键（<code>SW1-SW8</code>）与串联电阻（<code>R23-R39</code>等）需匹配，电阻阻值误差过大可能导致按键电平异常，引发误触发；</li> <li>LED（<code>LED13~LED16</code>）的限流电阻（<code>R12~R15</code>等）需严格计算（公式：\(R = \frac{V_{CC} - V_{LED}}{I_{LED}}\)），防止电流过大烧 LED 或过小导致亮度不足；</li> <li>注意麦克风模块，可能会接收声音不够</li> </ul> 三：调试与测试方法 <ul> <li>先单独测试电源模块：验证 USB 供电后，<code>LED9</code>、<code>LED17</code>是否正常发光，电源电压是否稳定；</li> <li>再测试按键模块：逐个按下<code>SW1-SW8</code>，用检测蜂鸣器是否发生；</li> <li>接着测试蜂鸣器模块：触发按键后，蜂鸣器应发出对应频率的声音，可通过示波器观测振荡波形的频率是否准确</li> <li>最后测试LED 光柱模块：验证每个 LED 是否能被对应按键 / 信号驱动点亮，光柱显示是否与 “音符” 逻辑匹配。</li> </ul> <h3 style="line-height:1.8;"> </h3> <h3 style="line-height:1.8;">*5、软件部分</h3> <hr> 纯硬件结构 <h3 style="line-height:1.8;">*6、BOM清单</h3> <hr> 请输入内容… 注：项目涉及的BOM清单。在<a href="https://lceda.cn/editor" target="_blank">嘉立创EDA</a> 生成/上传设计文件后，BOM将自动生成至项目详情；建议包括型号、品牌、名称、封装、采购渠道、用途等内容。具体内容和形式应以表达清楚项目构成为准。 <img src="https://image.lceda.cn/oshwhub/pullImage/fed5ba3ff946483cb501b65048c73c71.png" alt="fed5ba3ff946483cb501b65048c73c71.png">附件已上传 <h3 style="line-height:1.8;">*7、大赛LOGO验证</h3> <hr> <img src="//image.lceda.cn/pullimage/CqVrEaQGo7G33hrQJLrYayfToP8sFexdXYAnGMel.jpeg" alt="" width="388" height="291"> <h3 style="line-height:1.8;">* 8、演示您的项目并录制成视频上传</h3> <hr> 视频要求：请横屏拍摄，分辨率不低于1280×720，格式Mp4/Mov，单个视频大小限100M内； 视频标题：立创电赛：{项目名称}-{视频模块名称}；如立创电赛：《自动驾驶》-团队介绍。 <a href="/posts/42551e8f2f2548cabc1c36626a42da94" target="_blank">前往查看更多详情＞</a> </div>