簡易電子琴模電課設報告

1、摘要隨著社會的發(fā)展，人們不僅僅要求物質生活，更需要精神上的滿足。從古代的打擊樂到現(xiàn)在的流行樂，音樂已成為人們生活中不可缺少的一部分。一直以來，電子琴收到廣大青少年的喜愛。本設計介紹由rc構成多諧振蕩電路，用ne555定時器和一些電阻、電容、開關串并聯(lián)來制作簡易電子琴，通過ne555產生方波信號，再用lm386將信號放大，最終驅動喇叭發(fā)出樂音。當人們分別按下每個開關時能聽到八種不同頻率的樂音，不僅加深了同學們對知識的了解，還提高了同學的動手能力。關鍵字：ne555、lm386、頻率目錄前 言1第一章 系統(tǒng)組成與工作原理21.1 方案比較與選擇21.2 工作原理2第二章 電路方案設計32.1 單元

2、電路設計32.2 參數(shù)計算42.3 器件選擇42.3.1電阻的選擇42.3.2 功放電路的選擇5第三章 調試與測試結果分析63.1 單元電路調試73.2 實際測試結果73.3 結果分析11結論12參考文獻13前 言 現(xiàn)代城市生活越來越繁忙，人們的工作壓力也非常大，美好的音樂不但能給人帶來放松，還能陶冶情操，增加生活樂趣，可以說音樂是人必不可少的東西。對于數(shù)量龐大的音樂愛好者，能彈奏一曲音樂更是一種享受。而傳統(tǒng)的琴雖然有著古典氣息和優(yōu)美的音色，但其昂貴的價格，龐大的體積，和對環(huán)境苛刻的要求，讓多數(shù)人望而止步。電子琴是現(xiàn)代電子科技與音樂結合的產物，是一種新型的鍵盤樂器，相對于傳統(tǒng)樂器，它體積小，功

3、能穩(wěn)定，適應性強，維修簡便，成本低廉。通過對一個簡易的八音符電子琴的設計，可以鞏固和運用所學課程，理論聯(lián)系實際，提高分析、解決實際問題的獨立工作的能力，進一步加深對所學知識的的了解與認識，進一步熟悉各元器件的作用以及制作與調試的方法和步驟，而且還可以熟悉有關儀器的使用。國內本課題的研究主要有以下幾個方案：（1）用可控硅制作電子琴，將220v交流電壓經變壓器降壓，再經過整流、濾波，獲得+13.5v直流電壓。將單向可控硅scr和電阻、電容組成弛張振蕩器電路，但該設計方案制作成本高且復雜；（2）采用at89c51單片機進行控制，由于at89c51不具備isp功能，因此一般不采用；（3）采用at89s

4、52單片機進行控制，由于其性價比高，因此受到很多人的采用。第一章 系統(tǒng)組成與工作原理1.1 方案比較與選擇方案一：通過ne555與電阻、電容等組成可控多諧振蕩器，ne555產生方波信號，信號再經lm386放大，再驅動喇叭播放樂音。方案二：用可控硅制作電子琴。將220v交流電經變壓器降壓，再經過整流、濾波，獲得+13.5v直流電壓。將單向可控硅scr和電阻、電容組成馳張振蕩器電路。但該設計方案制作成本高且復雜。方案三： 采用at89c51單片機進行控制，由于at89c51不具備isp功能，因此atmel公司已經停產在市面上已經不常見，況且其rom只有4k在系統(tǒng)將來升級方面沒有潛力。方案四：采用a

5、t89s52單片機進行控制，由于其性價比高，完全滿足了本作品智能化的要求，它的內部程序存儲空間達到8k，使軟件設計有足夠的內部使用空間并且方便日后系統(tǒng)升級，使用方便，抗干擾性能提高。選擇方案：通過對上述四種方案的比較以及根據(jù)自己所學的知識，本設計采用方案一。1.2 工作原理簡易電子琴ne555定時器、rc振蕩電路構成。ne555產生方波信號，信號經lm386放大，再驅動喇叭播放樂音。其框圖如2-1所示。ne555lm386喇叭信號圖1.1 工作原理圖其核心是集成運算放大器構成rc 正弦波振蕩器，實驗板上提供了8 個音節(jié)電阻和電容(c 串=c 并=0.068f 固定) 構成rc 串并聯(lián)選頻網絡,

6、分別取不同的電阻值（通過琴鍵開關接通rc 串并聯(lián)網絡的8 對電阻）使振蕩器產生八個音階信號。最后，通過喇叭發(fā)出樂音。2第二章 電路方案設計2.1 單元電路設計ne555與電阻、電容等組成可控多諧振蕩器，振蕩頻率取決與ra 、r16、c3 的值公式如下：f=1.44/（(ra+r16)c3） 式中 ra 是對應圖中的r1- r8 不同的組合值，這取決與開關k1-k8 的通斷情況。在進行音符調試時可用定位器對其進行調試 并確定其每個音階所對應的阻值。用電阻來控制頻率頻率來控制音階（如圖1-2），若555 輸出波形要驅動更大功率的喇叭的話，可用lm386 對其音頻進行功放使功率增大從而使其聲音發(fā)生增

7、大（如圖1-3 為改進原理圖）。 圖2-1 初始設計原理圖 圖2-2改進的原理圖32.2 參數(shù)計算根據(jù)公式：f=1.44/（(ra+r16)c3）取r16=36k，c3=0.022uf表2.1 電阻的計算值與相對應的電位器f/hz261.6293.6329.6349.2392.0440.0493.9523電阻/k27.224.411.120.518.216.323.589.1電位器/k505050505050501002.3 器件選擇2.3.1電阻的選擇由于實際測到的頻率與給的頻率有一定誤差，因此采用電位器來代替。如表2.1所示。 42.3.2 功放電路的選擇lm386典型應用電路中，有電壓增

8、益為20倍、50倍、200倍的放大電路。由于電路中的電阻很大，而電源電壓只有5v，若我們采用電壓增益為20或者是為50的放大電路，導致電路中的電流很小，信號經過ne555產生方波信號，但電路中所用的喇叭的功率為0.5w,因此我們盡量地放大信號，使效果更加明顯，因此采用電壓增益為200倍的放大電路。 5第三章 調試與測試結果分析 圖3-1 電路實物圖正面 圖3-2 電路實物圖反面63.1 單元電路調試在不接lm386時，把ne555定時器的3引腳接到示波器的表筆上，觀察示波器上顯示的波形，此時波形在不斷的跳動，通過調節(jié)示波器上的按鈕使波形穩(wěn)定，再觀察頻率，發(fā)現(xiàn)頻率與實際給的頻率對不上，我們可以調

9、節(jié)電位器的電阻來使頻率發(fā)生變化，進而與給定的頻率達到吻合。在調試的過程中不能一直調節(jié)電阻，這樣很有可能燒壞芯片。要一邊調節(jié)電阻，一邊觀察示波器上的波形和頻率，再用萬用表測量電位器的電阻的大小。3.2 實際測試結果（1）頻率為262hz（只閉合k1）圖3-3 音階1仿真曲線e 調低音dou 的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”,再閉合開關k1 將所有電阻串聯(lián)進電路然后將調節(jié)示波器掃描頻率到0.4ms 檔,在示波器上就得到上圖中的曲線其頻率約等于262hz。（2）頻率為294hz（只閉合k2） 圖3-4 音階2仿真曲線e 調ruai 音的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再閉合開關k2，保持示波器的

10、掃描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于294hz。（3）頻率為330hz（只閉合k3）7 圖3-5 音階3仿真曲線e 調mi 音的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再閉合開關k3，保持示波器的掃描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于330hz。（4）頻率為349hz（只接通r4）圖3-6 音階4仿真曲線e 調fa 音的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再閉合開關k4，保持示波器的掃描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于349hz。（5）頻率為392hz（只閉合k5）圖3-7 音階5仿真曲線e 調sou 音的仿

11、真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再合上開關k5，保持示波器的掃8描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于392hz。（6）頻率為440hz（只閉合k6）圖3-8 音階6的仿真曲線e 調la 音的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再合上開關k6，保持示波器的掃描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于440hz。（7）頻率為494hz（只閉合k7）圖3-9 音階7的仿真曲線e 調xi 音的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再合上開關k7，保持示波器的掃描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于494hz。9（8）頻率為52

12、3hz（只閉合k8）圖4-0 音階8的仿真曲線e 調高音dou 的仿真曲線如上圖所示。點擊“運行”，再合上開關k8，保持示波器的掃描頻率在0.4ms 檔，在示波器上就得到上圖中的曲線，其頻率約等于523hz。3.3 結果分析上述波形為矩形波，占空比依次遞減，雖然理論上波形為方波，且方波的占空比為0.5，并且仿真和實物的參數(shù)也有一定的不同，本次課程設計所得的實物中用的原理圖和仿真的是一樣的，但是由于仿真中用到的一些電阻、電容實際上有一定的不同，并且仿真和實際都會存在誤差，所以實物和仿真的元件參數(shù)也會不一樣，但是在誤差范圍內，符合要求。 10結論焊接好電路后，按下開關k1-k8，可以較清晰地聽到e 調8 個不同的音階，該電路應用簡單的元器件并用簡單的線路連接，看起來非常簡潔，整齊。但是頻率大小與理論值有一定誤差，主要是電阻調整和線路是否接通的問題，應該每焊接一個點最好用萬用表的測量一下是否虛焊，還有用萬用表測量一下電阻是否達到理論值，這樣既可減小誤差，也方便以后進行檢查和改進。在考慮選用正弦波信號還是方波信號時，因為需要一個檢波電路把方波中的各頻率相對的信號檢出來。一般正弦信號比方波信號好，音質比較好。而且，555產生的方波信號有許