简易电子琴电路的设计 (2)
FPGA设计简易电子琴

简易电子琴电路设计一、设计要求:(1) 设计一个简易电子琴。
(2) 利用实验箱的脉冲源产生1,2,3,……共7 个或14 个音阶信号。
(3) 用指示灯显示节拍。
(4) 能产生颤音效果。
二、原理说明:简易电子琴实现自动播放和手动弹奏两种模式,由一个开头选择。
自动播放功能可以预置多首乐曲,可以通过手动选择,本设计预置了两首乐曲《梁祝》和《两只老虎》。
手动弹奏设置了7个按键做琴键,分别对应7个音阶。
系统由8个模块组成,图1是顶层设计文件,其内部有7个功能模块:Speakera.v(例2) 和ToneTaba.v (例3),NoteTabs.v (例4),div_27.v,div-50.v,Keyboard.v,Dir.v。
模块ToneTaba音阶发生器,当4位发声控制输入Index中某一位为高电平时,则对应某一音阶的数值将从端口Tone输出,作为获得该音阶的分频预置值;同时由Code输出对应该音阶简谱的LED显示,音阶越高,LED亮的数目越多。
模块Speakera中的主要电路是一个数控分频器,它由一个初值可预置的加法计数器构成,当模块Speakera由端口Tone获得一个2进制数后,将以此值为计数器的预置数,对端口Clk12MHZ输入的频率进行分频,之后由Spkout 向扬声器输出发声。
模块NoteTabs用于产生节拍控制(Index数据存留时间)和音阶选择信号,即在NoteTabs模块放置两个乐曲曲谱真值表,通过song来选择播放的音乐,00代表复位,01选乐曲《梁祝》,10选《两只老虎》,由一个计数器的计数值来控制此真值表的输出,而由此计数器的计数时钟信号作为乐曲节拍控制信号,从而可以设计出一个纯硬件的乐曲自动演奏电路。
模块div-27和div_50是分频模块,通过计数的方式进行分频。
div_27是由板上27M时钟分频产生4Hz的频率用于节拍控制,div_50是板上50M时钟产生12.5MHz用于Sperkera模块。
自制的实用电子琴电路图

自,其实它就是电子合成器。它采用大规模集成电路,大多配置声音记忆存储器(波表)。用于存放各类乐器的真实声音波形并在演奏的时候输出。常用的电子琴有编曲键盘(带自动伴奏)和合成器(无自动伴奏)两大类,广义上的电子琴包括电子钢琴(数码钢琴,区别于电声钢琴),多使用五线谱,多为高低音双行记谱。如下图所示为一款自制的实用电子琴电路图。
简易电子琴的设计[优秀范文五篇]
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简易电子琴的设计[优秀范文五篇]第一篇:简易电子琴的设计毕-1毕业设计任务书专业:班级:学生签名:一、设计题目简易电子琴的设计二、设计内容要求和技术参数(1)要求能够发出1、2、3、4、5、6、7等七个音符。
(2)使用元件:AT89C51、LM324,喇叭,按键等三、设计应完成的技术资料(1)写出设计过程(包括原理、方案)(2)系统硬件图并描述各部分的功能(3)对软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高(4)写出此次设计的心得体会四、设计考核的主要知识与技能本课题是电子技术与单片机混合的综合性课题,主要考核《电子技术》与《单片机》的基本知识和应用能力。
五、设计时间:六、指导教师签名:第二篇:简易电子琴电路的设计电子综合实训任务书学生姓名:专业班级:指导老师:易迎彦工作单位:武汉理工大学理学院题目:简易电子琴电路的设计初始条件:直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务:(包括电子综合实训工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求)1、技术要求:设计一个玩具电子琴,设8个琴键,分别代表1、2、3、4、5、6、7、į八个不同音符,每按下一个琴键,扬声器发出一个音符的声音。
演奏时的音量和节拍可以调节2、主要任务:(一)设计方案(1)按照技术要求,提出自己的设计方案(多种)并进行比较;(2)以CC7555时基集成电路为主,设计一个玩具电子琴电路(实现方案);(3)依据设计方案,进行预答辩;(二)实现方案(4)根据设计的实现方案,画出电路逻辑图和装配图;(5)查阅资料,确定所需各元器件型号和参数;(6)在面包板上组装电路;(7)自拟调整测试方法,并调试电路使其达到设计指标要求;(8)撰写设计说明书,进行答辩。
3、撰写电子综合实训说明书:封面:题目,学院,专业,班级,姓名,学号,指导教师,日期任务书目录(自动生成)正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案;4、调试过程及结论;5、心得体会;6、参考文献成绩评定表时间安排:电子综合实训时间:19周-20周19周:明确任务,查阅资料,提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 20周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写电子综合实训说明书。
简易电子琴

定时器实训(简易电子琴制作)1.实训说明:实现八个音阶的电子琴功能,当给上电后从左向右按依次发出do,ri,mi,fa…do,按下中断播放音乐,按下复位则音乐停止可以继续弹琴,声音可以从喇叭发出,也可以通过耳机接口接到音响上(接到音响上效果更佳)。
所用器件:11.0592MHz晶振一个;10uF电容四个;复位开关一个;30pF电容两个;100uF电容两个;0.022 pF电容一个;电阻;A T89S52一个;八个发光二极管;8个触点按钮开关;LM386低电压音频功率放大器。
2.电路原理图:图1-1 简易电子琴电路原理图注意事项:如发现尖叫有杂音,则将C9换成可调电位器为10K3.汇编源程序ORG 00HLJMP STARTORG 03HLJMP INTORG 1BHLJMP TIM0ORG 0100HSTART: MOV TMOD ,#00010001B MOV IE,#10001001BMOV TCON,#00000100BMOV IP,#00001000B MAIN: MOV SP,#60HSETB TR0LOOP1: MOV P1,#0FFHMOV A,P1MOV R5,ACPL AJZ LOOP1CJNE A,#01H,LOOP2SJMP DOLOOP2: CJNE A,#02H,LOOP3SJMP RALOOP3: CJNE A,#04H,LOOP4SJMP MILOOP4: CJNE A,#08H,LOOP5SJMP FALOOP5: CJNE A,#10H,LOOP6SJMP SOLOOP6: CJNE A,#20H,LOOP7SJMP LALOOP7: CJNE A,#40H,LOOP8SJMP XILOOP8: CJNE A,#80H,LOOP1SJMP HDOSJMP LOOP1DO: MOV R7,#0F9HMOV R6,#21HSJMP LOOPRA: MOV R7,#0F9HMOV R6,#0E0HSJMP LOOPMI: MOV R7,#0FAHMOV R6,#08BHSJMP LOOPFA: MOV R7,#0FAHMOV R6,#0D7HSJMP LOOPSO: MOV R7,#0FBHMOV R6,#67HSJMP LOOPLA: MOV R7,#0FBHMOV R6,#0E8HSJMP LOOPXI: MOV R7,#0FCHMOV R6,#5BHSJMP LOOP HDO: MOV R7,#0FCHMOV R6,#8EHSJMP LOOP LOOP: LCALL MUSICLCALL MUSICSJMP LOOP1ORG 0300HINT: MOV 30H,#00NEXT: MOV A,30HMOV DPTR,#TABLEMOVC A,@A+DPTRMOV R2,AJZ END0ANL A,#0FHMOV R5,AMOV A,R2SW AP AANL A,#0FHJNZ SINGCLR TR1LJMP D1SING: DEC AMOV 22H,ARL AMOV DPTR, #TABLE1MOVC A,@A+DPTRMOV TH1,AMOV 21H,AMOV A,22HRL AINC AMOVC A,@A+DPTRMOV TL1,AMOV 20H,ASETB TR1D1: CALL DELA YINC 30HLJMP NEXTEND0: CLR TR1RETITIM0: PUSH ACCPUSH PSWMOV TL1 ,20HMOV TH1 ,21HCPL P3.5POP PSWPOP ACCRETIDELA Y: MOV R7,#02HD2: MOV R4,#125D3: MOV R3,#248DJNZ R3,$DJNZ R4,D3DJNZ R7,D2DJNZ R5,DELA YRETTABLE1: DW 64021,64103,64260,64400DW 64524,64580,64684,64777DW 64820,64898,64968,65030DW 64934TABLE:;1DB 42H,82H,82H,82H,84H,02H,72HDB 62H,72H,62H,52H,48HDB 0B2H,0B2H,0B2H,0B2H,0B4H,02H,0A2H;2DB 12H,0A2H,0D2H,92H,88HDB 82H,0B2H,0B2H,0A2H,84H,02H,72HDB 62H,72H,62H,52H,44H,02H,12H;3DB 12H,62H,62H,52H,44H,02H,82HDB 72H,62H,52H,32H,48HDB 00MUSIC: MOV R1,#38HMUSIC1: MOV TL0,R6MOV TH0,R7LOOP9: JNB TF0,$CLR TF0MOV TL0,R6MOV TH0,R7CPL P3.5MOV A,P1CPL AJNZ LOOP9DJNZ R1,MUSIC1AA: SETB P3.5DOWN: RETEND。
单片机应用课程设计--简易电子琴设计

delay(5);
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参考文献
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方案二: 采用AT89C51单片机进行控制,由于AT89C51不具备ISP功能, 因此Atmel公司已经停产在市面上已经不常见,况且其ROM只有4K在系统将来升级方面没有潜力。
方案三:采用AT89S52单片机进行控制,由于其性价比高,完全满足了本作品智能化的要求,它的内部程序存储空间达到8K,使软件设计有足够的内部使用空间并且方便日后系统升级,使用方便,抗干扰性能提高。
简易电子琴课程设计.doc

课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:信息工程学院题目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现初始条件:可选元件:集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干,直流电源,或自备元器件。
可用仪器:示波器,万用表,直流稳压源,函数发生器要求完成的主要任务:(1)设计任务根据要求,完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试,鼓励自制稳压电源。
(2)设计要求①设计一简易电子琴电路,按下不同琴键即改变RC 值,能发出 C 调的八个基本音阶,采用运算放大器构成振荡电路,用集成功放电路输出。
已知八个基本音阶在 C 调时所对应的频率如下表所列C 调 1 2 3 4 5 6 7 if 0 /H Z 264 297 330 352 396 440 495 528②选择电路方案,完成对确定方案电路的设计。
③利用Proteus 或Multisim 仿真设计电路原理图,确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。
④安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。
⑤选做:利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。
时间安排:1、前半周,完成仿真设计调试;并制作实物。
2、后半周,硬件调试,撰写、提交课程设计报告,进行验收和答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1. 模电课设概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1 )1.1设计背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)1.2设计目的及意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)1.3 开发环境proteus简介⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)2.电路原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)2.2 振荡条件⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)3.总体方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)3.1实验电路设计思路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(5)3.2设计电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)3.3实验参数选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(6)4. 仿真曲线及结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)4.1 仿真操作过程及曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(7)4.2 仿真结果分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(14)5.实物制作及仿真、实物的差异⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(15)5.1实物制作过程和调试过程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(15)5.2 仿真、实物的差异⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(16)6. 心得体会⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(17)7. 元件清单⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(18)8. 参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(19)1 模电课设概述1.1 设计背景电子琴是一种键盘乐器,采用半导体集成电路,对乐音信号进行放大,通过扬声器产生音响。
简易电子琴电路的设计

目1.系统的概述 (2)1.1系统开发背景 (2)1.2系统开发意义 (2)1.3 EWB在数字电子电路综合课程设计中的应用 (2)2.555简易电子琴的设计 (4)2.1设计题目 (4)2.2 设计要求 (4)2.3.1 电路工作原理 (4)2.3.2 系统方框图 (5)2.3.3 电路原理总图(见附录一) (5)2.3.4 电路PCB图(见附录二) (5)2.3.5 电路PCB实物图(见附录三) (5)2.3.6 NE555单元模块 (5)2.3.7 LM386功放单元模块 (11)3.实验调试 (12)4.电路测试及测试结果 (12)5.总结 (12)6.元器件清单(见附录四) (13)7.参考文献 (13)附录一 (14)附录二 (15)附录三 (16)附录四 (17)1.系统的概述1.1系统开发背景随着电子技术的不断发展,模拟电子技术的缺点和局限性越发明显,模拟电子技术的不稳定性、易干扰性等大大限制了其应用,且有阻碍电子技术发展的趋势。
19世纪兴起的数字电路以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。
数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。
近年来,数字电路又有了巨大的发展。
可编程逻辑器件(PAL、GAL等)的发展和普及最终使IC的设计面向了用户(这是模拟电路无法做到的),而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷,从而奠定它在电子电路中的对位。
随着集成技术的进一步提高,各种新技术的出现和应用,人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。
新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本,也仅仅是资本而矣。
新世纪里电子行业的发展速度令人窒息,闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。
1.2系统开发意义555简易电子琴是一种用数字电路技术实现数字显示装置,与机械式数字显示装置相比具有更高的准确性和直观性,且无机械装置,具有更更长的使用寿命,因此得到了广泛的使用。
课程设计【简易电子琴设计】报告书

课程设计报告题目课程名称院部名称专业班级学生姓名学号课程设计地点课程设计学时指导教师简易电子琴电路制作一实验目的1.学习调试电子电路的方法,提高实际动手能力。
2.了解由振荡电路与功率放大电路结合构成简易电子琴的电路及原理。
二实验内容【实验原理】1.简易电子琴电路是将振荡电路与功率放大电路结合的产物。
(1)RC振荡电路(如图1所示)是由RC选频网络和同向比例运算电路组成,对不同频率的输入信号产生不同的响应。
1、RC桥式振荡电路1.1、电路图RC桥式振荡电路如图1所示。
1.2、RC串并联选频网络RC桥式振荡电路可以选出特定频率的信号。
具体实现过程的关键是RC串并联选频网络,其理论推导如下:可得选频特性:即当f0=1/(2πRC)时,输出电压的幅值最大,并且输出电压是输入电压的1/3,同时输出电压与输出电压同相。
通过该RC串并联选频网络,可以选出频率稳定的正弦波信号,也可通过改变R,C的取值,选出不同频率的信号。
2、振荡条件2.1、自激振荡条件图2所示为含外加信号的正弦波振荡电路,其中A,F分别为放大器回路和反馈网络的放大系数。
图2中若去掉Xi,由于反馈信号的补偿作用,仍有信号输出,如图3所示Xf=Xi,可得自激振荡电路。
自激振荡必须满足以下条件:2.2、起振条件自激振荡的初始信号一般较小,为了得到较大强度的稳定波形,起振条件需满足|A·F|>1。
在输出稳定频率的波形前,信号经过了选频和放大两个阶段。
具体来说,是对于选定的频率进行不断放大,非选定频率的信号进行不断衰减,结果就是得到特定频率的稳定波形。
设计方案1、设计电路图设计电路图如图4所示。
图4即是八音阶微型电子琴的原理电路图,8个开关对应着电子琴8个音阶琴键,使用时只能同时闭合一个开关。
在实际电路中,为达到起振条件AF>1,常用两个二极管与电阻并联,可实现类似于热敏电阻的功效。
另外需要说明的是,理论上电路的初始信号是由环境噪声及电路本身的电压提供的。
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1. 技术指标 (1)2. 设计方案及其比较 (1)2.1 方案一 (1)2.2 方案二 (3)2.3 方案比较 (6)3. 实现方案 (6)4. 调试过程及结论 (10)5. 心得体会 (16)6. 参考文献 (16)简易电子琴电路的设计1.技术指标设计一个玩具电子琴,设8个琴键,分别代表1、2、3、4、5、6、7、į八个不同音符,每按下一个琴键,扬声器发出一个音符的声音。
演奏时的音量和节拍可以调节。
2.设计方案及其比较2.1 方案一选用RC振荡电路和运算放大器构成简易电子琴电路。
RC振荡电路的具体电路为文氏桥正弦振荡电路。
电路原理图如下图1。
图1 简易电子琴电路原理图其中1C和按键电阻并联,2C和12R串联,两者共同构成RC串并联选频网络。
由于选频网络的相移为零,这样RC串并联选频网络送到运算放大器同相输入端的信号电压与输出电压同相,所以RC反馈网络形成正反馈,满足相位平衡条件,因而可以形成振荡。
由于振荡的能量是电源,激励信号源是电路中的噪声,它的频谱丰富,包含频率成分f;但由于噪声信号极其微弱,在振荡期间应使信号做增幅振荡,为此合理选择电阻使0ω信号就会通过正反馈而使得输出信号不断增大,使输出幅环路增益大于1,这样频率为0度越来越大,最后受电路中非线性元件的限制,使振荡幅度自动稳定下来,电路进入等幅振荡。
频率0f之外的信号由于不满足振荡平衡条件,将不会在输出信号中出现,RC选频网络实现了信号频率的选择功能。
按键电阻的选择:查阅资料得知八个音阶的频率如下表1:表1 八个音阶的频率由于1C的值确定为0.1uF,由公式:fπ2/1=(1)fRC0=并结合表一计算可得电阻阻值分别为(单位:欧姆):36kR3.1=(2)28R7.k2=(3)23R3.k3=(4)20kR4.4=(5)16kR2.5=(6)k13R1.6=(7)R3.10k7=(8)R1.9k8=(9)通过阻值选择电阻器件。
电路要求不仅能够振荡,而且能够稳幅。
当振荡输出信号小于放大器的最大输出电压时,输出为正弦波。
如前所述,环路增益大于1,这样信号幅度在正反馈的作用下不断增大必然使放大器进入非线性区,输出信号产生失真,所以在正弦波振荡中必须有环路增益的控制环节,使输出信号电压升高时,环路增益下降,从而达到稳定输出信号电压幅度的目的。
稳幅方式有很多种,而此次实验选用的是两个二极管进行稳幅。
采用反向并联二极管的稳幅电路,利用电流增大时二极管动态电阻减小,电流减小时二极管动态电阻增大特性,加入非线性环节,从而使输出电压稳定。
功率放大组件采用为三极管作为放大组件。
2.2 方案二采用NE555构成多谐振荡器,LM386功率放大器放大音量,构成简易电子琴电路。
电路原理图如下:图2 NE555构成简易电子琴电路原理图NE555芯片内部原理图及管脚图如下:图3 NE555内部功能框图图4 NE555管脚图NE555管脚功能:1(接地)——地线,通常被连接到电路共同接地。
2(触发点)——这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期,触发信号上缘电压须大于3/V。
V,下缘须低于3/cc2cc3(输出)——当时间周期开始555的输出脚位,移至比电源少1.7V的高电位,周期结束输出回到0V左右的低电位。
于高电位时最大输出电流约为200mA。
4(重置)——一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。
它通常被接到低电源或忽略不用。
5(控制)——这个脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。
当计时器经营在稳定或振荡运作方式下,这个输入能用来改变或调整输出频率。
6(重置锁定)——重置锁定并使输出呈低态。
当这个接脚电压从3/cc V 一下移至3/2cc V 以上时启动这个动作。
7(放电)——这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力。
当输出为ON 时为LOW ,对地为低阻抗;当输出为OFF 时为HIGH ,对地为高阻抗。
8(cc V )——这是555计时器的正电源电压端。
供应电压的范围是4.5V~16V 。
LM386为音频集成攻放芯片,其引脚图如下所示:图5 LM386引脚图在需要电压增益时,在1脚及8脚间接入一电解电容,一般为10uF 。
第七脚接旁路电容接地,起到滤除噪声的作用。
工作稳定时,该管脚电压约为电源电压的一半。
增大这个电容容值,减缓直流基准电压的上升、下降速度,有效抑制噪声。
由NE555构成的多谐振荡器可知按键电阻的阻值可由公式:])2/[(43.11C R R f i i ++= (10) 求得。
求得电阻阻值如下(单位:欧姆):k R 67.81= (11) k R 18.72= (12) k R 85.53= (13) k R 24.54= (14) k R 12.45= (15) k R 13.36= (16) k R 24.27= (17)k R 84.18= (18)2.3 方案比较实验基于CC7555芯片,构成简易电子琴电路,且方案一与方案二无法控制节拍快慢。
且方案一有时不易起振,不能很好的控制电路。
而且在接通开关的瞬间,不能立即达到想要的振幅,这对电子琴需要迅速转换按键很不利。
所以,实现方案为使用两个555定时器,采用两个芯片并联的方法将两个芯片产生的信号叠加到一起,右边的555芯片作为一个节拍器,使其的周期大于左边芯片产生的信号周期。
滑动变阻器调节节拍。
3.实现方案实现方案使用两个555定时器,分别控制按键电阻及节拍。
555定时器的内部结构图如下:图6 555定时器内部结构图555定时器是一种中规模集成电路,外形为双列直插8脚结构,体积很小,使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件,就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
图7 555定时器构成多谐振荡器电路及工作波形555构成多谐振荡器的工作原理:多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路,由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波,故称为多谐振荡器。
多谐振荡器没有稳态,只有两个暂稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之 间来回转换,故又称它为无稳态电路。
由555定时器构成的多谐振荡器如图7所示,1R ,2R 和C 是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚) 和低电平触发端(2脚)并接后接到2R 和C 的连接处,将放电端(7脚)接到1R ,2R 的连接处。
由于接通电源瞬间,电容C 来不及充电,电容器两端电压c u 为低电平,小于3/cc V ,故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平,输出0u 为高电平,放电管T V 截止。
这时,电源经1R ,2R 对电容C 充电,使电压c u 按指数规律上升,当c u 上升到3/2cc V 时,输出0u 为低电平,放电管T V 导通,把c u 从3/cc V 上升到3/2cc V 这段时间内电路的状态称为第一暂稳态,其维持时间PH T 的长短与电容的充电时间有关 。
充电时间常数为:C R R T *)(21+=充 (19) 由于放电管T V 导通,电容C 通过电阻2R 和放电管放电,电路进人第二暂稳态。
其维持时间PL T 的长短与电容的放电时间有关,放电时间常数:02*C R T =放 (20) 随着C 的放电,c u 下降,当c u 下降到3/cc V 时,输出0u 为高电平,放电管T V 截止,ccV 再次对电容C 充电,电路又翻转到第一暂稳态。
不难理解,接通电源后,电路就在两个暂稳态之间来回翻转,则输出可得矩形波。
电路一旦起振后,c u 电压总是在cc V )3/2~3/1(之间变化。
图1所示为工作波形。
根据c u 的波形可以确定振荡周期为:PL PH T T T += (21)PH T 对应充电时间:C R R T PH *)(*7.021+= (22) PL T 对应放电时间:C R T PL **7.02= (23) 振荡周期:C R R T T T PL PH *)(*7.021+=+= (24) 振荡频率:T f /1= (25) 由上述公式计算得知电阻为:k R 181= (26) k R 25.142= (27) k R 123= (28) k R 104= (29) k R 72.75= (30) k R 6.66= (31) k R 64.47= (32) k R 3.38= (33) 555定时器的管脚图与上述NE555管脚图相同,如图5。
555定时器管脚:Vi1(TH ):高电平触发端,简称高触发端,又称阈值端,标志为TH 。
Vi2(TR ):低电平触发端,简称低触发端,标志为TR 。
CV :控制电压端。
Q :输出端。
DC :放电端。
R :复位端。
555定时器的功能表如下:表2 555定时器功能表RST TH TR OUT0 X X 01 >ccV3/10V3/2>cc1 <ccV3/2>ccV3/1不变1 <ccV3/1 1V3/2<cc1 >ccV3/1 1V3/2<cc构成简易电子琴电路原理图为:图8 两个555定时器构成电子琴电路原理图555定时器内含有一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络,产生ccV两个V和cc基准电压。
两个电压比较器1C,2C;一个由与非门1G组成的基本RS触发器(低电G和2平触发);放电三极管T和输出反相缓冲器3G。
d R是复位端,低电平有效。
复位后基本RS触发器高端为1(高电平),经反相缓冲器后,输出为0(低电平)。
R与1C形成固定的频率,使电路产生八个不同的音调,2C和5C与5管脚相连达1~R8到消除杂音稳定电路的作用。
二极管对电路起过流保护作用。
通过调节滑动变阻器改变声音大小。
4.调试过程及结论先组装音阶产生电路。
为了节省时间和空间,可用导线代替音阶按钮S1-S7,即用一根足够长的导线,一端接555电路的2、6公共端,另一端依次接触8R的开路端来产1~R生不同的声音。
要调出比较准确的音阶,需借助示波器测试各音阶信号的周期,并通过串接电阻是各音阶达到正确的周期值,从而校准音调。
也可使用频率计测量音阶信号的频率来实现音准调节。
采用图8中标称电阻,则各别音调略有偏离。
下图则为在面包板上已经连接好的调试电路:图9 简易电子琴调试电路电路安装完毕后,先认真检查接线是否正确,线路连接错误一般是因为接线时看错引脚,或者改接时忘记去掉原来的旧线造成的,实验查线是往往不易发现。
首先按照总电路图检查是否有引脚连接错误,连接短路,接着用万用表依次检测电路中是否短路的情况。
检查完成后,只需注意输入电压不要过高,对应12V即可。
通过电阻的串并联,按下按钮开关后,能够发出1、2、3、4、5、6、7、8八个音阶,且伴有节拍,节拍及音量可控。