簡(jiǎn)易電子琴課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　簡(jiǎn)易電子琴電路的設(shè)計(jì)與制作</p><p><b>　　一·實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　1、將課程的理論知識(shí)轉(zhuǎn)換為技能。</p><p>　　2、掌握簡(jiǎn)易電子琴的組成原理及設(shè)計(jì)方法。 </p><p>　　3、掌握集成555定時(shí)器應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)、制作與調(diào)試方法。</p>

2、;<p>　　4、掌握制作電子電路的技能。</p><p>　　5、進(jìn)一步熟悉常用電子器件的類型和特性，并掌握合理選用的原則， </p><p>　　掌握電子儀器的正確使用</p><p>　　6、學(xué)會(huì)電子電路的安裝與調(diào)試技能。</p><p>　　7、學(xué)會(huì)撰寫課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。</p><p>　　8

3、、通過課程設(shè)計(jì)的綜合訓(xùn)練，為以后畢業(yè)設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)</p><p><b>　　二·實(shí)驗(yàn)設(shè)備</b></p><p>　　NE555兩個(gè)、琴鍵開關(guān)8個(gè)（小體積）、按鍵開關(guān)1個(gè)、揚(yáng)聲器1個(gè)（5V蜂鳴器）、電容0.1μF1個(gè)、電容0.01μF1個(gè)電容4.7μF1個(gè),、22μF1個(gè)、系列電阻：148kΩ、121kΩ、95kΩ、86kΩ、66kΩ、48kΩ、32

4、kΩ、25kΩ、10 kΩ、1 kΩ、5 kΩ、2 kΩ、4.7kΩ若干。三極管9013、9012、9014各兩個(gè)。φ3紅色發(fā)光管8個(gè)。</p><p>　　可調(diào)電阻（電位器）60~100 kΩ8個(gè)（參考型號(hào)104、105、103、504、503），面包板用獨(dú)股線導(dǎo)線若干。大面包板1塊，三聯(lián)焊接板1塊，焊錫、焊油若干。萬用表一塊、鑷子一把、斜嘴一把。</p><p>　　三·課程

5、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p>　　1、用555定時(shí)器和電子元件設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴，實(shí)現(xiàn)C調(diào)八個(gè)音階1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)電路，按照音階頻率要求選擇器件參數(shù)，各音階對(duì)應(yīng)的頻率為：1（264Hz）、2（297Hz）、3（330Hz）、4（352Hz）、5（396Hz）、6（440Hz）、7（495Hz）、 i（528Hz）。</

6、p><p>　　3、用琴鍵控制音階，用指示燈顯示發(fā)出音階，按下琴鍵相應(yīng)指示燈亮，發(fā)出準(zhǔn)確的音階音。</p><p>　　4、仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)電路，接通仿真電路琴鍵開關(guān)可以聽到揚(yáng)聲器發(fā)出的準(zhǔn)確音階。</p><p>　　5、在面包板上搭接電路，調(diào)整電路參數(shù)，達(dá)到仿真音階，做到用人耳識(shí)別，音色不失真。</p><p>　　6、設(shè)計(jì)電路板，組裝、焊接、調(diào)試

7、達(dá)到設(shè)計(jì)的仿真實(shí)驗(yàn)效果，使設(shè)計(jì)盡量成品化。</p><p>　　7、功能擴(kuò)展：自動(dòng)演奏功能、聲音延續(xù)功能等。</p><p><b>　　8、完成設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p><b>　　四·實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　555定時(shí)器是一種中規(guī)模集成電路，外形為雙列直插8腳

8、結(jié)構(gòu)，體積很小，使用起來方便。只要在外部配上幾個(gè)適當(dāng)?shù)淖枞菰涂梢詷?gòu)成史密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及自激多諧振蕩器等脈沖信號(hào)產(chǎn)生與變換電路。它在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、定時(shí)電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應(yīng)用。簡(jiǎn)易電子琴主要使用555定時(shí)器和電子元件實(shí)現(xiàn)C調(diào)八個(gè)音階1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。</p><p>　　以下為555定時(shí)器的結(jié)構(gòu)及工作原理</p>

9、<p><b>　　電路組成：</b></p><p>　　1).分壓器：三個(gè)5kΩ電阻構(gòu)成</p><p>　　2).比較器：兩個(gè)比較器C1和電路組成：</p><p>　　. 基本R-S觸發(fā)器</p><p><b>　　.放電晶體管T</b></p><p&

10、gt;<b>　　.輸出緩沖門</b></p><p>　　【邏輯符號(hào)】 </p><p>　　由555定時(shí)器組成多諧振蕩器，其主要參數(shù)為：</p><p>　　高電平維持時(shí)間：（正脈沖寬度）</p><p>　　tp1=(R1+R2)C ln2≈0.7(R1+R2)C </p><p&g

11、t;　　低電平維持時(shí)間：（負(fù)脈沖寬度）</p><p>　　tp2=R2C ln2≈0.7R2C </p><p>　　周期時(shí)間：（振蕩周期）</p><p>　　T=tp1+tp2≈0.7(R1+2R2)C </p><p><b>　　占空比 </b></p><p><b&

12、gt;　　振蕩頻率：</b></p><p>　　其震蕩原理為：通電前，Ucc=Uc=0,通電后由于接通電源瞬間，電容C來不及充電，電容器兩端電壓uc為低電平，小于（1/3）Vcc，故高電平觸發(fā) 端與低電平觸發(fā)端均為低電平，輸出uo為高電平，放電管VT截止。這時(shí)，電源經(jīng)R1，R2對(duì)電容C充電，使 電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)uc上升到（2/3）Vcc時(shí)，輸出uo為低電平，放電管VT導(dǎo)通，把uc從（1/3

13、）Vcc 上升到（2/3）Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時(shí)間TPH的長(zhǎng)短與電容的充電時(shí)間有關(guān) 。充電時(shí)間常數(shù)T充=（R1＋R2）C。</p><p>　　由于放電管VT導(dǎo)通，電容C通過電阻R2和放電管放電，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時(shí)間TPL的長(zhǎng)短與電 容的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù)T放＝R2C0隨著C的放電，uc下降，當(dāng)uc下降到（1/3）Vcc時(shí)，輸出uo。 為高電平，放電管VT截止，Vcc

14、再次對(duì)電容c充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電 路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后，uc電壓總是在（1/3～2/3）Vcc 之間變化。</p><p>　　由多諧振蕩器組成的簡(jiǎn)易電子琴電路如下：</p><p>　　通過公式 f=1.43/((R+2R')C)，已知R2=10kΩ,C=0.1μF,可以計(jì)算出R1~Rn電阻值極其相應(yīng)的

15、搭配方式。</p><p><b>　　模擬電路仿真</b></p><p>　　在模擬實(shí)驗(yàn)箱上按照簡(jiǎn)易電子琴電路圖連接電路，檢查無誤后接通5V直流電源，在接入不同電阻的情況下測(cè)試不同的音節(jié)。如下圖：</p><p><b>　　示波器測(cè)試：</b></p><p>　　將電路圖中的蜂鳴器換成示波器

16、，對(duì)電路的輸出波形進(jìn)行測(cè)試，得出相應(yīng)的波形及輸出頻率，以完成對(duì)電路的測(cè)試。</p><p>　　下圖為頻率為264Hz時(shí)音節(jié)1的波形圖</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　下圖中方波帶有毛刺，并且波形頻率為250Hz，原因在于實(shí)際</p><p>　　接入電阻與計(jì)算值相差近200Ω，波形有一些

17、失真。</p><p>　　下圖為頻率為297Hz時(shí)音節(jié)2的波形圖</p><p>　　下圖為頻率為330Hz時(shí)音節(jié)3的波形圖</p><p>　　下圖為頻率為352Hz時(shí)音節(jié)4的波形圖</p><p>　　下圖為頻率為396Hz時(shí)音節(jié)5的波形圖</p><p>　　下圖為頻率為440Hz時(shí)音節(jié)6的波形圖</p&

18、gt;<p>　　下圖為頻率為495Hz時(shí)音節(jié)7的波形圖</p><p>　　下圖為頻率為528Hz時(shí)音節(jié)i的波形圖</p><p>　　以上幾幅音節(jié)為2 4 5 6 7 i 的圖中，實(shí)際接入電阻與計(jì)算值相比在其誤差范圍內(nèi)，波形頻率與計(jì)算值相比很接近，且波形平滑整齊，失真度較小。</p><p>　　六·實(shí)驗(yàn)中遇到的問題&l