简易电子琴
1 总体设计
1.1 设计要求
（1）具有 8 个音阶按键，每个音阶按键频率如图 1-1 所示。
图 1-1 音阶/频率对照
（2）每个按键对应 LED 显示。
（3）音阶信号经功放连接 8 欧姆扬声器，输出功率可达 1W。
（4）每个音阶输出音量一样。
（5）扬声器输出音量可调节，音量调节分为高、中、低三档，并进行档位
显示。
1.2 设计方案的论证
方案一：基于 RC 震荡电路构成文氏电桥震荡电路，通过改变电阻或电容的
值，可以得到不同的振荡频率，从而可以构建八音阶的电子琴系统。
方案二：基于 555 定时器可以构成单稳态触发器，而单稳态触发器仅有一个
稳态，故可以通过改变其暂态在一个周期内的时间长度以得到不同的频率，来构
建电子琴系统。
综合本文的设计要求和现有条件，本设计采用第二种方案来实现。
本设计为基于 NE555 定时器的电子琴，本质上就是由 NE555 构成的多谐振荡器，从而通
过使用按键改变阻值，进而产生不同频率的方波信号。下图中 U3 为无源蜂鸣器，无源蜂
鸣器在接收到不同频率的方波时可以产生不同频率的声音信号，从而实现电子琴的效果。
NE555 定时器产生方波的具体原理如下，电阻 R9 以及 R1-R8 和电容 C1 构成定时电
路。定时电容 C1 上的电压 UC 作为高触发端 TH（6 脚）和低触发端 TL（2 脚）的外触
发电压。放电端 D（7 脚）接在 R9 以及 R1-R8 之间。电压控制端 K（5 脚）不外接控制
电压而接入高频干扰旁路电容 C2。直接复位端 R（4 脚）接高电平，使 NE555 处于非复
位状态。
多谐振荡器的放电时间常数分别为：
tPH≈0.693×（R1+R2）×C1
tPL≈0.693×R2×C1
