簡易電子琴課程設(shè)計

1、簡易電子琴電路的設(shè)計與制作一實驗?zāi)康?、將課程的理論知識轉(zhuǎn)換為技能。2、掌握簡易電子琴的組成原理及設(shè)計方法。 3、掌握集成555定時器應(yīng)用電路的設(shè)計、制作與調(diào)試方法。4、掌握制作電子電路的技能。5、進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， 掌握電子儀器的正確使用6、學會電子電路的安裝與調(diào)試技能。7、學會撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告。8、通過課程設(shè)計的綜合訓練，為以后畢業(yè)設(shè)計打下一定的基礎(chǔ)二實驗設(shè)備ne555兩個、琴鍵開關(guān)8個（小體積）、按鍵開關(guān)1個、揚聲器1個（5v蜂鳴器）、電容0.1f1個、電容0.01f1個電容4.7f1個,、22f1個、系列電阻：148k、121k、95k、86

2、k、66k、48k、32k、25k、10 k、1 k、5 k、2 k、4.7k若干。三極管9013、9012、9014各兩個。3紅色發(fā)光管8個?？烧{(diào)電阻（電位器）60100 k8個（參考型號104、105、103、504、503），面包板用獨股線導線若干。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。三課程設(shè)計任務(wù)及要求1、用555定時器和電子元件設(shè)計一個簡易電子琴，實現(xiàn)c調(diào)八個音階1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。2、設(shè)計電路，按照音階頻率要求選擇器件參數(shù)，各音階對應(yīng)的頻率為：1（264hz）、2（297hz）、3（330hz）、4（352hz

3、）、5（396hz）、6（440hz）、7（495hz）、 i（528hz）。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)出準確的音階音。4、仿真驗證設(shè)計電路，接通仿真電路琴鍵開關(guān)可以聽到揚聲器發(fā)出的準確音階。5、在面包板上搭接電路，調(diào)整電路參數(shù)，達到仿真音階，做到用人耳識別，音色不失真。6、設(shè)計電路板，組裝、焊接、調(diào)試達到設(shè)計的仿真實驗效果，使設(shè)計盡量成品化。7、功能擴展：自動演奏功能、聲音延續(xù)功能等。8、完成設(shè)計報告四實驗設(shè)計原理 555定時器是一種中規(guī)模集成電路，外形為雙列直插8腳結(jié)構(gòu)，體積很小，使用起來方便。只要在外部配上幾個適當?shù)淖枞菰?，就可以?gòu)成史密特觸發(fā)器

4、、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及自激多諧振蕩器等脈沖信號產(chǎn)生與變換電路。它在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、定時電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應(yīng)用。簡易電子琴主要使用555定時器和電子元件實現(xiàn)c調(diào)八個音階1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。以下為555定時器的結(jié)構(gòu)及工作原理電路組成：1).分壓器：三個5k電阻構(gòu)成2).比較器：兩個比較器c1和電路組成：3) . 基本r-s觸發(fā)器4) .放電晶體管t5) .輸出緩沖門 【邏輯符號】 由555定時器組成多諧振蕩器，其主要參數(shù)為：高電平維持時間：（正脈沖寬度）tp1=(r1+r2)c ln20.7(r1+r2)c 低電平維持時間：（負脈

5、沖寬度）tp2=r2c ln20.7r2c 周期時間：（振蕩周期）t=tp1+tp20.7(r1+2r2)c 占空比 振蕩頻率： 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，電源經(jīng)r1，r2對電容c充電，使 電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當uc上升到（2/3）vcc時，輸出uo為低電平，放電管vt導通，把uc從（1/3）vcc 上升到（2/3）vcc這段時間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時間tph的長短與電容的充電時間有關(guān) 。充

6、電時間常數(shù)t充=（r1r2）c。由于放電管vt導通，電容c通過電阻r2和放電管放電，電路進人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時間tpl的長短與電 容的放電時間有關(guān)，放電時間常數(shù)t放r2c0隨著c的放電，uc下降，當uc下降到（1/3）vcc時，輸出uo。 為高電平，放電管vt截止，vcc再次對電容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（1/32/3）vcc 之間變化。 由多諧振蕩器組成的簡易電子琴電路如下：通過公式 f=1.43/(r+2r)c)，已知r2=10k,c=0.1f,可以計算出r1rn電阻值極其相應(yīng)

7、的搭配方式。f（hz)電阻值(k)電阻搭配實際值k1（264）34.166100k3個并聯(lián)，再串聯(lián)一個1k電阻34.3332(297)28.148100k4個并聯(lián)再串聯(lián)3個1k電阻283(330)23.3332個10k一個4.7k電阻串聯(lián)24.74(352)20.625兩個10k一個470電阻串聯(lián)20.475(396)16.111一個10k一個4700四個470電阻串聯(lián)16.116(440)12.5一個10k兩個1k一個470電阻串聯(lián)12.477(4985)8.888一個100k并聯(lián)兩個相串聯(lián)的4700的電阻8.59i(528)7.083兩個1k一個4700一個470電阻串聯(lián)7.175 模擬電

8、路仿真 在模擬實驗箱上按照簡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試不同的音節(jié)。如下圖：示波器測試： 將電路圖中的蜂鳴器換成示波器，對電路的輸出波形進行測試，得出相應(yīng)的波形及輸出頻率，以完成對電路的測試。 下圖為頻率為264hz時音節(jié)1的波形圖 分析： 下圖中方波帶有毛刺，并且波形頻率為250hz，原因在于實際接入電阻與計算值相差近200，波形有一些失真。 下圖為頻率為297hz時音節(jié)2的波形圖下圖為頻率為330hz時音節(jié)3的波形圖下圖為頻率為352hz時音節(jié)4的波形圖下圖為頻率為396hz時音節(jié)5的波形圖下圖為頻率為440hz時音節(jié)6的波形圖下圖為頻率為495hz時音節(jié)7的波形圖下圖為頻率為528hz時音節(jié)i的波形圖 以上幾幅音節(jié)為2 4 5 6 7 i 的圖中，實際接入電阻與計算值相比在其誤差范圍內(nèi)，波形頻率與計算值相比很接近