數電課程設計-音樂彩燈控制器.doc

電子技術課程設計題目名稱： 班 級： 學 號： 姓 名： 指導教師： 日 期： 1. 引言音樂彩燈控制器是用音樂信號控制多組顏色的燈泡,利用其亮度變化來反映音樂信號，一種將聽信號轉化為視信號的裝置。該控制器具有渲染氣氛的作用,增強人們欣賞能力。2 設計任務與要求：2.1任務： 1. 設計一種組合式彩燈控制電路，該電路由不同控制方法的彩燈所組成，采用不同顏色的發(fā)光二極管作課題。 2.第一路為音樂節(jié)奏控制彩燈，按音樂節(jié)拍變換彩燈花樣。 3.第二按音律的強弱（信號幅度大?。┛刂撇薀?。強音時，燈的亮度加大，且被點亮的數目增多。 4.第三路按音調高低（信號頻率高低）控制彩燈。低音時，某一部分燈點亮；高音時，另一部分點亮。2.2要求： 1、綜合運用電子技術課程中所學的理論知識完成課程設計。 2、通過查閱手冊和文獻資料，提高獨立分析和解決實際問題的能力。 3、熟悉常用電子器件的類型和特征，并掌握合理選用的原則。 4、學會電子電路的安裝與調試技能。 5、進一步熟悉電子儀器的正確使用。3 設計思路：根據課題要求，可將控制器分為三部分來實現：（1）由于音樂的節(jié)奏是具有一定時間間隔的節(jié)拍脈沖信號。因此，可采用計數、譯碼驅動電路構成節(jié)拍脈沖信號發(fā)生器，使相應的彩燈按節(jié)奏點亮和熄滅。（2）將聲音信號變成電信號，經過放大、整流濾波，來點亮彩燈，以實現聲音信號強弱的控制。（3）采用高、低通有源濾波電路來實現高、低音對彩燈的控制。4 設計原理： 如圖2.1所示，控制器包括聲、電轉換和放大電路、時鐘脈沖發(fā)生器、記數電路和控制電路等。它控制四路彩燈伴隨樂曲而閃爍發(fā)光。拾音話筒控制MIC將樂曲聲響轉變?yōu)殡娦盘?，經VT1VT4加至四路模擬開關IC3（CD4066）。555和RP1、R1、R2、D1、C1等組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器t(通)=0.693（RP1+R1）C1t（放）=0.693R2C1T=0.693（RP1+R1+R2）C1圖示參數的振蕩周期T在0.55秒范圍內變化。555的3腳輸出加至IC2作為CP脈沖.IC2采用CMOS型十進制計數器/脈沖分配器CD4017，在時鐘CP作用下，Q0（3腳），Q1（2腳），Q2（4腳），Q3（7腳），Q4（10腳）相繼出現高電平脈沖，而Q4加至復位端R（15腳），使電路成為一個環(huán)形計數電路。Q0Q3的初期依次將CD4066四模擬開關選通，使樂曲信號依次加至VT5，VT6，VT7，VT8，并依次導通，SCR1SCR4依次觸發(fā)導通，彩燈插座依次有電，彩燈順序點亮，隨著悠揚的音樂，彩燈閃爍生輝。 圖2.1 音樂彩燈控制電路4.1組成框圖如下:同步脈沖發(fā)生器階梯波發(fā)生器低頻段帶通濾波器放大器整流器電壓比較器10mV音樂信號鑒別器 &晶閘管電路15 原器件的設計原理:5.1 雙向晶閘管控制 圖3.1示電路利用雙向晶閘管控制加熱器負載RL（電阻絲）。觸發(fā)電路采用結晶體管弛張振蕩器。其電源由交流電源經整流橋整流，電阻R1和穩(wěn)壓管VZ削波成梯形直流電后供給。單結晶體管輸出經脈沖變壓器耦合至雙向晶閘管門極電路。如果要控制直流電動機M的轉速，可以按圖中虛線將雙向晶閘管與電動機串聯(lián)。并聯(lián)阻容器件主要是為了吸收雙向晶閘管上因電感負載放電有可能產生的過電壓。圖3.1 雙向晶閘管控制器5.2 晶閘管控制閃光燈電路圖3.2示為兩個利用晶閘管控制閃光燈電路，前者利用氖管FV1的轉折導通電壓觸發(fā)晶閘管導通，后者利用單結晶體管UJT1觸發(fā)晶閘管導通。前者有交流供電，后者則有直流供電。為使燈閃爍，電路中接入換相電容。 圖3.2 晶閘管控制閃光燈電路 圖3.3 振蕩器5.3 振蕩器如圖3.3所示,該電路由一塊雙時基電路556組成兩個同步的多諧振蕩器,可輸出同步的兩個時鐘脈沖信號,其間隔和振蕩頻率可通過調節(jié)時間常數來改變,靈活,方便.當選擇C1=C2=C時,其振蕩頻率為: F=0.91/(R1+R2)C占空比D取決于R1和R2的值,可達5%95% D=R2/(R1+R2)圖3.4 音樂鑒別器6 實驗儀器:1. 555振蕩器一臺;2. 雙向晶閘管一個;3電阻和電容若干.附錄：常用阻容元件性能與規(guī)格一、電阻器電阻器是電子產品中用得最多的電阻元件，約占元件總數的35，而在某些產品中可達元件總數的50以上。常用的電阻器有碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、實芯電阻器和線繞電阻器等。（一）標稱阻值電阻器的標稱阻值是指電阻器表面所標的阻值。電阻器上所標的標稱阻值是按國家規(guī)定的阻值系列標注的，如表附11所示。因此選用電阻器時必須按國家對電阻器的標稱阻值范圍去選用。表附11 普通電阻器的標稱阻值系列E24允許誤差5%E12允許誤差10%E6允許誤差20%E24允許誤差5%E12允許誤差10%E6允許誤差20%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.01.01.21.51.82.22.71.01.52.23.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.13.33.94.75.66.88.23.34.76.8（二）標稱阻值的表示方法標稱阻值的表示方法有直標法、文字符號法、色標法。1、直標法 就是在電阻器的表面直接用數字和單位符號標出產品的標稱阻值，其允許誤差直接用百分數表示。直標法中用、k、M這些文字表示電阻阻值的單位。2、文字符號法 將文字、數字符號有規(guī)律地組合起來表示電阻器的阻值與誤差。電阻器標稱阻值的標志符號規(guī)定如下：歐姆（100歐姆）用表示。千歐（103歐姆）用k表示。兆歐（106歐姆）用M表示。千兆歐（109歐姆）用G表示。兆兆歐（1012歐姆）用T表示。例如，0.33可標志為33，5.1可標志為51；4.7k標志為4k7；2200M標志為2G2等。二、電容器及其電容量的標志方法（一）電容器的主要參數1、標稱容量和誤差標在電容器外殼上的電容量數值稱標稱值，電容器的容量是指電容器加上電壓后它能儲存電荷的能力。儲存電荷越多，電容量越大否則容量越小。國家規(guī)定了一系列容量值作為產品標準，如表附14。 表附 14 電容器的標稱容量系列 標稱值系列允許誤差標稱容量系列E24 51.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.02.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.34.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1E12101.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.73.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2E6 20 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.82、額定電壓（耐壓）電容器的耐壓是表示電容器接入電路后，能長期連續(xù)可靠地工作，不被擊穿時所能承受的最大直流電壓。3、絕緣電阻絕緣電阻是指電容器兩級之間電阻，或叫漏電阻。絕緣電阻大小決定電容器好壞，使用電容器應選絕緣電阻大的。絕緣電阻大小決定電容器介質性能好壞。（二）電容器容量標志方法1、標有單位的直接表示法這種表示法是目前常見的標志方法，具體內容是：用24位數字和一個字母表示標稱容量，其中數字表示有效數值，字母表示數值的量級。字母為m、n、p。字母m表示毫法（103F），表示微法（106F），n表示納法（109F），p表示皮法（1012F），字母有時也表示小數點，如33m表示33000F；47n表示0.047F；33表示3.3F；5n9表示5900pF；2p2表示2.2pF。7 收獲體會： 總的來說這次課程設計是比較難的，因為我們蠻多還是不熟悉的。但是借助網絡和書籍還是在我們的范圍之內的。 做課程設計是為了讓我們對平時學習的理論知識與實際操作相結合，在理論和實驗教學基礎上進一步鞏固已學基本理論及應用知識并加以綜合提高，學會將知識應用于實際的方法，提高分析和解決問題的能力。在做課程設計的過程中，我深深感覺到自身所學知識的有限。有些題目書本上沒有提及，所以我就沒有去研究過，做的時候突然間覺得自己真的有點無知，雖所現在去看依然可以解決問題，但還是浪費了許多，這一點是我必須在以后的學習中加以改進的地方，同時也要督促自己在學習的過程中不斷的完善自我。另外一點,也是在每次課程設計中必不可少的部分，就是同學之間的互相幫助。所謂“當局者迷,旁觀者清”，有些問題感覺自己寫的是時候明明沒什么錯誤，偏偏運行的時候就是有錯誤，讓其同學幫忙看了一下，發(fā)現其實是個很小的錯誤。所以說，相互幫助是很重要的一點；另外，通過這次課程設計，學到了不少的經驗和教訓。不僅對課堂所學知識，比如