數(shù)電設(shè)計(jì)報(bào)告

1、XXXXXXXXXXX專業(yè)名稱： XXX課程名稱： XXX課題名稱： XXX設(shè)計(jì)人員： XXX指導(dǎo)教師： XXXXXXX年 XX 月XX日摘要 ：以 555 時(shí)基電路為核心構(gòu)成的多諧振蕩電路，通過控制琴鍵的 通斷來改變輸出頻率， 從而當(dāng)每按下一個(gè)琴鍵， 喇叭發(fā)出一個(gè)音符的聲音。 設(shè)計(jì) 簡單，易實(shí)現(xiàn)，而且演奏時(shí)的音量和節(jié)拍可以調(diào)節(jié)，以滿足演奏的需要。關(guān)鍵字： NE555 多諧振蕩 RC 充放電 音量 節(jié)拍Summary:555 time base circuit as the core constitute more harmonic oscillation circuit, through t

2、he control keys on/off to change the output frequency, so as to when each time you press a key, sound one note the horns.Designed to besimple, easy to implement, and performance for volume and tempo can beadjusted to meet your performance needs.Keywords: NE555 beats harmonic oscillator RC-discharge

3、volume目錄1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 4.1.2 方案論證 1 4.1.3 系統(tǒng)框圖 4.2. 單元電路設(shè)計(jì) 5.2.1 多諧振蕩電路 5.2.1.1 電路原理 2 5.2.1.2 器件參數(shù)的選擇 5.2.2 音階發(fā)生電路 6.2.2.1 電路原理 6.2.2.2 器件參數(shù)選擇 6.2.3 節(jié)拍發(fā)生電路 6.2.3.1 電路原理 6.2.2.2 器件參數(shù)選擇 6.2.4 喇叭發(fā)音電路 7.2.4.1 電路原理 7.2.4.2 器件參數(shù)的選擇 7.3. 系統(tǒng)測試 7.3.1 調(diào)試要點(diǎn) 7.3.2 調(diào)試過程出現(xiàn)的問題及解決方案 7.3.3 數(shù)據(jù)記錄 8.4 結(jié)果分析 9.5. 設(shè)計(jì)

4、工作總結(jié) 1.0.6. 參考文獻(xiàn) 1.1.7. 附錄1.2.7.1 元器件明細(xì)表 1.2.7.2器件封裝 1.2.7.3總原理圖 1.3.7.4PCB圖1.4.一.系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)(1)玩具電子琴設(shè)有八個(gè)琴鍵，分別代表 1、2、3、4、5、6、7、1 八個(gè)不同的音 符，每按下一個(gè)琴鍵，揚(yáng)聲器發(fā)出一個(gè)音符的聲音。(2)演奏時(shí)的音量和節(jié)拍可以調(diào)節(jié)，以滿足演奏一般歌曲的需要。1.2 方案論證 1方案一：該方案由 CD4069構(gòu)成多諧振蕩電路，并由三極管放大輸出， 電路簡單， 但帶負(fù)載能力差，且性價(jià)比低，因此不選此方案。方案二：該方案采用 NE555 構(gòu)成多諧振蕩器，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，帶負(fù)載能力

5、強(qiáng)， 操作靈活、方便，且性價(jià)比高，故選此方案。1.3 系統(tǒng)框圖如圖 1 所示，電路中采用 555 構(gòu)成多諧振蕩電路， 通過按下不的鍵來改變輸入電 阻，改變輸出頻率。輸出的信號通過濾波電路送到喇叭。還可進(jìn)行音調(diào)、音量、 節(jié)拍的調(diào)節(jié)。圖1. 單元電路設(shè)計(jì)2.1 多諧振蕩電路2.1.1 電路原理 2電路由 NE555及其外部電路構(gòu)成多諧振蕩電路，電阻 R3、R4 與電路中電位器 的 R ，電容 C4 構(gòu)成充放電電路。電容的充電時(shí)間 ：VTT1 (R R3 R4 )C ln CC T (R R4 R3 )C ln 2 VCC VT放電時(shí)間 ：0 VTT2 R1ClnT R3Cln22 1 0 VT3電

6、路的振蕩周期：T T1 T2 (R R4 2R3)C ln 2電路振蕩頻率 ：1 1 1.44f0T (R R4 2R3)C ln2 (R R4 2R3)CC3 為了防止引入高頻信號。2.1.2 器件參數(shù)的選擇根據(jù)上述公式和發(fā)音頻率值算出電容和電阻值，取R3=10K ， R4=2K ，C4=0.1uF。2.2 音階發(fā)生電路2.2.1 電路原理電路通過按下不同的鍵，根據(jù)各發(fā)音頻率公式計(jì)算得的電阻值，需要的電阻值。 調(diào)節(jié)對應(yīng)的電位器， 得到所當(dāng) f f0,按下 S8，時(shí)，調(diào)節(jié) RW8,使 555的 3腳輸出 的頻 率為 523. R=RW8;按下 S7 時(shí)，調(diào)節(jié) RW7,使 555 的 3 腳輸出

7、的頻率為 493.9Hz， R=RW8+RW7,依此類推， 調(diào)節(jié)各電位器值， 使按下不同按鍵時(shí)發(fā)出各 種不同的聲音， R4 起限流作用。 3Hz，2.2.2 器件參數(shù)選擇根據(jù)上述分析，取 RW8=10K, RW7=10K, RW6=10K, RW5=10K, RW4=10K, RW3=10K, RW2=10K, RW1=10K 。2.3 節(jié)拍發(fā)生電路2.3.1 電路原理通過電阻 R1、R2，電位器 RW9、RW10，電容 C1 構(gòu)成 充放電電路。二極管縮短電容充放電時(shí)間，電位器 RW9、RW10 可以調(diào)節(jié) 555三腳輸出頻率來調(diào)節(jié)節(jié)拍快慢。2.2.2 器件參數(shù)選擇根據(jù)上述分析，取 RW9=50

8、K, RW10=50K, C1=10uF， R1=R2=10K,C2=1000pF。2.4 喇叭發(fā)音電路2.4.1 電路原理 如右圖所示， NE555三腳輸出的信號經(jīng) RW12，再經(jīng) C5 送到喇叭。 調(diào)節(jié) RW12 來改變電位器的分壓好值比，改變輸出信號的幅度， 從而達(dá)到調(diào)節(jié)聲音大小的效果。 C5 起濾波的作用， 使高、低頻率不能通過，中頻通過。2.4.2 器件參數(shù)的選擇由上面分析得，取 RW12=100 , C5=100uF 。三. 系統(tǒng)測試3.1 調(diào)試要點(diǎn)3.1.2 調(diào)節(jié)音階部分接上 5V直流電源，音階發(fā)生電路裝上 555芯片，用示波器測 NE555的 3叫輸出 波形，并根據(jù)頻率調(diào)節(jié)各電

9、位器，從 S8依次向 S1 調(diào)節(jié)。3.1.2 調(diào)節(jié)節(jié)拍部分接上 5V直流電源，節(jié)拍發(fā)生電路裝上 555 芯片，發(fā)出“啪，啪”調(diào)節(jié)電位器 RW9、RW10，調(diào)節(jié)節(jié)拍快慢。3.1.2 調(diào)節(jié)音量部分通過調(diào)節(jié) RW11來調(diào)節(jié)音階音量，調(diào)節(jié) RW12來調(diào)節(jié)節(jié)拍音量。3.2 調(diào)試過程出現(xiàn)的問題及解決方案問題一：調(diào)試完后，下次再接上電源是發(fā)現(xiàn)原先調(diào)試的頻率都變了。解決方案：經(jīng)多次調(diào)試發(fā)現(xiàn)， 555 三腳輸出頻率隨電源電壓增大而增大，所以每次調(diào)節(jié)都應(yīng) 確保所接電源電壓一樣。問題二：節(jié)拍的音量調(diào)節(jié)無法調(diào)到零。解決方案： 將電位器 RW11換成 1K。增大電位器 RW11的分壓幅度，從而增大音量控制幅度3.3 數(shù)

10、據(jù)記錄 表 1 頻率測量值與理論值 單位： Hz音階頻率理論值測量值1261.62502293.6280.13329.6314.54349.2334.25392.0373.76440.0420.27493.9476.2523.3509.2四. 結(jié)果分析電路實(shí)現(xiàn)了當(dāng)每按下一個(gè)琴鍵， 喇叭便發(fā)出一個(gè)音符的聲音， 而且音量、 音調(diào)可 以調(diào)節(jié)，達(dá)到了題目的要求。電路中充放電電容 C 取值大小要合適，使得電位 器阻值可以選小一點(diǎn)， 易調(diào)試，減少誤差。 但該音階發(fā)生電路用改變輸入電阻的 電位器以串聯(lián)方式連接， 使得后面的阻值跟前面的阻值有關(guān)聯(lián)， 也給調(diào)試帶來不五 . 設(shè)計(jì)工作總結(jié)通過這次的課程設(shè)計(jì)，更進(jìn)一

11、步學(xué)會(huì)了如何制板（畫 PCB、轉(zhuǎn)印、腐蝕、鉆孔、 焊接），如何正確使用萬用表以及示波器；掌握了電子琴的原理，對555 構(gòu)成的振蕩電路有更深層次的了解；在調(diào)試過程中，遇到的問題，并解決問題，使我對 電子琴各部分電路研究更透徹， 還應(yīng)注意調(diào)節(jié)電位器時(shí)應(yīng)先將觸點(diǎn)調(diào)至中點(diǎn)， 再 慢慢調(diào)對應(yīng)的大小， 以免應(yīng)阻值過小， 電流過大照成芯片燒壞； 也使我養(yǎng)成了獨(dú) 立思考的習(xí)慣，增強(qiáng)了我的動(dòng)手能力。并通過找資料，加強(qiáng)了對各芯片的了解， 也啟示我應(yīng)該多上網(wǎng)或到圖書館找資料， 增長課堂上學(xué)不到的知識； 設(shè)計(jì)過程中 的碰壁，讓我覺悟到專業(yè)知識的重要性，驅(qū)使我今后更努力念書。六. 參考文獻(xiàn) 1肖景和主編：CMOS數(shù)字電路應(yīng)用 （第一版）M 北京:中國電力出版社， 2005七.附錄7.1 元器件明細(xì)表序號名稱、型號及規(guī)格數(shù)量1NE55522普通二極管23電解電容（ 100uF/25V ）24電容（ 102）25電容（ 104）16電容（ 10uF/25V ）17電阻（