沈阳工程学院
课程设计
设计题目：简易电子琴
系别自控系班级测控本111班学生姓名学号
指导教师黄硕曲延华职称讲师
起止日期：年月日起——至年月日止
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目：简易电子琴
系别自控系班级测控本111班
学生姓名学号
指导教师黄硕曲延华职称讲师
课程设计进行地点： B座419 任务下达时间：年月日
起止日期：年月日起——至年月日止教研室主任曲延华年月日批准
简易电子琴
1 设计主要内容及要求
1.1 设计目的：(1) 掌握正弦振荡器的构成，原理与设计方法；
（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。
1.2 基本要求：（1）能生成基本七种声调的正弦波形，幅度>1V；
（2）有一定的带负载能力，输出电阻较小，能驱动喇叭发声；
（3）能有效抵制干扰，输出谐波分量<10%；
（4）集成运放构成。
1.3 发挥部分：（1）输出音量可调；
（2）调性可调节；
（3）其他。
2 设计过程及论文的基本要求：
2.1 设计过程的基本要求
（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2个方向：
（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。
2.2 课程设计论文的基本要求
（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A3，附录中的大图可以手绘，所有插图不允许复印。（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）。
3 时间进度安排
顺序阶段日期计划完成内容备注
1 2011.5.9 讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图打分
2 2011.5.10 检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误打分
3 2011.5.11 检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解接线图绘制及报告书写打分
4 2011.5.12 继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法，布置答辩打分
5 2011.5.13 答辩、写报告打分
2011.5.15
沈阳工程学院
模拟电子技术课程设计成绩评定表
系（部）：自控系班级：测控本111班学生姓名：
指导教师评审意见
评价内容具体要求权重评分
加权
分
调研论证能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案
和日程安排。
0.1 5 4 3 2
工作能力态度工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，能
够独立完成设计工作，
0.2 5 4 3 2
工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度
适宜。
0.2 5 4 3 2
说明书的质量
说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字
通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表
完备，书写工整规范。
0.5 5 4 3 2
指导教师评审成绩
（加权分合计乘以12）
分加权分合计
指导教师签名：年月日
评阅教师评审意见
评价内容具体要求权重评分
加权
分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力0.2 5 4 3 2 工作
量
工作量饱满，难度适中。0.5 5 4 3 2
说明书的质量说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字
通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表
完备，书写工整规范。
0.3 5 4 3 2 评阅教师评审成绩
（加权分合计乘以8）
分加权分合计
评阅教师签名：年月日
课程设计总评成绩分
摘要
随着科技的发展，人们生活水平的不断提高。现在大多数电子产品都趋向于数字化，智能化了。电子琴是高科技在音乐领域的一个代表，它是古典文化与现代文明的一个浓缩体。它不但可以帮助我们的音乐老师进行传统文化的教育教学工作，而且由于它又具备现代音乐，特别是电子音乐，电脑音乐的基本结构，特征，因而使我们的教师在进行现代音乐，电子音乐，电脑音乐的教学时，更直接，更简便。
电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色。本文设计停电子琴的思路主要内容就是通过集成电路运放进行放大，根据RC振荡电路，通过改变电容的不同来控制电子琴发声的音阶，其次是利用功率放大器对输出信号进行检测，可以得出输出频率，根据最后输出频率的大小可以得到发出什么样的音色。
设计方案包括五个模块，分别是开关部分：采用的是七键氏开关控制电路。起振部分：采用的是RC振荡电路。放大部分：TL084CN.。稳压部分，功率放大部分。
关键词RC振荡电路，集成电路运算放大器，稳压器，滑动变阻器，功率放大器。
目录
课程设计任务书 .................................... 错误！未定义书签。模拟电子技术课程设计成绩评定表................................................................................ I V 摘要............................................................... V 1 设计任务描述 (1)
1.1 设计题目：简易电子琴 (1)
1.2 设计要求： (1)
1.2.1 设计目的 (1)
1.2.2 基本要求 (1)
1.2.3 发挥部分 (1)
2 设计思路 (2)
3 设计方框图 (3)
4 各部分电路设计及参数计算 (4)
4.1各部分电路设计 (4)
4.1.1 开关控制部分 (4)
4.1.2集成运算放大器部分 (5)
4.1.3控制功率放大器部分 (6)
4.1.4功率放大器部分 (7)
4.2调节音阶的一些频率参数图 (7)
4.2.1低音七音阶对应的基本频率 (7)
4.2.2中音七音阶对应的基本频率 (8)
4.2.3高音七音阶对应的基本频率 (8)
5 对各音阶进行调节过程分析及图像 (8)
5.1 电子琴总电路图 (8)
5.2一阶调节数据及波形图 (9)
5.3二阶调节数据及波形图 (10)
5.4三阶调节数据及波形图 (11)
5.5四阶调节数据及波形图 (12)
5.6五阶调节数据及波形图 (13)
5.7六阶调节数据及波形图 (14)
5.8七阶调节数据及波形图 (14)
5.9低中高音的调节电路图 (14)
6 元器件清单 (17)
小结 (21)
致谢 (22)
参考文献 (23)
附录 (24)
A1 逻辑电路图..................................... 错误！未定义书签。4 A2 实线电路图 (25)
1 设计任务描述
1.1 设计题目：简易电子琴
1.2 设计要求：
1.2.1 设计目的
（1）掌握正弦振荡器的构成，原理与设计方法；
（2）熟悉模拟元件的选择，使用方法。
1.2.2 基本要求
（1）能生成基本七种声调的正弦波形，幅度>1V；
（2）有一定的带负载能力，输出电阻较小，能驱动喇叭发声；（3）能有效抵制干扰，输出谐波分量<10%；
（4）集成运放构成。
1.2.3 发挥部分
（1）输出音量可调；
（2）调性可调节；
（3）其他。
2 设计思路
本文的设计思路：首先就是根据RC振荡电路发生起振，各个音阶对应着一个固定的频率，在此次设计中，通过改变电容的大小来调节出不同音阶的频率从而达到发出各个不同音色的目的。在设计当中选择了最基本的低中高三种基本音调的七种基本音色来进行调节，为此，为了方便调节，选择了改变滑动变阻器来适当改变定值电阻的大小，在定值电阻固定之后，便可以通过改变电容来调节在那种音调下的七种基本发音。
在控制调节电容的改变时，运用了七键开关同时进行调节，同时也可以调节滑动变阻器来改变选择低中高哪种声调的发音。
运用集成运放外加一个稳压器来放大输入信号，在稳压器的设计中是通过两个1N4001GP倒向并联组成，起到稳压的作用。
在对功率放大器的设计中，由于在仿真软件中无法找到适合的原件，所以我利用了了两个TL084CN按照准确的连接方式并联在一起来代替功率放大器，同时为了便于调节功率放大器，在设计电路的前面放置了一个滑动变阻器。为此能够更好的调节发声的音量。
将各部分的结构都连成一个完整的电路图，在同时调节前边的两个七氏开关时，产生仿真的电路中，可以从后边的频率仪表上读出最后电路输出的频率多少，为了准确的得到设计中的音阶的频率，只能通过仿真对电容的大小进行调试，最后得到自己想要的频率。最后调试出来的频率便是音阶能够发出的频率声。
3 设计方框图
按键输入
RC振荡电路起振
集成运算放大器
功放调节器
图3.1原理方框图
4 各部分电路设计及参数计算
4.1各部分电路设计
4.1.1开关控制部分
图4.1.1音调控制开关构造
音调控制开关结构的设计：
电路如图4.1所示：通过对两个七氏开关调节，上下两部分的电容大小必须一致，并且开关调节的位置也要一致，一个电容的大小对应着一种音调的频率。
在开关连接之后，此电路图边为RC桥式电路图，发生起振从而产生输入信号。
4.1.2集成运算放大器部分
图4.1.2集成运算放大器构造
在电路中我们选择了TL084CN,及两个1N4001GP，R电阻构成了一个稳压器起到保护稳压作用。
4.1.3控制功率放大器部分
图4.1.3控制功放电路图构造
4.1.4功率放大器部分
图4.1.4功率放大器构造
如图4.1.4所示，由于仿真软件中没能找到适合的功率放大器，为此在电路设计中运用了两个TL084CN进行代替，按照如图进行准确的连接，起到了功率放大器的作用。
4.2调节音阶的一些频率参数图
4.2.1低音七音阶对应的基本频率如下表所示：
表 1 低音七音阶对应的基本频率
低音 1 2 3 4 5 6 7 频率/hz 264 297 330 352 396 440 495
4.2.2中音七音阶对应的基本频率如下表所示：
表2 中音七音阶对应的基本频率
中音 1 2 3 4 5 6 7 频率/hz 523 578 659 698 784 880 988
4.2.3高音七音阶对应的基本频率如下表所示：
表3 高音七音阶对应的基本频率
高音 1 2 3 4 5 6 7 频率/hz 1046 1175 1318 1397 1568 1760 1976
5 对各音阶进行调节过程分析及图像
为此以调节低音的七种基本音阶基本频率为例，其余类似：
5.1 电子琴总电路图所示
图5.1 电子琴电路图
5.2一阶调节数据及波形图：
5.3二阶调节数据及波形图：
开关二的单独电路图5.4三阶调节数据及波形图：
5.5四阶调节数据及波形图：
5.6五阶调节数据及波形图：
5.7六阶调节数据及波形图：
《基于FPGA的数字系统设计》项目设计文档 项目名称:基于VHDL的简易电子琴 姓名: 院系: 专业: 学号: 指导教师: 完成时间: 年6月20日基于FPGA的数字系统设计项目成绩评价表
指导教师: 年月日 目录
1 项目名称、内容与要求………………………………………4页 1.1 设计内容…………………………………………………4页 1.2 具体要求…………………………………………………4页 2 系统整体架构( Architecture Description) ………………4页 2.1 设计思路…………………………………………………4页 2.2 系统原理( 包含: 框图等阐述) 与设计说明等内容…4页 2.3 创新点与原创性内容……………………………………5页 3 系统设计(含HDL或原理图输入设计)………………………5页 注: 此部分包含主要逻辑单元、模块、源代码等内容 3.1 HDL 代码…………………………………………………5页 3.2 系统整体电路图( 或RTL级电路图) …………………7页 4 系统仿真( Simulation Waveform) …………………………7页 5 FPGA实现( FPGA Implementation) ………………………9页 6 总结( Closing) ……………………………………………10页参考书目( Reference) : …………………………………………11页附录( Appendix) : ………………………………………………12页
1、项目名称、内容与要求 1.1设计内容: 设计一个简易的八音符电子琴, 它可经过按键输入来控制音响。1.2 具体要求: 1、设计一个简易电子琴; 2、利用实验箱的脉冲源产生1, 2, 3, 。。。共7个或14个音阶信号; 3、用指示灯显示节拍; 4、*能产生颤音效果。 2、系统整体架构 2.1 设计思路 本课程设计目的在于灵活运用EDA技术编程实现一个简易电子琴, 它要求在实验箱上构造一个电子琴电路, 不同的音阶对应不同频率的正弦波。按下每个代表不同音阶的按键时, 能够发出对应频率的声音 2.2 系统原理 采用现场可编程逻辑器件( FPGA) 制作, 利用EDA软件中的VHDL硬件描述语言编程进行控制, 然后烧制实现。采用FPGA来设计的原理图如图1.1所示。它由控制输入电路、FPGA、显示电路和扬声器电路组成。
简易电子琴电路的制作 正文： 一、课程设计的目的 1.了解UA741芯片和DG4102芯片的逻辑功能。 2.学会使用示波器。 3.能够组装复杂的线路并调试。 4.能够熟练地焊接各个元器件到焊接实验板上。 5.了解音调的初步知识。 二、课程设计所用仪器 1.图1运算放大器UA741。 图1 DG4102型单片式集成功放电路结构外形图和管脚1和5为偏置(调零端)，2为反向输入端，3为正向输入端，4接负电（-Vcc），6为输出，7接正电源（+Vcc）, 8空脚 2.集成功放DG4102。 本实验采用DG4102型单片式集成功率放大电路，此集成电路是带散热片的14脚双列直插式塑料封装结构，其结构外形图和管脚如图2所示： 图2 DG4102型单片式集成功放电路结构外形图和管脚1——输出端， 6——反相输入端， 9——输入端，4、5——补偿电容， 10、
12——旁路电容， 13——自举电容，2、7、8、11——空脚， 3——接地， 14——电源电压（＋VCC ）。 3. 示波器、数字万用表、扬声器一只、焊接实验板、函数信号发生器、晶体三 极管（9013）、电阻器若干、电容器若干、按键式开关8只、电烙铁、焊锡丝、若干导线 三、课程设计的原理 （一）、简易电子琴电路设计原理 1、简易电子琴电路是将振荡电路与功率放大电路结合的产物。RC 振荡电路（如图3所示）是由RC 选频网络和同相比例运算电路组成，对不同频率的输入信号产生不同的响应。当RC f f π210==时 O U 和i U 同相，并且31==o i U U F 。而同相比例运算电路的电压放大倍数为11R R U U A F i O U +== , 可见，12R R F =时3=U A , 1=F A U 。O U 和i U 同相，也就是电路具有正反馈。起振时F A U >1, U A >3.随着振荡幅度的增大, U A 能自动减小，直到满足3=U A 或1=F A U 时,振幅达到稳定，以后可以自动稳幅。 R R F 图3 RC 振荡电路 2、功率放大电路的任务是将输入的电压信号进行功率放大，保证输出尽可能大的不失真功率，从而控制某种执行机构，如使扬声器发出声音、电机转动或仪表指示等等。
摘要 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器，它在音奏中已成为不可缺少的一部分。本文主要介绍运用555定时器制作简易电子琴的设计方法。该方法利用555定时器构成多谐振荡器，通过按键控制不同的RC组合应用多谐振荡器产生不同频率八个基本音阶的脉冲信号波，然后连到扬声器上，即可发出八音阶的音乐。在该设计中，利用了555定时器构成的多谐振荡器产生各音阶不同频率的脉冲，不仅仅使其频率调节更加方便，而且发出的声音稳定、饱满。 前言 (1) 第一章设计内容及要求 (2) 1.1 设计的基本原理 (2) 1.2 设计要求 (2) 第二章系统组成及工作原理 (3) 2.1 系统组成 (3) 2.1.1 按键模块 (3) 2.1.2音调发生模块 (3) 2.1.3音响模块 (4) 2.2 工作原理 (4) 2.2.1 NE555多谐振荡器 (5) 2.2.2 LM386集成功率放大器 (7) 第三章方案比较 (8) 3.1 方案一 (8) 3.2 方案二 (9) 3.3方案三 (10) 3.4方案分析与比较 (11) 第四章参数计算、器件选择 (12) 4.1 参数计算 (12) 4.2 器件选择 (12) 第五章系统调试及测试结果分析 (14) 5.1 系统调试 (18) 关键词：简易电子琴，555定时器，多谐振荡器，八个基本音阶 目录
5.2 硬件调试···················································19 2 5.3 测试结果与分析 (19) 前言 随着当代科学设计的发展，电子产品在人们的日常生活中占据着越来越多重要的地位。电子琴作为其中的一个典型代表，引领着许多孩子进入音乐的殿堂。因此，我们选择了简易电子琴这个题目来制作，因为它不仅能过提高实际动手能力，还与实际生活有着紧密的联系。 模拟电子技术基本教程是一门实践性很强的课程，而此次课程设计依据的理论基础是模拟电子技术基本教程，其主要目的是通过本课程的培养，启发学生的创造性思维，进一步探究书本知识。本课程设计是设计出一个电子产品，先焊接好，再进行检验。 在电子课程设计的过程中，系统的概念十分重要，熟悉从系统的层次分析问题、解决问题的方式。基本方法除了实验课中要求掌握的功能测试、故障排除等各种一般方法以外、要特别注重使用“电路拼装”的方法。课程设计的一般步骤如下：（1）、选择一个课题；（2）、查阅有关资料；（3）、进行可行论证；（4）、通过设计方案的比较，定出最优的设计方案；（5）、分解为多个模块；（6）、分别设计各个功能模块电路，并完成调试；（7）、组装成完整的数字系统；(8)、编写设计、安装、调试报告。 1 第一章设计原理及要求 1.1 设计的原理 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。 5.4 误差分析 (19) 实验小结及心得体会 (20) 结论······························································21 参考 文献·························································22 附录一····························································23 附录二···························································· 24 3
基于单片机的简易电子琴设计课程设计
湖南文理学院 课程设计报告 课程名称：单片机课程设计 专业班级：自动化10102班17号学生姓名：肖葵 指导教师：王南兰 完成时间：2013年 6 月13 日报告成绩： 湖南文理学院制
摘要 随着社会的发展进步，音乐逐渐成为人们生活中很重要的一部分，有人曾说喜欢音乐的人不会向恶。我们都会抽空欣赏世界名曲，作为对精神的洗礼。本论文设计一个基于单片机的简易电子琴。人们对于电子琴如何实现其功能，如音色选择、声音强弱控制、节拍器、自动放音功能等等也很好奇。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演着重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘、扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有16个按键和扬声器。本系统运行稳定，其优点是硬件电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高等，具有一定的实用和参考价值。 关键词：AT89S51；音色节拍器；电子琴
ABSTRACT With the development of our society, music has become an important part of life. There’s a saying goes that people who likes music cannot be an evil. During our life, we often enjoy all kinds of music in the world to baptize our spirits. This thesis has designed a simple microcontroller-based electronic key board. We are curious about the foundation of electronic keyboard, such as the choice of timber, the control of volume, the metrononme and automatic playback. The keyboard is a product of modern electronic technology combined with music, it is a new type of keyboard instruments. And it plays an important role in modern music. Single chip has a powerful control functions and flexible programming characteristics. It has converged with modern people's lives, become an irreplaceable part. The main content is AT89S51 control of the core components, Design of an electronic organ, single chip as a host to the core, with the keyboard, speakers and other core modules main control module, in the main control module has 16 keys and speakers. Stability of the system, its advantages are simple hardware circuits, software functions, control system reliability, high cost performance and have certain practical and reference value. Key words : single chip MCU keyboard speaker electronic organ
课程设计任务书学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。 可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据要求，完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试，鼓励自制稳压电源。 （2）设计要求 ①设计一简易电子琴电路，按下不同琴键即改变RC值，能发出C调的八个基本音阶，采 用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。已知八个基本音阶在C调时所对 ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原 理并仿真实现系统功能。 ④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。 指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1.模电课设概述 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的及意义 (1) 1.3开发环境proteus简介 (1) 2.电路原理 (3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择 (3) 2.2振荡条件 (4) 3.总体方案设计 (5) 3.1实验电路设计思路 (5) 3.2设计电路图 (6) 3.3实验参数选择 (6) 4.仿真曲线及结果分析 (7) 4.1仿真操作过程及曲线 (7) 4.2仿真结果分析 (14) 5.实物制作及仿真、实物的差异 (15) 5.1实物制作过程和调试过程 (15) 5.2 仿真、实物的差异 (16) 6.心得体会 (17) 7.元件清单 (18) 8.参考文献 (19)
设计简易电子琴 学号：031041108 学生姓名：冯桥专业（班级）：电子（11） 摘要：简易电子琴电路是以 NE555 时基电路为核心组成的多谐振荡器电路，由振荡器电路产生频率信号，再通过由 LM386 小功率集成功放为核心组成的功放电路，最后由扬声器输出信号，发出 8个不同频率的音符。 通过改变一组开关的通断可以发出不同的音符和音调，分别按下音符按键能发出 8 个不同频率的音符。 关键词：NE555 LM386 音调集成功放驱动 1 任务提出与方案论证 1.1 设计要求 1、要求有7个音阶，可以用数字芯片构成，也可由单片机构成。 2、用Multisim仿真。 3、搭建实体电路 要求掌握：数字电路的设计方法 1.2 方案论证 方案一： 基于RC振荡电路构成文氏电桥振荡电路，通过改变电阻或电容的值，可以得到不通的振荡频率，从而可以构建八音阶的电子琴系统。（注：通过此方法完成后只能发出一种声响，而且不能停止，是电路设计与链接问题。） 方案二： 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。 本设计选用第二种方法实现。
2 总体设计 2.1 系统总体组成··
·· 本系统主要由多谐振荡发生电路，扬声器及外部电路组成。通过按键开关接通电路产生振荡方波信号，通过改变电位器电阻的大小来调节振荡频率的大小；接着驱动扬声器发出声音。多谐振荡发生电路按住一个开关电路接通电路外部电容、电阻与555芯片构成多谐振荡电路进行循环的充放电，则输出脉冲矩形波信号。 2.2 总电路图
课程设计任务书 学生姓名：专业班级： 指导教师：工作单位：信息工程学院 题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。 可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器 要求完成的主要任务: （1）设计任务 根据要求，完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试，鼓励自制稳压电源。 （2）设计要求 ①设计一简易电子琴电路，按下不同琴键即改变RC值，能发出C调的八个基本音阶，采 用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。已知八个基本音阶在C调时所对 ②选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原 理并仿真实现系统功能。 ④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
目录 1.模电课设概述 (1) 1.1设计背景 (1) 1.2设计目的及意义 (1) 1.3开发环境proteus简介 (1) 2.电路原理 (3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择 (3) 2.2振荡条件 (4) 3.总体方案设计 (5) 3.1实验电路设计思路 (5) 3.2设计电路图 (6) 3.3实验参数选择 (6) 4.仿真曲线及结果分析 (7) 4.1仿真操作过程及曲线 (7) 4.2仿真结果分析 (14) 5.实物制作及仿真、实物的差异 (15) 5.1实物制作过程和调试过程 (15) 5.2 仿真、实物的差异 (16) 6.心得体会 (17) 7.元件清单 (18) 8.参考文献 (19)
proteus 7的使用及调试 定时器、中断、键盘接口数字电路、模拟电路的相关知识2、实现及编程 2.1程序框图 ) 2.2电路原理图
2.3程序内容 7个音调的产生方法 按k2让音调逆向输出 如何按k8+k2放出音乐和如何 让音乐停止 2.4汇编源程序 BUZZ EQU P2 BUZZ1 EQU P1.7 ORG OOOOH LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INT_T0 ORG 001BH LJMP TIME1 ORG 8000H MAIN: MOV SP,#90H MOV BUZZ,#0FFH MOV TMOD,#11H SETB ET0 SETB ET1 SETB EA CLR TR0 START: MOV R0, BUZZ CJNE R0,#0FFH,KEY1 CLR TR0 SJMP START KEY1: CJNE R0,#0FEH,KEY2 MOV 30H,#0FBH MOV 31H,#0E9H LJMP SET_TIMER KEY2: CJNE R0,#0FDH,KEY3 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#5CH LJMP SET_TIMER KEY3: CJNE R0,#0FBH,KEY4 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#0C1H LJMP SET_TIMER KEY4: CJNE R0,#0F7H,KEY5 MOV 30H,#0FCH MOV 31H,#0EFH LJMP SET_TIMER KEY5: CJNE R0,#0EFH,KEY6 MOV 30H,#0FDH MOV 31H,#045H LJMP SET_TIMER KEY6: 囉* 祖 1IU ■□■1l ? ■CkUJUfiia ▼"■VZ AfiJkAAl ■E * F Wi -54 ■U A JM "bn iunTb —- P XF 基于51单片机简易电子琴 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。 2 任务要求与总体设计方案 2.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 2.2 设计方案 2.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率较小，且价格低廉，所以，被广泛应用。 2.2.2 按键控制模块 课程设计 课程名称 题目名称 专业班级 学生姓名 学号 指导教师 二○--年月日 目录 1 设计任务书 (1) 2 电路总体设计 (2) 3 各部分电路设计 (3) 3.1 R、C选频网络电路的设计 (3) 3.2 波形产生电路 (4) 4 Multisim仿真与数据分析 (7) 5总结 (9) 6致谢 (10) 参考文献 (11) 附录A 总原理图 (12) 附录B 系统元器件清单 (13) 1 设计任务书 设计目的 （1）熟悉数字电子技术课程设计的方法和思想 （2）熟悉仿真软件Multisim使用 （3）进一步理解555多谐振荡器在设计过程中的使用 （4）熟悉555多谐振荡器的应用 （5）熟悉简易电子琴的设计方法和过程 设计思路 （1）先查询简易电子琴的七个音（各包括低、中、高三个音）的频率 （2）再设置充电电阻和固定电容，根据公式算出每个音阶对应电阻的阻值，从而确定R C选频网络电路。 （3）用多谐振荡器产生矩形脉冲驱动蜂鸣器发出不同声音 （4）用仿真软件中的虚拟仪器示波器和频率计测量每一个音阶的波形和频率。 2 电路总体设计 本电路主要是由RC选频网络电路和555定时器构成的多谐振荡器组成。因为设计要实现电子琴dou、ruai、mi、fa、suo、la、si七个音的发声。而每一个音都对应一个频率和电阻，所以通过设计不同的电阻和电容组成R、C选频电路。每一个频率经过多谐振荡器都会产生一个矩形脉冲。因为是在仿真软件中无法实现电子琴发声，采用示波器测量矩形波形和用频率计测量每一个选频网络中对应的每一个频率，再和实际数据相比较来判定发出的声音是否准确。该电路实现了dou、ruai、mi、fa、suo、la、si(各包括低、中、高三个音）的发声仿真。实现了简易电子琴的设计。电路整体框图如下： 图2.1 基本方框图 该电路具有原理简单、容易制作、调试方便等特点。能实现二十一种频率的方波且能驱动喇叭C调的二十一个音阶。其中，稳压电源可以由电脑提供。 简易电子琴 ——键盘控制电子音响发声、8x8点阵LED灯显示 实验报告 12281166 崔雪莹 12281161 安容巧 12281183 张佳悦 一、实验目的 1.了解小键盘的工作原理，学会如何使用小键盘进行控制，熟悉流程和代码编程； 2.了解电子音响的发声原理，会利用8253A级联方式控制其发出不同频率的声音； 3.了解8X8点阵LED灯的工作原理，学会显示想要显示的文字和图形； 4.实验结合8253,8259,8255和小键盘，8*8点阵的应用共同实现。 5.实验目的效果：小键盘触发按键，控制电子音响发出相应频率的声音，8X8点阵LED灯显示相应的内容。 二、实验内容 实验主要概述： 键盘控制实现两个音部（高音部、低音部）的发声，即： 当在键盘上按下‘0’、‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’、‘6’、‘7’时，电子音响发出不同频率的低音调，当在键盘上按下‘8’、‘9’、‘A’、‘B’、‘C’、‘D’、‘E’、‘F’时，电子音响发出不同频率的高音调。 同时，在8x8LED灯上显示相应音调对应的‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’、‘6’、‘7’、‘8’、‘9’、‘A’、‘B’、‘C’、‘D’、‘E’、‘F’。 1.小键盘按键的获取： 图1 小键盘原理图 小键盘按键获取原理： （1）判断是否有按键按下：若某行为低电平，此时该行某按键对应某列也为低电平，则说明该按键此时被按下。将8255A的A口PA0-PA3接行0到行3，B口的PB0-PB3接列0到列3。A口做输出，B口做输入。将A口输出设置为0000读取B口的此时的值，若不是全为1则说明有按键按下。无按键按下则等待。 （2）去抖动：延时，等待按键通断引起的抖动消失。延时后再读B端口，若还有按键闭合，则认为按键已确定。 （3）找到被按下的按键：用逐行扫描的方法读出此时按键相应的值。从第0行开始，输出0，顺序逐行扫描。每扫描一行，读入列线值，从0列开始，逐列检查是否为0。若为0，则表示该列有键按下；若为1，则表示无键按下。这样按顺序扫描每一行及其列值，直到找到为0列值，则该键就是被按下的键。计算按键编号。 （4）根据找到的键号，执行键号对应的程序。 2.电子音响发声 电子音响发声基本原理： 8253A的1工作方式和3方式配合可以产生占空比不同的输出方波，用这种波形可控制电子音响发出不同的音调。 使用通道0和通道2，通道0 的输出OUT0作为通道2的GATE2的门控信号；通道0工作在3方式，产生一定周期的方波信号，通道2 工作在1方式；1方式虽然不是周期输出，但是在GATE2信号上升沿周期出现时，1方式可以重新计数。通过对这两种工作方式的计数初值的合理设置，通道2可以产生不同频率的周期性信号，来控制扬声器的发声。 当3方式的方波周期大于1方式定时长度时，可通过改变1方式定时时间常数就可以改变方波的占空比（如下图2示）；当3方式的方波周期小于1方式定时长度时，1方式总处于定时期间（发声停止）。 图2 波形图 3.8x8点阵LED灯显示 8x8LED灯的工作原理： 只要在行线R1-R8加上高电平，在列线C1-C8加上低电平，则两线交叉点的LED就会发光。通过此原理我们计算出了‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、‘5’、‘6’、‘7’、‘8’、‘9’、‘A’、‘B’、‘C’、‘D’、‘E’、‘F’所对应的编码方案。并通过逐列扫描并延迟的方法实现字母的显示。 电子琴的设计 1 课题背景 单片微型计算机室大规模集成电路技术发展的产物，属于第四代电子计算机它具有高性能、高速度、体积小、价格低廉、稳定可靠、应用广泛的特点。他的应用必定导致传统的控制技术从根本上发生变革。因此，单片机的开发应用已成为高科技和工程领域的一项重大课题。 电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种新型的键盘乐器。它在现代音乐扮演重要的角色，单片机具有强大的控制功能和灵活的编程实现特性，它已经溶入现代人们的生活中，成为不可替代的一部分。本文的主要内容是用AT89S52单片机为核心控制元件，设计一个电子琴。以单片机作为主控核心，与键盘扬声器等模块组成核心主控制模块，在主控模块上设有8个按键，和一个复位按键。 主要对使用单片机设计简易电子琴进行了分析，并介绍了基于单片机电子琴硬件的组成。利用单片机产生不同频率来获得我们要求的音阶，最终可随意弹奏要表达的音符。并且分别从原理图，主要芯片，个模块原理及各莫奎的程序的调试来详细阐述。 一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我们就可以利用不同的频率的组合，构成我们想演奏的那首曲目。当然对于单片机来产生不同的频率非常方便，我们可以利用单片机的定时/计数器T0来产生这样的方波频率信号，因此，我们只要把一首歌曲的音阶对应频率关系编写正确就可以达到我们想要的曲目。一. 任务要求与总体设计方案 1.1 设计任务与要求 利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出7个不同的音调，而且有一个按键可以自动播放歌曲，要求按键按下时发声，松开延时一小段时间，中间再按别的键则发另外一音调的声音，当系统扫描到键盘按下，则快速检测出是哪一个按键被按下，然后单片机的定时器启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出相应的音调。如果在前一个按下的键发声的同时有另一个按键被按下，则启动中断系统。前面的发音停止，转到后按的键的发音程序。发出后按的键的音调。 1.2 设计方案 1.2.1 播放模块 播放模块是由喇叭构成，它几乎不存在噪声，音响效果较好，而且由于所需驱动功率 电子测量与电子电路实验课程设计 题目: 简易电子琴的设计和制作 姓名孙尚威学院电子工程学院 专业电子信息科学与技术 班级学号班内序号指导教师陈凌霄 2015年 4 月 目录 一、设计任务与要求 (3) 1.1 设计任务与要求 (3) 1.2 选题目的与意义 (3) 二、系统设计分析 (3) 2.1系统总体设计 (3) 2.2 系统单元电路设计 (4) 2.2.1 音频信号产生模块 (4) 2.2.2 功率放大电路 (7) 2.2.3 开关键入端（琴键） (8) 三、理论值计算 (9) 3.1 音阶频率对应表 (9) 3.2 键入电路电阻计算 (9) 四、电路设计与仿真 (10) 4.1 电路设计 (10) 4.2 Multisim仿真 (11) 五、实际电路焊接 (11) 六、系统调试 (13) 6.1 系统测试方案 (13) 6.2 运行结果分析 (14) 七、设计体会与实验总结 (15) 一、设计任务与要求 1.1 设计任务与要求 了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。设计并利用NE555集成运算电路以及外加电阻，电容在第一级产生不同频率的音乐，再利用LM386功率放大电路对音乐信号进行放大，最后通过扬声器产生21个音符。 1.2 选题目的与意义 （1）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程问题的能力。 （2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟，数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力。 （3）学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。 二、系统设计分析 2.1系统总体设计 由555电路组成的多谐振荡器，它的振荡频率可以通过改变振荡电路中的RC元件的数值进行改变。根据这一原理，通过设定一些不同的RC数值并通过控制电路，按照一定的规律依次将不同值的RC组件接 入振荡电路，就可以使振荡电路按照设定的需求，有节奏的发出已设定的音频信号，再利用LM386功率放大电路对音乐信号进行放大，最后通过扬声器产生音符。 图1：系统组成框图 2.2 系统单元电路设计 2.2.1 音频信号产生模块 利用NE555集成运算电路以及外加电阻，电容在第一级产生不同频率的音乐。555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。 模拟电子技术课程设计报告 题目名称：简易电子琴 姓名：黄鹏程 学号：150712165 班级： 15电本六班 指导教师：王爱乐 成绩： 工程技术学院 信息工程与自动化系 摘要 随着社会的发展进步，音乐已成为我们生活中很重要的一部分，电子琴则是一种很常见的键盘乐器，是现代电子科技和音乐结合的产物。在各个领域扮演很重要的角色，早已融入现代人们的日常生活中，成为不可替代的一部分。 简易电子琴主要是由8个按键控制，根据固定电阻的不同，从而产生不同的振荡频率，并且将信号放大后由扬声器输出声音。 为了能得到频率不同的波，波形产生部分首先使用了NE555芯片，从而得到振荡的正弦波；将信号传给LM386进行功率放大，使扬声器发出相应的音阶。分块调试测试电子琴，先是震荡电路的线路测试，再是功率放大电路的测试。 经过调试之后，焊接而成的作品能产生8个音调的不同振荡频率的音阶。 关键词：NE555 LM386 频率电子琴 目录 第一章设计任务.............................................. - 4 -1.1设计要求............................................................. - 4 - 1.2设计目的............................................................. - 4 - 1.3总体思想构图......................................................... - 5 -第二章系统组成及工作原理..................................... - 7 - 2.1 NE555简介........................................................... - 7 - 2.2逻辑符号............................................................. - 8 - 2.3 NE555部原理图....................................................... - 9 - 2.4逻辑功能............................................................ - 10 - 555定时器逻辑功能...................................................... - 10 - 2.5 LM386芯片介绍..................................................... - 12 - 2.5.1 外形、管脚排列及电路............................................. - 12 - 2.5.2 LM386主要性能指标................................................ - 12 - 2.6 简易电子琴系统组成.................................................. - 13 - 2.6.1 按键模块.......................................................... - 13 - 2.6.2音调发生模块...................................................... - 13 - 2.6.3音响模块.......................................................... - 13 - 2.7 简易电子琴的工作原理................................................ - 13 -第三章模块定路设计与参数计算................................ - 14 - 3.1波形发生部分........................................................ - 14 - 3.2功率放大部分........................................................ - 15 -第四章系统调试.............................................. - 17 - 4.1 调试步骤........................................................... - 17 - 4.2 调试过程........................................................... - 17 - 4.3 调试结论........................................................... - 17 -参考文献..................................................... - 18 - 附录.............................................. 错误!未定义书签。附录一:元器件清单............................................ 错误!未定义书签。附录二电路仿真.............................................. 错误!未定义书签。附录三制作作品原图......................................... 错误!未定义书签。 1. 模电课设概述 现在的电子琴一般使用PCM或AWM采样音源。所谓采样就是录制乐器的声音，将其数字化后存入ROM里，然后按下键时CPU回放该音。甚至有一些高级编曲键盘可以使用外置采样（比如Tyros 3的硬盘音色）。现代电子琴并非“模仿”乐器音色。它使用的就是真实乐器音色。当然，现在力度触感在电子琴里是必备的。而且现代电子琴还加上了老式电子琴的滤波器，振荡器，包络线控制来制造和编辑音色。甚至也带上了老式电子琴的FM 合成机构。 本次课程设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，按下不同琴键改变RC值，发出C调的八个基本音阶，采用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出音调，从而达到电子琴固有的基本功能。 2. Proteus软件简介 Proteus软件是由英国LabCenter Electronics公司开发的EDA工具软件，由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑器，它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。 Proteus软件的模拟仿真直接兼容厂商的SPICE模型，采用了扩充的SPICE3F5电路仿真模型，能够记录基于图表的频率特性、直流电的传输特性、参数的扫描、噪声的分析、傅里叶分析等，具有超过8000种的电路仿真模型。 Proteus软件支持许多通用的微控制器，如PIC、AVR、HC11以及8051；包含强大的调试工具，可对寄存器、存储器实时监测；具有断点调试功能及单步调试功能；具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。此外，Proteus可对IAR C-SPY、KEIL 等开发工具的源程序进行调试。 此外，在Proteus中配置了各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、频率计，便于测量和记录仿真的波形、数据。 3. 简易电子琴基本原理 3.1 音乐产生原理 由于一首音乐是许多不同的音阶组成的，而每个音阶对应着不同的频率，这样我 逗你玩 课程设计报告 课程名称：模拟电子技术课程设计 专业班级：电子信息工程（2）班 学生学号： 0705110931 学生姓名：夏柳 所属院部：信息技术学院 指导教师：王雪 20 08 ——20 09 学年第 2 学期 《模拟电子技术》课程设计报告 --------简易电子琴的制作 简易电子琴电路 摘要： 本课程设计以制作一个简易电子琴为最终结果，主要以硬件测试为主。首先进行电路分析，设计电路图，其次考虑所有可能出现的问题，完善电路图，再选择合适的器件，最后按照电路图线路搭试，调试测试，直至达到理想的目标。当然在这之前对焊点等要事先查阅资料，了解手工焊接技术；查阅有关4100芯片，741芯片的功能等参数，还有测试其芯片是否好坏的电路和方法；同时还要了解RC振荡电路，与其产生振荡的条件跟原理，选择稳幅电路，理解其稳幅的原理；当然还要计算八个音阶的产生的频率，再根据RC振荡电路计算电阻值，以便选择合适的电阻，这些都是课前准备。测试电子琴我们要一步一步的，首先是振荡电路的线路测试，其次选频电路的测试，功放电路的测试，最后再是总体测试，尽量消除噪音，使音质能够很清晰。这样电子琴我们就做好了。 关键图： 电子琴的主干图 第一部分：课前准备 1.1芯片性能指标 1.2手工焊接技术 1.3元件制作工艺 第二部分：设计方案及选定 2.1八个音阶的频率 2.2振荡电路的选择与设计 2.3八个电阻的选择 2.4稳幅方式的选择 2.5功率放大电路的设计 第三部分：简易电子琴电路的检测与误差分析 3.1芯片测试 3.2振荡电路测试 3.3电子琴的测试 第四部分：元器件清单 第五部分：心得体会 第六部分：参考文献 555简易电子琴电路制作 一设计要求与任务 1.学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。 2.了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。 二总体框图 、【模块功能】 该电路包括按钮开关，定值电阻，555振荡器和扬声器三部分组成， 1输入端：由八个按钮开关与各自的定值电阻串联在并联组成输入端2频率产生端：根据定值电阻的不同输入，由555产生不同的信号频率 3扬声器端口: 接受信号频率发出特定的频率 【设计方案】 555定时器 本实验采用两个555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由主振荡器，颤音振荡器，扬声器和琴键按钮等部分组成。 主振荡器由555定时器，七个琴键按钮S1~S7，外接电容C1、C2，外接电阻R8以及R1~R7等元件组成，颤音振荡器由555定时器，电容C5及R9、R10 等元件组成，颤音振荡器振荡频率较低为64Hz，若将其输出电压U连接到主振荡器555定时器复位端4，则主振荡器输出端出现颤音。 按图接线后闭合不同开关即可令喇叭发出不同频率的声响，从而模拟出电子琴的工作。 三选择器件 【实验器材】 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。 多谐振荡器的工作原理 多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。基于51单片机简易电子琴的课程设计
课程设计简易电子琴
汇编接口综合实验——简易电子琴实验
(完整版)基于51单片机简易电子琴的设计
北邮模电综合实验-简易电子琴的设计与实现.
简易电子琴设计说明
模电课程设计简易电子琴的设计
简易电子琴电路课程设计(模拟电路)
用 制作简易电子琴
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