北京交通大學(xué)簡易電子琴課程設(shè)計報告

一、設(shè)計要求與任務(wù)：1.學(xué)習(xí)調(diào)試電子電路的方法，提高實際動手能力。2.了解由555定時器構(gòu)成簡易電子琴的電路及原理。二、總體框圖：、三、預(yù)備知識：1.555定時器的相關(guān)知識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(dāng)?shù)淖枞菰涂梢詷?gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、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。555定時器的內(nèi)部電路框圖及邏輯符號和管腳排列分別如圖所示：由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖1所示，R1，R2和C是外接定時元件，電路中將高電平觸發(fā)端（6腳）和低電平觸發(fā)端（2腳）并接后接到R2和C的連接處，將放電端（7腳）接到R1，R2的連接處。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(dāng)uc上升到（2/3）Vcc時，輸出uo為低電平，放電管VT導(dǎo)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)。充電時間常數(shù)T充=（R1＋R2）C。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(dāng)uc下降到（1/3）初步方案仿真圖：所需器件列表：元件元器件的值個數(shù)NE555芯片無1開關(guān)無8電源12V1電阻R950K1電阻(R1-R8)R1-R8：148K，127K,95K,86K,66K,48K,32K,25K。8電容C110nF2電容C24.7nF1電容C322nF1揚聲器8Ω13、仿真結(jié)果：（1）開關(guān)1閉合（2）開關(guān)2閉合（3）開關(guān)3閉合（4）開關(guān)4閉合（5）開關(guān)5閉合（6）開關(guān)6閉合（7）開關(guān)7閉合（8）開關(guān)8閉合上述方案為我們最初的簡易電子琴設(shè)計電路圖及仿真結(jié)果。為了使制作出的實物發(fā)聲效果更好，我們又對原方案進(jìn)行了一些補(bǔ)充和修改。方案如下：在輸出端加上放大器，放大振蕩器產(chǎn)生的信號，然后再輸出。五、改進(jìn)方案：所需器件列表：元件元器件的值個數(shù)NE555芯片無1小功率集成放大器LM386無1開關(guān)無9電源5V1電阻R936K1電阻(R1-R8)27.12K,24,088K,11.052K,20.3K,18.08K,16.1K,7.39K52.09K8電容C14.7uF1電容C20.01uF1電容C3，C40.022uF2電容C51uF1揚聲器8Ω1六、設(shè)計拓展：在每次輸出一個音階時，還可