腦洞大開！炫酷迷你激光豎琴

簡介：

雖然長相簡陋，不過還是很有意思的。只要伸手穿過豎琴，音調就會被“奏響”。

元器件清單：

編號 零件名稱 數量

1 12MHz晶振 1
2 10kΩ電阻 6
3 10μF電容 1
4 20針插座 1
5 AT89C2051 1
6 無源蜂鳴器 1
7 8550PNP三極管 1
8 1kΩ電阻 1
9 光敏電阻 5
10 3V激光管 5
11 電池盒 1
12 木塊 3
13 插針、插座 若干
14 銅座、螺絲 若干
15 洞洞板 1

結構說明

這個激光豎琴，用3個木塊構成，并用螺絲和熱熔膠固定成接近豎琴的形狀。

在上面的木塊上安裝5個3.0V激光管，并用熱熔膠固定在下面的木塊上。用0.8mm的鉆頭鉆洞，并安裝對應的5個光敏電阻，即組成基本的基座。然后，在合適的地方放置5號電池盒，也用熱熔膠固定。最后，根據電源原理圖，把對應的引線和插座連接，以方便后期的連接和升級。最后，再與電路板底座連接。底座的電路我先后做了兩種，分別采用的是AT89C2051和ATMEGA8這兩款單片機。當然，性能和效果也是不同的。由于材料有限，我只做了5根弦的作品。

這次制作焊接非常簡單，都是DIP的元器件，根據原理圖使用絕緣套線，連接對應引腳即可。

電路原理

光敏電阻在室內光線下的阻值約20kΩ。當受到激光管照射時，它的電阻將小于1kΩ。于是，筆者用10kΩ的電阻和光敏電阻串聯(lián)，進行分壓。當有激光照射時，單片機讀取光敏電阻的電壓（3/11，約 0.27V），此時它的邏輯電平為0。當無激光照射時，單片機讀取光敏電阻的電壓，約（3/30）×20=2V，這時它的邏輯電平為1。

這樣，當我們遮擋激光的光線時，就能在電路中產生開關的效果。音符是如何產生的呢？人耳能聽到的聲音頻率為20Hz~20kHz，豎琴音符頻率當然也在這個范圍。只是，不同的音符，有著自己固定的頻率。通過51單片機自帶的16位定時器就可以產生上述音頻。例如豎琴的標準音la為440Hz。通過計算可知，它的半周期為1136μs。這樣，只要在半周期時跳變引腳電平，就可以產生440Hz的方波了。再經過電聲轉換元件（蜂鳴器），就可以產生標準音la 了，其他音符也是這樣產生的。

51單片機底板

AVR單片機底板

激光豎琴的結構

采用51單片機的電路使用了AT89C2051單片機，在P3.7引腳上連接發(fā)聲元件，即無源蜂鳴器。通過三極管放大電流，使音樂更響亮。其余部分是51 單片機的最小系統(tǒng)。電路的電源用2節(jié)5號電池。大家可能會認為，這個音符沒有音色啊。因此，我又對這個51單片機做的發(fā)聲底座進行了改變，用M8單片機重新設計了發(fā)聲的底座。使用新設計的M8單片機電路，我們可以將音色文件放到SD卡中，大家根據自己的喜好，放入喜歡的音符，如鋼琴、二胡、吉他等。不過，音符需要自己用電腦事先錄制，并保存為8位的WAV文件，文件名為D、R、M、F、S、L、X。程序會判斷哪根激光被阻擋，播放相應的音符文件。聲音通過 M8單片機的OC1A、OC1B產生。只要把音頻輸出的OCR1A、OCR1B和音響或耳機連接，就能聽到響亮的音符了。