CN209858953U - 一种基于单片机的电子节拍器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的电子节拍器，包括单片机U1，单片机U1的输入端电连接有电源模块、复位电路和晶振电路，单片机U1的输入端还电连接有节拍速度控制电路，单片机U1的输出端电连接有蜂鸣器模块，单片机U1控制各个模块协调配合，电源模块为单片机U1、复位电路和蜂鸣器模块供电，复位电路使得单片机U1从头执行程序，防止单片机U1运行程序异常，晶振电路提供单片机U1所必须的时钟频率，节拍速度控制电路控制节拍速度，蜂鸣器模块发出具有一定节奏的节拍声，构造简单，驱动方便，实用性强，生产成本低。

Description

一种基于单片机的电子节拍器

技术领域

本实用新型涉及一种节拍器，特别是一种基于单片机的电子节拍器。

背景技术

节拍器能以各种速度制造一种稳定的节拍，可用于辅助音乐学习，节拍器可以通过机械结构实现，但是设计机械结构的难度比较大，实现比较困难，构造比较复杂，组装不方便，维修困难，容易导致生产出来的节拍器体积较大，为此，电子节拍器应运而生，为了提供更多的功能，目前的电子节拍器设计得比较复杂，比如增加语音控制功能和灯光照明功能等，无疑使得电子节拍器的设计更复杂，生产成本更高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种设计简单、成本低的基于单片机的电子节拍器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于单片机的电子节拍器，包括单片机U1，所述单片机U1的输入端电连接有电源模块、复位电路和晶振电路，所述单片机U1的输入端还电连接有节拍速度控制电路，所述单片机U1的输出端电连接有蜂鸣器模块。

所述单片机U1的输出端还电连接有节拍速度显示模块。

所述电源模块包括电源接口USB1、发光二极管D2和电阻R15，所述电源接口USB1的1引脚分四路，第一路接所述发光二极管D2的正极，第二路接所述复位电路的电源正极输入端，第三路接所述蜂鸣器模块，第四路接所述节拍速度显示模块的电源正极输入端，所述电源接口USB1的2引脚接地，所述发光二极管D2的负极通过所述电阻R15接地。

所述复位电路包括极性电容C1、开关S1和电阻R1，所述极性电容C1的正极接所述电源接口USB1的1引脚和发光二极管D2的正极之间的节点，所述极性电容C1的负极分三路，第一路接所述开关S1的一端，第二路接所述单片机U1的9引脚，第三路通过所述电阻R1接地，所述开关S1的另一端接所述极性电容C1的正极和电源接口USB1的1引脚之间的节点。

所述晶振电路包括晶振Y1、电容C2和电容C3，所述晶振Y1的一端分两路，一路接所述单片机U1的18引脚，另一路接所述电容C2的一端，所述晶振Y1的另一端分两路，一路接所述单片机U1的19引脚，另一路接所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分三路，第一路接所述单片机U1的20引脚，第二路接地，第三路接所述电容C2的另一端。

所述节拍速度控制电路包括按键S2和按键S3，所述按键S2的一端接所述单片机U1的12引脚，所述按键S3的一端接所述单片机U1的13引脚，所述按键S2的另一端和按键S3的另一端同时接地。

所述蜂鸣器模块包括蜂鸣器LS1、发光二极管D1、PNP型三极管Q1和电阻R12，所述发光二极管D1的正极分三路，第一路接所述极性电容C1的正极和开关S1的另一端之间的节点，第二路接所述单片机U1的40引脚，第三路接所述蜂鸣器LS1的一端，所述发光二极管D1的负极分两路，一路接所述单片机U1的27引脚，另一路通过所述电阻R12接所述PNP型三极管Q1的基极，所述PNP型三极管Q1的发射极接所述蜂鸣器LS1的另一端，所述PNP型三极管Q1的集电极接地。

所述节拍速度显示模块包括双位数码管U2、PNP型三极管Q2、PNP型三极管Q3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述PNP型三极管Q2的发射极分两路，一路接所述单片机U1的40引脚和发光二极管D1的正极之间的节点，另一路接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述电阻R11接所述单片机U1的30引脚，所述PNP型三极管Q2的集电极分两路，一路接所述双位数码管U2的位选端2，另一路接所述电阻R13的一端，所述PNP型三极管Q3的基极通过所述电阻R10接所述单片机U1的31引脚，所述PNP型三极管Q3的集电极分两路，一路接所述双位数码管U2的位选端1，另一路接所述电阻R14的一端，所述电阻R13的另一端和电阻R14的另一端同时接地，所述双位数码管U2的a端通过所述电阻R2接所述单片机U1的39引脚，所述双位数码管U2的b端通过所述电阻R3接所述单片机U1的38引脚，所述双位数码管U2的c端通过所述电阻R4接所述单片机U1的37引脚，所述双位数码管U2的d端通过所述电阻R5接所述单片机U1的36引脚，所述双位数码管U2的e端通过所述电阻R6接所述单片机U1的35引脚，所述双位数码管U2的f端通过所述电阻R7接所述单片机U1的34引脚，所述双位数码管U2的g端通过所述电阻R8接所述单片机U1的33引脚，所述双位数码管U2的dp端通过所述电阻R9接所述单片机U1的32引脚。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的单片机U1控制各个模块协调配合，电源模块为单片机U1、复位电路和蜂鸣器模块供电，复位电路使得单片机U1从头执行程序，防止单片机U1运行程序异常，晶振电路提供单片机U1所必须的时钟频率，节拍速度控制电路控制节拍速度，蜂鸣器模块发出具有一定节奏的节拍声，构造简单，驱动方便，实用性强，生产成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的系统原理框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

参照图1、图2，一种基于单片机的电子节拍器，包括单片机U1，所述单片机U1的输入端电连接有电源模块、复位电路和晶振电路，所述单片机U1的输入端还电连接有节拍速度控制电路，所述单片机U1的输出端电连接有蜂鸣器模块，单片机U1控制各个模块协调配合，电源模块为单片机U1、复位电路和蜂鸣器模块供电，复位电路使得单片机U1从头执行程序，防止单片机U1运行程序异常，晶振电路提供单片机U1所必须的时钟频率，节拍速度控制电路控制节拍速度，蜂鸣器模块发出具有一定节奏的节拍声，构造简单，驱动方便，实用性强，生产成本低，在本实施例中，所述单片机U1的型号为STC89C52,具有成本低和功耗低等优点，开发简单，该型号的单片机能满足本实用新型对于处理器性能的要求。

所述单片机U1的输出端还电连接有节拍速度显示模块，所述节拍速度显示模块通过所述显示区域2显示目前的节拍速度。

所述电源模块包括电源接口USB1、发光二极管D2和电阻R15，所述电源接口USB1的1引脚分四路，第一路接所述发光二极管D2的正极，第二路接所述复位电路的电源正极输入端，第三路接所述蜂鸣器模块，第四路接所述节拍速度显示模块的电源正极输入端，所述电源接口USB1的2引脚接地，所述发光二极管D2的负极通过所述电阻R15接地，所述发光二极管D2作为电源指示灯，通过发光二极管D2即可了解所述电源模块是否正常功能，简单，实用，所述电阻R15为限流电阻，防止电流过大损坏所述发光二极管D2。

所述复位电路包括极性电容C1、开关S1和电阻R1，所述极性电容C1的正极接所述电源接口USB1的1引脚和发光二极管D2的正极之间的节点，所述极性电容C1的负极分三路，第一路接所述开关S1的一端，第二路接所述单片机U1的9引脚，第三路通过所述电阻R1接地，所述开关S1的另一端接所述极性电容C1的正极和电源接口USB1的1引脚之间的节点，单片机U1的9引脚为复位信号输入端，输入高电平即可复位，因此，当所述开关S1闭合时，单片机U1的9引脚输入高电平，从而使得单片机U1复位，当不需要复位时，开关S1断开即可，一旦复位，单片机U1从头执行程序，防止单片机U1运行程序发生异常。

所述晶振电路包括晶振Y1、电容C2和电容C3，所述晶振Y1的一端分两路，一路接所述单片机U1的18引脚，另一路接所述电容C2的一端，所述晶振Y1的另一端分两路，一路接所述单片机U1的19引脚，另一路接所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分三路，第一路接所述单片机U1的20引脚，第二路接地，第三路接所述电容C2的另一端，所述晶振Y1的两端设置并联电容(电容C2和电容C3)形成并联谐振电路，为单片机U1提供所需要的时钟频率。

所述节拍速度控制电路包括按键S2和按键S3，所述按键S2的一端接所述单片机U1的12引脚，所述按键S3的一端接所述单片机U1的13引脚，所述按键S2的另一端和按键S3的另一端同时接地，在本实施例中，所述按键S2为节拍速度增加按键，一旦按下，那么当前的节拍速度就会加快，所述按键S3为节拍速度减慢按键，一旦按下，那么当前的节拍速度就会减慢且通过所述节拍速度显示模块显示，相互配合，使用方便。

所述蜂鸣器模块包括蜂鸣器LS1、发光二极管D1、PNP型三极管Q1和电阻R12，所述发光二极管D1的正极分三路，第一路接所述极性电容C1的正极和开关S1的另一端之间的节点，第二路接所述单片机U1的40引脚，第三路接所述蜂鸣器LS1的一端，所述发光二极管D1的负极分两路，一路接所述单片机U1的27引脚，另一路通过所述电阻R12接所述PNP型三极管Q1的基极，所述PNP型三极管Q1的发射极接所述蜂鸣器LS1的另一端，所述PNP型三极管Q1的集电极接地，所述蜂鸣器LS1为无源蜂鸣器，通过PWM驱动，所述PNP型三极管Q1放大单片机U1的驱动信号，从而驱动蜂鸣器LS1发出有一定节拍速度的节拍声。

所述节拍速度显示模块包括双位数码管U2、PNP型三极管Q2、PNP型三极管Q3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述PNP型三极管Q2的发射极分两路，一路接所述单片机U1的40引脚和发光二极管D1的正极之间的节点，另一路接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述电阻R11接所述单片机U1的30引脚，所述PNP型三极管Q2的集电极分两路，一路接所述双位数码管U2的位选端2，另一路接所述电阻R13的一端，所述PNP型三极管Q3的基极通过所述电阻R10接所述单片机U1的31引脚，所述PNP型三极管Q3的集电极分两路，一路接所述双位数码管U2的位选端1，另一路接所述电阻R14的一端，所述电阻R13的另一端和电阻R14的另一端同时接地，所述双位数码管U2的a端通过所述电阻R2接所述单片机U1的39引脚，所述双位数码管U2的b端通过所述电阻R3接所述单片机U1的38引脚，所述双位数码管U2的c端通过所述电阻R4接所述单片机U1的37引脚，所述双位数码管U2的d端通过所述电阻R5接所述单片机U1的36引脚，所述双位数码管U2的e端通过所述电阻R6接所述单片机U1的35引脚，所述双位数码管U2的f端通过所述电阻R7接所述单片机U1的34引脚，所述双位数码管U2的g端通过所述电阻R8接所述单片机U1的33引脚，所述双位数码管U2的dp端通过所述电阻R9接所述单片机U1的32引脚，在本实施例中，所述双位数码管由两个共阴数码管组成，所述电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9均为上拉电阻，用于驱动数码管，采用动态扫描的方式，通过所述双位数码管U2的位选端1和所述双位数码管U2的位选端2选择第一位或者第二位的数码管(PNP型三极管Q2的集电极或者PNP型三极管Q3的集电极输出低电平电流即可选择对应的数码管)，单片机输出控制信号，双位数码管U2的a端、b端、c端、d端、e端、f端和g端接收到该控制信号，根据该控制信号，所述双位数码管U2显示对应数字(包括0,1,2，3，4,5,6,7,8,9)，双位数码管U2的dp端决定双位数码管U2是否显示小数点，从而控制每个数码管的显示内容，双位数码管U2已经能满足本实用新型的显示需求，成本低，驱动方便。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种基于单片机的电子节拍器，包括单片机U1，所述单片机U1的输入端电连接有电源模块、复位电路和晶振电路，其特征在于所述单片机U1的输入端还电连接有节拍速度控制电路，所述单片机U1的输出端电连接有蜂鸣器模块。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述单片机U1的输出端还电连接有节拍速度显示模块。

3.根据权利要求2所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述电源模块包括电源接口USB1、发光二极管D2和电阻R15，所述电源接口USB1的1引脚分四路，第一路接所述发光二极管D2的正极，第二路接所述复位电路的电源正极输入端，第三路接所述蜂鸣器模块，第四路接所述节拍速度显示模块的电源正极输入端，所述电源接口USB1的2引脚接地，所述发光二极管D2的负极通过所述电阻R15接地。

4.根据权利要求3所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述复位电路包括极性电容C1、开关S1和电阻R1，所述极性电容C1的正极接所述电源接口USB1的1引脚和发光二极管D2的正极之间的节点，所述极性电容C1的负极分三路，第一路接所述开关S1的一端，第二路接所述单片机U1的9引脚，第三路通过所述电阻R1接地，所述开关S1的另一端接所述极性电容C1的正极和电源接口USB1的1引脚之间的节点。

5.根据权利要求1所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述晶振电路包括晶振Y1、电容C2和电容C3，所述晶振Y1的一端分两路，一路接所述单片机U1的18引脚，另一路接所述电容C2的一端，所述晶振Y1的另一端分两路，一路接所述单片机U1的19引脚，另一路接所述电容C3的一端，所述电容C3的另一端分三路，第一路接所述单片机U1的20引脚，第二路接地，第三路接所述电容C2的另一端。

6.根据权利要求1所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述节拍速度控制电路包括按键S2和按键S3，所述按键S2的一端接所述单片机U1的12引脚，所述按键S3的一端接所述单片机U1的13引脚，所述按键S2的另一端和按键S3的另一端同时接地。

7.根据权利要求4所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述蜂鸣器模块包括蜂鸣器LS1、发光二极管D1、PNP型三极管Q1和电阻R12，所述发光二极管D1的正极分三路，第一路接所述极性电容C1的正极和开关S1的另一端之间的节点，第二路接所述单片机U1的40引脚，第三路接所述蜂鸣器LS1的一端，所述发光二极管D1的负极分两路，一路接所述单片机U1的27引脚，另一路通过所述电阻R12接所述PNP型三极管Q1的基极，所述PNP型三极管Q1的发射极接所述蜂鸣器LS1的另一端，所述PNP型三极管Q1的集电极接地。

8.根据权利要求5所述的基于单片机的电子节拍器，其特征在于所述节拍速度显示模块包括双位数码管U2、PNP型三极管Q2、PNP型三极管Q3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13和电阻R14，所述PNP型三极管Q2的发射极分两路，一路接所述单片机U1的40引脚和发光二极管D1的正极之间的节点，另一路接所述PNP型三极管Q3的发射极，所述PNP型三极管Q2的基极通过所述电阻R11接所述单片机U1的30引脚，所述PNP型三极管Q2的集电极分两路，一路接所述双位数码管U2的位选端2，另一路接所述电阻R13的一端，所述PNP型三极管Q3的基极通过所述电阻R10接所述单片机U1的31引脚，所述PNP型三极管Q3的集电极分两路，一路接所述双位数码管U2的位选端1，另一路接所述电阻R14的一端，所述电阻R13的另一端和电阻R14的另一端同时接地，所述双位数码管U2的a端通过所述电阻R2接所述单片机U1的39引脚，所述双位数码管U2的b端通过所述电阻R3接所述单片机U1的38引脚，所述双位数码管U2的c端通过所述电阻R4接所述单片机U1的37引脚，所述双位数码管U2的d端通过所述电阻R5接所述单片机U1的36引脚，所述双位数码管U2的e端通过所述电阻R6接所述单片机U1的35引脚，所述双位数码管U2的f端通过所述电阻R7接所述单片机U1的34引脚，所述双位数码管U2的g端通过所述电阻R8接所述单片机U1的33引脚，所述双位数码管U2的dp端通过所述电阻R9接所述单片机U1的32引脚。