555簡(jiǎn)易電子琴設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、Word格式北京交通大學(xué)電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告完美整理Word格式隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類的進(jìn)步，電子技術(shù)已經(jīng)成了各種工程技術(shù)的核心，特別是進(jìn)入信息時(shí)代以來(lái)，電子技術(shù)更是成了基本技術(shù)，其具體應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了通信領(lǐng)域、控制系統(tǒng)、測(cè)試系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)等等各行各業(yè)生活中常使用到許多的電子設(shè)備，它給我們生活上的便利與影響。而電子琴就是一個(gè)很明顯的例子，這些有時(shí)甚至含有內(nèi)建音樂(lè)，有時(shí)又可以千變?nèi)f化，真讓人想動(dòng)手試試看，因此我們對(duì)它產(chǎn)生了許多問(wèn)題與想象。本文就是關(guān)于用555定時(shí)器制作簡(jiǎn)易電子琴的過(guò)程及基本原理。1.方案介紹1.1.總體框圖，1．2．模塊功能

2、該電路包括按鈕開(kāi)關(guān)，定值電阻，555振蕩器和揚(yáng)聲器三部分組成1輸入端：由八個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)與各自的定值電阻串聯(lián)在并聯(lián)組成輸入端2頻率產(chǎn)生端：根據(jù)定值電阻的不同輸入，由555產(chǎn)生不同的信號(hào)頻率3揚(yáng)聲器端口:接受信號(hào)頻率發(fā)出特定的頻率完美整理Word格式1.3.方案選擇【設(shè)計(jì)方案一】數(shù)字電路電子琴采用一個(gè)555集成定時(shí)器組成簡(jiǎn)易電子琴。整個(gè)電路由主振蕩器，顫音振蕩器，揚(yáng)聲器和琴鍵按鈕等部分組成。主振蕩器由555定時(shí)器，電阻，按鍵及電容組成?！驹O(shè)計(jì)方案二】單片機(jī)電子琴程序可分如下：初始化模塊、判斷按鍵模塊、鍵值處理模塊、音樂(lè)處理模塊、中斷模塊、0處

3、理模塊、表單模塊。初始化模塊：對(duì)8279鍵盤的部分進(jìn)行初始化和中斷初始化。鍵值處理模塊：用8279的狀態(tài)字來(lái)判斷它是否按鍵（FIFORAM不能清除已處理的數(shù)據(jù)，但8279的狀態(tài)字會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變）。輸入的鍵值與1-8的物理值01H-08H進(jìn)行比較，如果與其中某個(gè)數(shù)相等，則跳到1-8的鍵值處理模塊；如果是9或者A，則跳到音樂(lè)處理模塊。如果輸入是0，則跳到0處理模塊。結(jié)尾跳到初始化模塊。音樂(lè)處理模塊：專門處理音樂(lè)中的1-8的發(fā)音。它們發(fā)音不同是因?yàn)椴ǖ念l率不同，所以要發(fā)出不同的音，只要實(shí)現(xiàn)發(fā)出的波的頻率不同即可。于是，可通過(guò)定時(shí)的方法來(lái)中斷產(chǎn)

4、生不同的方波?？砂?-8的定時(shí)初值放在一個(gè)表單內(nèi)。中斷模塊：T0中斷是為鍵值處理模塊服務(wù)；T1中斷是為音樂(lè)處理模塊服務(wù)。0處理模塊：在音樂(lè)處理過(guò)程中，按下0則音樂(lè)暫停，此時(shí)可如其他按鍵（包括音樂(lè)按鍵）。當(dāng)再按下0鍵時(shí)，則最近繼續(xù)的音樂(lè)中斷。表單模塊：TAB音符表單存放1-8的ASCII碼值；FREQUENCY音符初值表單存放1-8音符的中斷初值；DAT、DAT1分別存放兩首歌曲相應(yīng)的中斷初值和節(jié)拍等信息。綜上：第一種方案簡(jiǎn)易，易于實(shí)現(xiàn)，所用知識(shí)為數(shù)字電子技術(shù)。接下來(lái)將介紹這種方案。完美整理Word格式2.1原理圖：對(duì)不同音階的波形仿真：

5、1音2音完美整理Word格式3音4音5音完美整理Word格式6音7音8音完美整理Word格式2.2最終設(shè)計(jì)電路考慮到通過(guò)揚(yáng)聲器直接播放輸出信號(hào)效果不好，所以在揚(yáng)聲器前把信號(hào)加以放大。最終決定用以下電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3.主要元器件介紹3.1.555芯片介紹及元器件選擇555定時(shí)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(lái)方便。只要在外部配上幾個(gè)適當(dāng)?shù)淖枞菰涂梢詷?gòu)成史密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及自激多諧振蕩器等脈沖信號(hào)產(chǎn)生與變換電路。它在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、定時(shí)電路、家用電器、電子玩具、電子樂(lè)器等方面有廣泛的

6、應(yīng)用。多諧振蕩器的工作原理：多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在自身因素的作用下，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來(lái)回轉(zhuǎn)換，故又稱它為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路。由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖1所示，R1，R2和C是外接定時(shí)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(lái)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

7、觸發(fā)端均為低電平，輸出uo為高電平，放電管VT截止。這時(shí)，電源經(jīng)R1，R2對(duì)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(shí)，輸出uo為低電平，放電管VT導(dǎo)通，把uc從（1/3）Vcc完美整理Word格式上升到（2/3）Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時(shí)間TPH的長(zhǎng)短與電容的充電時(shí)間有關(guān)。充電時(shí)間常數(shù)T充=（R1＋R2）C。由于放電管VT導(dǎo)通，電容C通過(guò)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(shí)間TPL的長(zhǎng)短與電容的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù)T放＝R2C0隨著C的放電，uc下降，當(dāng)uc下降到（

8、1/3）Vcc時(shí)，輸出uo。為高電平，放電管VT截止，Vcc再次對(duì)電容c充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解，接通電源后，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來(lái)回翻轉(zhuǎn)，則輸出可得矩形波。電路一旦起振后，uc電壓總是在（