八音階發(fā)生器_簡易電子琴_課程設(shè)計 (2)

1、<p><b>　　一、設(shè)計目的</b></p><p>　　《電子信息工程專業(yè)方向》課程設(shè)計是一項重要的實踐性教育環(huán)節(jié)，是學(xué)生在完成本專業(yè)所有課程學(xué)習(xí)后必須接受的一項結(jié)合本專業(yè)方向的、系統(tǒng)的、綜合的工程訓(xùn)練。在教師指導(dǎo)下，運用工程的方法，通過一個較復(fù)雜課題的設(shè)計練習(xí)，可使學(xué)生通過綜合的系統(tǒng)設(shè)計，熟悉設(shè)計過程、設(shè)計要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計方法，掌握必須提交的各項工程文件。其

2、基本目的是：培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用電路設(shè)計和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實際分析和解決工程實際問題的能力，鞏固，加深和擴展有關(guān)電子類方面的知識。</p><p>　　通過課程設(shè)計，應(yīng)能加強學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：</p><p>　　(1)培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用已經(jīng)學(xué)過的理論和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題的能力。</p><p

3、>　　(2)學(xué)習(xí)較復(fù)雜的電子系統(tǒng)設(shè)計的一般方法，了解和掌握模擬、數(shù)字電路等知識解決電子信息方面常見實際問題的能力，由學(xué)生自行設(shè)計、自行制作和自行調(diào)試。</p><p>　　(3)進行基本技術(shù)技能訓(xùn)練，如基本儀器儀表的使用，常用元器件的識別、測量、熟練運用的能力，掌握設(shè)計資料、手冊、標準和規(guī)范以及使用仿真軟件、實驗設(shè)備進行調(diào)試和數(shù)據(jù)處理等。</p><p>　　(4)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

4、。</p><p><b>　　二、設(shè)計要求</b></p><p>　　1、每個音符的中心頻率偏移不大于5Hz</p><p>　　2、能發(fā)出1234567i八個音符，也可以是一個音階</p><p>　　3、音長由彈奏者自由控制</p><p>　　4、主要單元電路和元器件參數(shù)計算、選擇；&l

5、t;/p><p>　　5、畫出總體電路圖；</p><p>　　6、安裝自己設(shè)計的電路，按照自己設(shè)計的電路，在通用板上焊接。焊接完畢后，應(yīng)對照電路圖仔細檢查，看是否有錯接、漏接、虛焊的現(xiàn)象；</p><p><b>　　7、調(diào)試電路；</b></p><p>　　8.提交格式上符合要求，內(nèi)容完整的設(shè)計報告。</p&g

6、t;<p><b>　　三、總體設(shè)計</b></p><p>　　由555 電路組成的多諧振蕩器，它的振蕩頻率可以通過改變振蕩電路中RC 元件的數(shù)值進行改變。根據(jù)這一原理，通過設(shè)定一些不同的RC 數(shù)值并通過控制電路，按照一定的速度依次將不同值的RC 組件接入振蕩電路，就可以使振蕩電路按照設(shè)定的要求，有節(jié)奏地發(fā)陽已設(shè)定的音頻信號或音樂。</p><p>　

7、　3.1 簡易電子琴總框圖</p><p>　　圖1 簡易電子琴總框圖</p><p><b>　　3.2 電路圖</b></p><p>　　圖2 簡易電子琴電路圖</p><p>　　根據(jù)音樂音階信號的分析測量，根據(jù)音樂音階信號的分析測量，已知八個基本音階的頻率如下表:</p><p>　　

8、表1 各音階所對應(yīng)的頻率</p><p>　　若已知C的容量即可按照上述音階對應(yīng)的頻率來計算確定。根據(jù)555 振蕩電路的工作原理，音階振蕩器的振蕩頻率可由下式?jīng)Q定:</p><p>　　tPL=R2C1n2≈0.7R2C </p><p>　　tpH = (R1+R2)C1n2≈0.7(R1+R2)C </p><p>　　通過計算，各音階振

9、蕩頻率對應(yīng)的電阻值Ｒ２如下表:</p><p>　　表2 各音階所對應(yīng)的電阻值</p><p><b>　　四、單元電路設(shè)計</b></p><p>　　4.1 555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　555定時器一種模擬-數(shù)字混合式集成定時器，用它可以很方便的組成多諧振蕩器、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器等脈沖電路，在

10、工業(yè)控制等諸多方面有很廣泛的應(yīng)用。它的管腳圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p>　　圖3 555電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　其工作原理如下：比較器C1的反向輸入端U6(接引腳 6)稱為閾值輸入端，用TH來表示，比較器C2的同向輸入端U2(接引腳2)稱觸發(fā)輸入端，用TR標注。C1和C2的參考電壓(電壓比較的基準)UR1和UR2由電源UCC經(jīng)三個5kΩ的電阻分壓給出。當控制電壓輸入端UCO

11、懸空時，，；若UCO外接固定電壓，則。</p><p>　　RD為異步置 0 端（對應(yīng)管腳4），只要在RD端加入低電平，無論U6、U2的輸入電平如何，基本RS觸發(fā)器就置 0，電路輸出UO為零。平時處于高電平； 管腳6稱為高觸發(fā)端，該引腳的電平與作比較；管腳2稱為低觸發(fā)端，該引腳與作比較，所以在RD=1時，U6和U2有三種狀態(tài)組合。使555定時器電路的輸出UO有低電平0、保持和高電平1三種狀態(tài)。定時器的主要功能取

12、決于兩個比較器輸出對RS觸發(fā)器和放電管V1狀態(tài)的控制。555定時器功能如其功能表所示。</p><p>　　當時，比較器C1輸出為 0，C2輸出為 1，基本RS觸發(fā)器被置 0，V1導(dǎo)通，UO輸出為低電平。</p><p>　　當時，C1輸出為 1，C2 輸出為 0，基本RS觸發(fā)器被置 1，V1截止，UO輸出高電平。</p><p>　　當時，C1和C2輸出均為 1，

13、則基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)保持不變，因而V1和UO輸出狀態(tài)也維持不變，定時器輸出處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　表3 555定時器功能表</p><p>　　4.2 雙極型NE555定時器引腳圖及相關(guān)說明</p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p>　　1腳：GND(或Vss)外接電源負端VSS或接

14、地，一般情況下接地。</p><p><b>　　2腳：低觸發(fā)端。</b></p><p>　　3腳：OUT（或Vo）輸出端。</p><p>　　4腳：是直接清零端。當R端接低電平，則時基電路不工作，此時不論、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。</p><p>　　5腳：CO(或VC)為控制電

15、壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。</p><p>　　6腳：TH高觸發(fā)端。</p><p>　　7腳：D放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。</p><p>　　8腳：VCC(或VDD)外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5～16V，CMOS型時

16、基電路VCC的范圍為3～18V。一般用5V。</p><p>　　圖4 NE555定時器引腳圖</p><p><b>　　五、調(diào)試</b></p><p>　　電路安裝完畢后，先認真檢查接線是否正確，引腳是否虛焊，包括錯線、少線、多線。線路連接錯誤一般是因為接線時看錯引腳，或者改接時忘記去掉原來的舊線造成的，實驗查線是往往不易發(fā)現(xiàn)。首先按照

17、總電路圖檢查是否有引腳連接錯誤，連接短路，接著用萬用表依次檢測電路的焊接中是否有虛焊或者短路的情況。焊接時注意點，這種情況可以避免。</p><p>　　檢查完成后，只需注意輸入電壓不要過高，對應(yīng)12V即可，通過電阻的串并聯(lián)，按下按鈕開關(guān)后，有相應(yīng)的聲音發(fā)出。</p><p>　　六、電路測試及測試結(jié)果</p><p>　　由于設(shè)計電路本身的缺陷，當按下按鈕，基本能

18、夠發(fā)出1 2 3 4 5 6 7 i八個音階，但效果不是很好，有沙沙的聲音。</p><p><b>　　七. 設(shè)計總結(jié)</b></p><p>　　本次專業(yè)方向課程設(shè)計，在老師布置課題并講解了基本原理后，兩個星期以來我查閱了許多有關(guān)此設(shè)計的資料，并通過與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，以及向老師請教等方式，最終基本完成了此次課程設(shè)計。</p><p>　

19、　通過這次電子課程設(shè)計，對以前所學(xué)的電子電路知識既是鞏固又是發(fā)展，進一步理解并加深了對所學(xué)的模擬及數(shù)字電子技術(shù)的認識。學(xué)會了在實踐中運用理論，用理論來指導(dǎo)實踐，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實際的正確設(shè)計思想。通過對課題的設(shè)計，訓(xùn)練了運用所學(xué)的理論知識去思考問題并聯(lián)系理論實際解決問題的能力，提高了邏輯思維的能力。</p><p>　　總之，通過這次電子課程設(shè)計，培養(yǎng)了實際運用理論的能力，懂得理論聯(lián)系實際去處理問題，也培養(yǎng)了吃苦耐

20、勞的精神，為以后更好的學(xué)習(xí)和工作打下了結(jié)實的基礎(chǔ)，對于我們來說是一次難得的實踐機遇，也是一個寶貴的精神財富。</p><p><b>　　8.參考文獻</b></p><p>　　1． 趙淑范，王憲偉 電子技術(shù)實驗與課程設(shè)計； 清華大學(xué)出版社；2006-08</p><p>　　2． 康華光，陳大欽 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版）； 北

21、京高等教育出版社；1999-06</p><p>　　3． 康華光 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分； 高等教育出版社；2006</p><p>　　4． 童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第二版； 北京高等教育出版社</p><p>　　5． 陳永甫   《555集成電路應(yīng)用800例》； 電子工業(yè)出版社</p><p><b