简易电子琴电子工艺课程设计报告Word文档下载推荐.docx

1、4指导教师要根据每一位学生课程设计任务完成情况，认真审核设计报告，并在课程设计结束时，给出客观、准确的评语和成绩。5课程设计任务书和报告要语言流畅，图表正确规范。6本表要用钢笔、圆柱笔填写或打印，字迹工整。（请把此页打印在封面的背面，打印时请删除此句话）课程设计任务书班级 姓名 学号 课程设计题目 简易电子琴设计 课程设计起止日期 2011年6月13 至 2011年6月30号 实习地点 课程设计内容与要求一、 设计内容与要求：用小规模集成芯片设计并制作简易电子琴，具体要求如下：1、 具有不同发音功能，能通过按键，发出不同音调的八个音。2、 具有功率放大功能，能将555发出的低功率音放大。3、

2、具有调音功能，当音调不准时，能通过调节来将音调美化。4、 具有滤波功能，能将直流信号隔绝，降低杂音。二、 扩展： 1、能通过自制直流稳压电源自行供电。 指导教师 年 月 日课程设计报告一、设计原理与技术方法：包括：电路工作原理分析与原理图、元器件选择与参数计算、电路调试方法与结果说明；软件设计说明书与流程图、软件源程序代码、软件调试方法与运行结果说明。1.1 原理分析，画原理框图： 图 一简易电子琴原理框图如图一所示，它包括：1、输入琴键开关；2、滑动变阻来调节输出频率，从而来调节电子琴的音调；3、555振荡器，通过555来组成多谐振荡器，从而来发出相应频率的脉冲波形；4、通过功率放大芯片来将

3、555发出的低功率波形进行功率放大；5、将放大的脉冲波形输入扬声器，通过扬声器纸盆随着脉冲波形的震动而发出相应的频率的声音。其中第三部分是系统最主要的部分，本系统主要就是通过555来组成多谐振荡器来发出相应频率的脉冲波形，因为只有震荡的信号才能使扬声器发出声音。1.2 元器件选择与参数计算电子琴所需元件元件名称元件型号规格数量备注脉冲发生器NE555直插式18脚功率放大器LM386滑动变阻器10K820K电容瓷片0.1 uF、0.01 uF2电解4.7 uF、0.047 uF、220 uF4电阻1K、220K琴键开关扬声器1.5W直流稳压电源所需元件变压器220V-12V 5W整流二极管IN4

4、007三端稳压器78066V220 uF、0.1 uF3由555定时器构成的多谐振荡器如图2（a）所示，R1，R2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R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。 图2 555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使 电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把u

5、c从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=（R1R2）C。由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电 容的放电时间有关，放电时间常数T放R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）Vcc时，输出uo。 为高电平，放电管VT截止，Vcc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，uc电压总是在（1/32/3）Vcc 之间变化。图2（b）所示为工

6、作波形。555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如下：【逻辑符号】 【内部原理图】555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生（1/3）VCC和（2/3）VCC两个基准电压；两个电压比较器C1、C2；一个由与非门G1、G2组成的基本RS触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G3。Rd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）。【逻辑功能】RSTTHTROUTX2/3VCC1/3VCC不变本系统主要是通过改变图2（a）中的R2来改变输出波形的频率。音阶真实频率/Hz261.6293.7329.634

7、9.25392.06440.07493.9i523.3此为音阶的实际频率，通过公式f=1/0.69（R1+2R2）C 来进行计算，如果进行电阻串联并选择电容为0.1 uF，只需每个音相对应滑动变阻器最高音在13K左右，其他音在2K左右既能满足。然后再在555输出端连接一个4.7 uF的电容来进行高通滤波，隔绝掉低频和直流部分，消除噪音干扰。然后再通过LM386来进行功率放大。 图3（a） 图3（b） 图3为LM386的引脚图和最简功率放大的接法，其中的运算放大器开环，工作在非线性区，当3输入低电平时，55输出低电平，当三位高电平时，5输出最高的电压。从而将3输入的脉冲波进行功率放大，增大声音。

8、 1.3电路调试方法与结果说明 本系统主要是通过万用表来进行调试，来探测各点高低电平，然后对照电路图，检查接线焊接是否正确。并且在正式焊接前，每人都花费专门时间练习焊接。由于有较好的焊接基础，且电路图事先在理论上验证确认无误，所以焊接一路都很顺利。只是在完工后，电路板未能非常完好的工作，经检验，发现是有一个焊点有问题，重新焊牢固后问题解决。但是扬声器老是有杂音，经检查是555振荡器发生了自激震荡，在VCC与地之间加接一个220 uF的电容去耦后，问题解决。二、课程设计工作记录：设计步骤与时间安排、调试步骤与时间安排、课题完成结果说明2.1设计步骤与时间安排（6月20日至6月22日）2.1.1

9、振荡电路该电路主要是通过555组成多谐振荡器来发出相应频率的脉冲波形，和脉冲频率有关的参数是图2中R1、R2和C，本电路中通过改变R2阻值来改变脉冲波的频率，从而来改变音调，R2即为电路中的滑动变阻器R1到R8。 振荡电路如图4。 图 42.1.2 功率放大电路功率放大部分主要是通过开环工作的运算放大器，由于此时运算放大器工作在非线性区，输出端会随着输入端的高低而输出最大电压与最小电压，从而将输入端信号的功率放大。如图5。 图 52.1.3 滤波电路电路中没有特意的滤波电路，但是在555和386的输出端分别接上了电容来进行隔直和滤掉低频噪声如总电路图6中的C3和C5；并且为了防止555的多谐振

10、荡器发生自激震荡，所以电路在VCC与地之间接上了一个电容来进行去耦，如总电路图6中的C6。 图 6 总电路2.1.4直流稳压电源 直流稳压电源先是通过变压器将220v的电压变成12v的电压，然后经过整流桥整流，此时的波形是周期全波余弦信号，然后通过电容滤波再次整流，此时的波形近似为直线，然后通过三端稳压器7806稳压后，12v近似直线的信号就变为6V直流信号。此即为直流稳压电源的工作原理。2.2 调试步骤与时间安排（6月23日至6月24日）电路完工后，电路板未能非常完好的工作，扬声器没有声音，经检验，发现是有一个焊点有问题，重新焊牢固后问题解决。2.3课题完成结果说明基本要求与扩张功能均达到要

11、求，电子琴音调符合实际，旋律优美，各放大电路与稳压电源工作正常稳定，电路板已成功验收。三 、心得体会：一个星期的实训很快结束了。通过对简易电子琴的设计，我认识到了“理论联系实际”的这句话的重要性与真实性。在此次的课程设中计，我不仅巩固了以前学习过的知识，还增长了一些书本以外的知识，比如说制作万用板的过程，及焊接的方法，如何能焊接的光滑，美观，布线能够清爽一目了然，这些光看书本是永远也学不到的。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的真谛，也明白课程设计的意义所在，它教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的分析能力、动手能力及处理问题的能力，还增强了我们的团结互助精神。在整个设计到电路板的制作、电路的焊接以及调试过程中，我用心做好每一步，虽然做的电子琴原理简单焊接不是很困难，但是每一份付出背后的成功都是值得开心的。当然，我从实训中也发现了自身的许多缺点及不足，比如做事不仔细，导致虚焊。课程设计验收指导教师评语及成绩：成绩指导教师签字年 月 日教研室主任意见教研室主任签字