蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置的制造方法
【专利摘要】一种蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置,它具有对电路进行控制的FPGA电路；蜂鸣器驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路的输出端；控制电路，该电路与FPGA电路相连；乐曲存储电路，该电路与FPGA电路相连；PCI电路，该电路与FPGA电路相连；该装置设计合理、电路简单、集成度高、外围元件少、具有PCI接口便于与外围设备高速传输数据、数据处理速度快、可在线调试，可应用于实验室蜂鸣器乐曲演奏装置。
【专利说明】
蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置
技术领域
[0001]本实用新型属于电声乐器设备或装置技术领域，具体涉及到蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置。
【背景技术】
[0002]现实生活中，蜂鸣器在报警系统、声音提示系统应用较多，还可以用蜂鸣器做乐曲演奏，目前，学校也学这方面的知识，也有蜂鸣器发声或做乐曲演奏的实验平台。主要的乐曲演奏实验平台存在以下几种:1.基于单片机的蜂鸣器乐曲演奏实验平台；2.基于处理器的蜂鸣器乐曲演奏实验平台；3.基于FPGA的蜂鸣器乐曲演奏实验平台等。以上装置存以下不足:结构尺寸大，携带不方便；电路复杂，每一种平台的功能多，需要元器件较多；设计集成度不够，一个控制终端可以有多种实现电路，未整合;设计成本较高，浪费设计材料，整合电路成本少于独立电路成本和；调试不方便，不能在线调试，需要借助其它手段；电路设计不完善，未能设置一些故障电路，考察学生分析能力；未能激发学生的创新意识、提高学生认识，具有认识的片面性;未能充分锻炼学生实际动手能力；未能锻炼学生综合分析，应用知识的能力。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述蜂鸣器乐曲演奏装置的不足，提供一种设计合理、电路简单、集成度高、外围元件少、具有PCI接口便于与外围设备高速传输数据、数据处理速度快、可在线调试的蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置。
[0004]解决上述技术问题采用的技术方案是:它具有:对电路进行控制的FPGA电路;蜂鸣器驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路的输出端;控制电路，该电路与FPGA电路相连;乐曲存储电路，该电路与FPGA电路相连;PCI电路，该电路与FPGA电路相连。
[0005]本实用新型的FPGA电路为:集成电路Ul的124脚、125脚、128脚?133脚接控制电路，集成电路Ul的11脚和119脚、121和12脚接PCI电路，集成电路Ul的51脚通过电阻Rl6接3V电源并接开关SI的一端、49脚通过电阻R17接3V电源并接开关S2的一端、67脚通过电阻R18接3V电源并接开关S3的一端、16脚接晶振Yl的4脚，集成电路Ul的106脚?103脚、100脚、99脚、85脚?83脚、78脚?76脚接蜂鸣器驱动电路，集成电路Ul的74脚?72脚、57脚、56脚、86脚接乐曲存储电路，集成电路Ul的89脚、88脚、90脚、95脚依次接连接器Jl的I脚?4脚，集成电路Ul的94脚、15脚、117脚、64脚、55脚、46脚、126脚、135脚接1.5V电源，集成电路Ul的66脚、44脚、1 2脚、81脚、137脚、115脚、29脚、8脚接3V电源，集成电路UI的地端接地，晶振YI的电源端接3V电源、地端接地，连接器JI的5脚接地;集成电路Ul的型号为EPIC6T144C8，晶振Π的型号为JHY50M。
[0006]本实用新型的PCI电路为:集成电路U4的83脚?90脚、93脚?96脚、5脚?8脚、17脚?22脚、30脚、31脚、33脚?40脚、91脚和92脚、9脚、16脚、32脚、15脚、12脚?14脚、82脚、81脚依次接连接器J2的66脚、65脚、31脚、64脚、30脚?23脚、56脚、22脚、55脚、46脚、45脚、11脚、44脚、1脚、9脚、42脚、8脚、41脚、6脚、39脚、5脚、38脚、4脚、37脚、3脚、2脚、61脚、21脚、12脚、7脚、13脚、53脚、50脚、16脚、19脚、58脚，集成电路U4的10脚通过电阻R14接3V电源并接连接器J2的54脚、41脚接集成电路Ul的12脚和121脚、43脚接集成电路Ul的11脚和119脚、71脚接集成电路U6的5脚、11脚接集成电路U6的6脚、24脚接通过电阻R13接3V电源、54脚接晶振Xl的一端和电容Cl的一端、55脚接晶振Xl的另一端和电容C2的一端、电源端接3V电源、地端接地，集成电路U6的电源端接3 V电源、地端接地，电容C1、电容C2的另一端接地，连接器J2的15脚通过电阻R15接3V电源、36脚接连接器J2的43脚、17脚和51脚接3V电源、地端接地；集成电路U4的型号为CH353L、集成电路U6的型号为AT24C02。
[0007]由于本实用新型采用当按下开关SI，开关S2和开关S3断开，控制电路进行蜂鸣器乐曲演奏控制；当按下开关S2，开关SI和开关S3断开，PCI电路进行蜂鸣器乐曲演奏控制；当按下开关S3，开关SI和开关S2断开，FPGA电路进行蜂鸣器乐曲演奏控制，本装置电路简单、外围元器件少、集成度高、将不同的平台整合在一起、配套调整方便，电路采用多种控制手段，方便、快捷，实验功能性强，设计灵活可引导学生发散思维，具有PCI接口便于与外围设备高速传输数据、数据处理速度快、可在线调试，可应用于实验室蜂鸣器乐曲演奏装置。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型电气原理方框图。
[0009]图2是图1中FPGA电路和乐曲存储电路以及蜂鸣器驱动电路的电子线路原理图。
[0010]图3是图1中PCI电路和控制电路的电子线路原理图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明，但本实用新型不限于这些实施例。
[0012]实施例1
[0013]在图1中，本实用新型蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置由FPGA电路、PCI电路、乐曲存储电路、蜂鸣器驱动电路、控制电路连接构成，FPGA电路的输出端接蜂鸣器驱动电路输入端，控制电路与FPGA电路相连，PCI电路与FPGA电路相连，乐曲存储电路与FPGA电路相连。
[0014]在图2中，本实施例的FPGA电路由集成电路U1、电阻R16?电阻R18、开关SI?开关S3、晶振Y1、连接器JI连接构成，集成电路UI的型号为EPIC6T144C8，晶振YI的型号为JHY50M。集成电路UI的124脚、125脚、128脚?133脚接控制电路，集成电路UI的11脚和119脚、121和12脚接PCI电路，集成电路Ul的51脚通过电阻R16接3V电源并接开关SI的一端、49脚通过电阻R17接3V电源并接开关S2的一端、67脚通过电阻R18接3V电源并接开关S3的一端、16脚接晶振Yl的4脚，集成电路Ul的106脚?103脚、100脚、99脚、85脚?83脚、78脚?76脚接蜂鸣器驱动电路，集成电路Ul的74脚?72脚、57脚、56脚、86脚接乐曲存储电路，集成电路Ul的89脚、88脚、90脚、95脚依次接连接器Jl的I脚?4脚，集成电路Ul的94脚、15脚、117脚、64脚、55脚、46脚、126脚、135脚接1.5V电源，集成电路Ul的66脚、44脚、102脚、81脚、137脚、115脚、29脚、8脚接3V电源，集成电路UI的地端接地，晶振YI的电源端接3V电源、地端接地，连接器Jl的5脚接地。
[0015]在图2中，本实施例的蜂鸣器驱动电路由三极管Ql?三极管Q4、电阻Rl?电阻R4、扬声器SPl?扬声器SP4连接构成，三极管Ql?三极管Q4的型号为C8550。三极管Ql的基极通过电阻Rl接集成电路Ul的106脚?104脚、集电极接扬声器SPl的一端、发射极接地，三极管Q2的基极通过电阻R2接集成电路Ul的103脚和100脚以及99脚、集电极接扬声器SP2的一端、发射极接地，三极管Q3的基极通过电阻R3接集成电路Ul的85脚和84脚以及83脚、集电极接扬声器SP3的一端、发射极接地，三极管Q4的基极通过电阻R4接集成电路Ul的78脚?76脚、集电极接扬声器SP4的一端、发射极接地。
[0016]在图2中，本实施例的乐曲存储电路由集成电路U2、集成电路U3连接构成，集成电路U2、集成电路U3的型号为⑶25Q16。集成电路U2的5脚和2脚、I脚、6脚依次接集成电路UI的74脚?72脚、电源端接3V电源、地端接地，集成电路U3的5脚和2脚、I脚、6脚依次接集成电路Ul的57脚、56脚、86脚、电源端接3V电源、地端接地。
[0017]在图3中，本实施例的PCI电路由集成电路U4、集成电路U6、电容Cl、电容C2、电阻Rl3?电阻Rl5、晶振Xl、连接器J2连接构成，集成电路U4的型号为CH353L、集成电路U6的型号为AT24C02。集成电路U4的83脚?90脚、93脚?96脚、5脚?8脚、17脚?22脚、30脚、31脚、33脚?40脚、91脚和92脚、9脚、16脚、32脚、15脚、12脚?14脚、82脚、81脚依次接连接器J2的66脚、65脚、31脚、64脚、30脚?23脚、56脚、22脚、55脚、46脚、45脚、11脚、44脚、10脚、9脚、42脚、8脚、41脚、6脚、39脚、5脚、38脚、4脚、37脚、3脚、2脚、61脚、21脚、12脚、7脚、13脚、53脚、50脚、16脚、19脚、58脚，集成电路U4的10脚通过电阻R14接3V电源并接连接器J2的54脚、41脚接集成电路Ul的12脚和121脚、43脚接集成电路Ul的11脚和119脚、71脚接集成电路U6的5脚、11脚接集成电路1]6的6脚、24脚接通过电阻R13接3V电源、54脚接晶振Xl的一端和电容Cl的一端、55脚接晶振Xl的另一端和电容C2的一端、电源端接3V电源、地端接地，集成电路U6的电源端接3V电源、地端接地，电容Cl、电容C2的另一端接地，连接器J2的15脚通过电阻Rl 5接3V电源、36脚接连接器J2的43脚、17脚和51脚接3V电源、地端接地。
[0018]在图3中，本实施例的控制电路由集成电路U5、电阻R5?电阻Rl 2连接构成，集成电路U5的型号为C8051F021。集成电路U5的9脚?16脚依次通过电阻R5?电阻R12接集成电路Ul的124脚、125脚、128脚?133脚，集成电路U5的7脚和8脚短接、电源端接3V电源、地端接地。
[0019]本实用新型的工作原理如下:
[0020]系统上电，电路开始初始化工作。当按下开关SI，开关S2和开关S3断开，控制器电路工作。此时是用控制器进行蜂鸣器乐曲演奏控制。信号从集成电路U5的9脚?16脚输出，经过电阻R5?电阻R12输入到集成电路Ul的124脚、125脚、128脚?133脚，集成电路Ul接收到数据，并对数据处理:如果接收的数据是乐曲播放控制命令，启动蜂鸣器乐曲演奏控制时序。数据信号从集成电路U2的2脚输出，经集成电路Ul处理，信号从集成电路Ul的106脚?103脚、100脚、99脚、85脚?83脚、78脚?76脚输出，经电阻Rl?电阻R4、三极管Ql?三极管Q4，从扬声器SPl?扬声器SP4输出乐曲。如果接收的数据是乐曲数据接收命令，启动乐曲数据存储控制时序。将乐曲数据写入FLASH中，乐曲数据信号从集成电路Ul的74脚输出，输入到集成电路U2中。
[0021]当按下开关S2，开关SI和开关S3断开，PCI电路工作。此时是用PCI电路进行蜂鸣器乐曲演奏控制。PCI的控制数据从连接器J2输入，由连接器J2的弓丨脚66脚、65脚、31脚、64脚、30脚?23脚、56脚、22脚、55脚、46脚、45脚、11脚、44脚、10脚、9脚、42脚、8脚、41脚、6脚、39脚、5脚、38脚、4脚、37脚、3脚、2脚输出，输入到集成电路U4，经集成电路U4内部处理，数据从U4的41脚输出，输入到集成电路Ul，集成电路Ul接收数据，并对数据处理:如果接收的数据是乐曲播放控制命令，启动蜂鸣器乐曲演奏控制时序。数据信号从集成电路U3的2脚输出，经集成电路Ul处理，信号从集成电路Ul的106脚?104脚、103脚、100脚、99脚、85脚?83脚、78脚?76输出脚，经电阻Rl?电阻R4、三极管Ql?三极管Q4，从扬声器SPl?扬声器SP4输出乐曲。如果接收的数据是乐曲数据接收命令，启动乐曲数据存储控制时序。将乐曲数据写入FLASH中，乐曲数据信号从集成电路Ul的57脚输出，写入集成电路U3中。
[0022]当按下开关S3，开关SI和开关S2断开，FPGA电路工作。此时是用FPGA电路进行蜂鸣器乐曲演奏控制。由集成电路U4内部产生乐曲演奏控制逻辑，乐曲数据从集成电路Ul的106脚?104脚、103脚、100脚、99脚、85脚?83脚、78脚?76输出脚，经电阻Rl?电阻R4、三极管Ql?三极管Q4，从扬声器SPl?扬声器SP4输出乐曲。
【主权项】
1.一种蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置，其特征在于它具有: 对电路进行控制的FPGA电路； 蜂鸣器驱动电路，该电路的输入端接FPGA电路的输出端； 控制电路，该电路与FPGA电路相连； 乐曲存储电路，该电路与FPGA电路相连； PCI电路，该电路与FPGA电路相连。2.根据权利要求1所述的蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置，其特征在于所述的FPGA电路为:集成电路Ul的124脚、125脚、128脚?133脚接控制电路，集成电路Ul的11脚和119脚、121和12脚接PCI电路，集成电路Ul的51脚通过电阻R16接3V电源并接开关SI的一端、49脚通过电阻R17接3V电源并接开关S2的一端、67脚通过电阻R18接3V电源并接开关S3的一端、16脚接晶振Yl的4脚，集成电路Ul的106脚?103脚、100脚、99脚、85脚?83脚、78脚?76脚接蜂鸣器驱动电路，集成电路Ul的74脚?72脚、57脚、56脚、86脚接乐曲存储电路，集成电路Ul的89脚、88脚、90脚、95脚依次接连接器Jl的I脚?4脚，集成电路Ul的94脚、15脚、117脚、64脚、55脚、46脚、126脚、135脚接1.5V电源，集成电路Ul的66脚、44脚、102脚、81脚、137脚、115脚、29脚、8脚接3V电源，集成电路UI的地端接地，晶振YI的电源端接3V电源、地端接地，连接器JI的5脚接地;集成电路Ul的型号为EPIC6T144C8，晶振Yl的型号为JHY50M。3.根据权利要求1所述的蜂鸣器乐曲演奏综合控制装置，其特征在于所述的PCI电路为:集成电路U4的83脚?90脚、93脚?96脚、5脚?8脚、17脚?22脚、30脚、31脚、33脚?40脚、91脚和92脚、9脚、16脚、32脚、15脚、12脚?14脚、82脚、81脚依次接连接器J2的66脚、65脚、31脚、64脚、30脚?23脚、56脚、22脚、55脚、46脚、45脚、11脚、44脚、10脚、9脚、42脚、8脚、41脚、6脚、39脚、5脚、38脚、4脚、37脚、3脚、2脚、61脚、21脚、12脚、7脚、13脚、53脚、50脚、16脚、19脚、58脚，集成电路U4的10脚通过电阻R14接3V电源并接连接器J2的54脚、41脚接集成电路UI的12脚和121脚、43脚接集成电路Ul的11脚和119脚、71脚接集成电路U6的5脚、11脚接集成电路1]6的6脚、24脚接通过电阻R13接3V电源、54脚接晶振Xl的一端和电容Cl的一端、55脚接晶振Xl的另一端和电容C2的一端、电源端接3V电源、地端接地，集成电路U6的电源端接3V电源、地端接地，电容Cl、电容C2的另一端接地，连接器J2的15脚通过电阻R15接3V电源、36脚接连接器J2的43脚、17脚和51脚接3V电源、地端接地;集成电路U4的型号为CH353L、集成电路U6的型号为AT24C02。
【文档编号】G10K9/12GK205594374SQ201620310916
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月14日
【发明人】王彦军, 胡广涛, 王莜冬
【申请人】榆林学院