八音階發(fā)生器_簡(jiǎn)易電子琴_課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　《電子信息工程專業(yè)方向》課程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的實(shí)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(xiàng)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(yùn)用工程的方法，通過(guò)一個(gè)較復(fù)雜課題的設(shè)計(jì)練習(xí)，可使學(xué)生通過(guò)綜合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、完成的工作內(nèi)容和具體的設(shè)計(jì)方法，掌握必須提交的各項(xiàng)工程文件。其

2、基本目的是：培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用電路設(shè)計(jì)和有關(guān)先修課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固，加深和擴(kuò)展有關(guān)電子類方面的知識(shí)。</p><p>　　通過(guò)課程設(shè)計(jì)，應(yīng)能加強(qiáng)學(xué)生如下能力的培養(yǎng)：</p><p>　　(1)培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問(wèn)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(jì)的一般方法，了解和掌握模擬、數(shù)字電路等知識(shí)解決電子信息方面常見(jiàn)實(shí)際問(wèn)題的能力，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)、自行制作和自行調(diào)試。</p><p>　　(3)進(jìn)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(shí)別、測(cè)量、熟練運(yùn)用的能力，掌握設(shè)計(jì)資料、手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范以及使用仿真軟件、實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)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(jì)要求</b></p><p>　　1、每個(gè)音符的中心頻率偏移不大于5Hz</p><p>　　2、能發(fā)出1234567i八個(gè)音符，也可以是一個(gè)音階</p><p>　　3、音長(zhǎng)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(jì)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(jì)的電路，按照自己設(shè)計(jì)的電路，在通用板上焊接。焊接完畢后，應(yīng)對(duì)照電路圖仔細(xì)檢查，看是否有錯(cuò)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(jì)報(bào)告。</p&g

6、t;<p><b>　　三、總體設(shè)計(jì)</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(guò)改變振蕩電路中RC 元件的數(shù)值進(jìn)行改變。根據(jù)這一原理，通過(guò)設(shè)定一些不同的RC 數(shù)值并通過(guò)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(yáng)已設(shè)定的音頻信號(hào)或音樂(lè)。</p><p>　

7、　3.1 簡(jiǎn)易電子琴總框圖</p><p>　　圖1 簡(jiǎn)易電子琴總框圖</p><p><b>　　3.2 電路圖</b></p><p>　　圖2 簡(jiǎn)易電子琴電路圖</p><p>　　根據(jù)音樂(lè)音階信號(hào)的分析測(cè)量，根據(jù)音樂(lè)音階信號(hào)的分析測(cè)量，已知八個(gè)基本音階的頻率如下表:</p><p>　　

8、表1 各音階所對(duì)應(yīng)的頻率</p><p>　　若已知C的容量即可按照上述音階對(duì)應(yīng)的頻率來(lái)計(jì)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(guò)計(jì)算，各音階振

9、蕩頻率對(duì)應(yīng)的電阻值Ｒ２如下表:</p><p>　　表2 各音階所對(duì)應(yīng)的電阻值</p><p><b>　　四、單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 555定時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　555定時(shí)器一種模擬-數(shù)字混合式集成定時(shí)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(lái)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(biāo)注。C1和C2的參考電壓(電壓比較的基準(zhǔn))UR1和UR2由電源UCC經(jīng)三個(gè)5kΩ的電阻分壓給出。當(dāng)控制電壓輸入端UCO

11、懸空時(shí)，，；若UCO外接固定電壓，則。</p><p>　　RD為異步置 0 端（對(duì)應(yīng)管腳4），只要在RD端加入低電平，無(wú)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(shí)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(shí)，U6和U2有三種狀態(tài)組合。使555定時(shí)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(shí)器的主要功能取

12、決于兩個(gè)比較器輸出對(duì)RS觸發(fā)器和放電管V1狀態(tài)的控制。555定時(shí)器功能如其功能表所示。</p><p>　　當(dāng)時(shí)，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(dāng)時(shí)，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(dāng)時(shí)，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(shí)器輸出處于高阻狀態(tài)。</p><p>　　表3 555定時(shí)器功能表</p><p>　　4.2 雙極型NE555定時(shí)器引腳圖及相關(guān)說(shuō)明</p><p><b>　　引腳功能：</b></p><p>　　1腳：GND(或Vss)外接電源負(fù)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(dāng)R端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)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?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，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(shí)器時(shí)電容的放電。</p><p>　　8腳：VCC(或VDD)外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5～16V，CMOS型時(shí)

16、基電路VCC的范圍為3～18V。一般用5V。</p><p>　　圖4 NE555定時(shí)器引腳圖</p><p><b>　　五、調(diào)試</b></p><p>　　電路安裝完畢后，先認(rèn)真檢查接線是否正確，引腳是否虛焊，包括錯(cuò)線、少線、多線。線路連接錯(cuò)誤一般是因?yàn)榻泳€時(shí)看錯(cuò)引腳，或者改接時(shí)忘記去掉原來(lái)的舊線造成的，實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤，連接短路，接著用萬(wàn)用表依次檢測(cè)電路的焊接中是否有虛焊或者短路的情況。焊接時(shí)注意點(diǎn)，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(guò)高，對(duì)應(yīng)12V即可，通過(guò)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(cè)試及測(cè)試結(jié)果</p><p>　　由于設(shè)計(jì)電路本身的缺陷，當(dāng)按下按鈕，基本能

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

19、　通過(guò)這次電子課程設(shè)計(jì)，對(duì)以前所學(xué)的電子電路知識(shí)既是鞏固又是發(fā)展，進(jìn)一步理解并加深了對(duì)所學(xué)的模擬及數(shù)字電子技術(shù)的認(rèn)識(shí)。學(xué)會(huì)了在實(shí)踐中運(yùn)用理論，用理論來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實(shí)際的正確設(shè)計(jì)思想。通過(guò)對(duì)課題的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練了運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)去思考問(wèn)題并聯(lián)系理論實(shí)際解決問(wèn)題的能力，提高了邏輯思維的能力。</p><p>　　總之，通過(guò)這次電子課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了實(shí)際運(yùn)用理論的能力，懂得理論聯(lián)系實(shí)際去處理問(wèn)題，也培養(yǎng)了吃苦耐

20、勞的精神，為以后更好的的學(xué)習(xí)和工作打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)是一次難得的實(shí)踐機(jī)遇，也是一個(gè)寶貴的精神財(cái)富。</p><p><b>　　8.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1． 趙淑范，王憲偉 電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)； 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）；

21、北京高等教育出版社；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(shī)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><