简易电子琴模电课设报告.docx

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1、摘要随着社会的进展，人们不仅仅要求物质生活，更需要精神上的满足。从古代的打击乐到现在的流行乐，音乐已成为人们生活中不行缺少的一局部。始终以来，电子琴收到宽阔青少年的宠爱。本设计介绍由 RC 构成多谐振荡电路，用 NE555 定时器和一些电阻、电容、开关串并联来制作简易电子琴，通过 NE555 产生方波信号，再用 LM386 将信号放大，最终驱动喇叭发出乐音。当人们分别按下每个开关时能听到八种不同频率的乐音，不仅加深了同学们对学问的了解，还提高了同学的动手力气。关键字：NE555、LM386、频率名目前 言1第一章 系统组成与工作原理21.1 方案比较与选择21.2 工作原理2其次章 电路方案设

2、计32.1 单元电路设计32.2 参数计算42.3 器件选择42.3.1 电阻的选择42.3.2 功放电路的选择5第三章调试与测试结果分析73.1 单元电路调试83.2 实际测试结果83.3 结果分析12结论13参考文献14前 言现代城市生活越来越繁忙，人们的工作压力也格外大，惊奇的音乐不但能给人带来放松，还能陶冶情操，增加生活乐趣，可以说音乐是人必不行少的东西。对于数量浩大的音乐爱好者，能弹奏一曲音乐更是一种享受。而传统的琴虽然有着古典气息和秀丽的音色，但其昂贵的价格，浩大的体积，和对环境苛刻的要求，让多数人望而止步。电子琴是现代电子科技与音乐结合的产物，是一种型的键盘乐器，相对于传统乐器，

3、它体积小，功能稳定，适应性强，修理简便，本钱低廉。通过对一个简易的八音符电子琴的设计，可以稳固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决实际问题的独立工作的力气，进一步加深对所学学问的的了解与生疏，进一步生疏各元器件的作用以及制作与调试的方法和步骤，而且还可以生疏有关仪器的使用。国内本课题的争论主要有以下几个方案：1用可控硅制作电子琴，将220V沟通电压经变压器降压，再经过整流、滤波，获得+13.5V直流电压。将单向可控硅SCR 和电阻、电容组成弛张振荡器电路，但该设计方案制作本钱高且简洁； 2承受AT89C51单片机进展把握，由于AT89C51不具备ISP功能，因此一般不承受；3承受AT8

4、9S52单片机进展把握，由于其性价比高，因此受到很多人的承受。第一章 系统组成与工作原理1.1 方案比较与选择方案一：通过NE555与电阻、电容等组成可控多谐振荡器，NE555产生方波信号， 信号再经LM386放大，再驱动喇叭播放乐音。方案二：用可控硅制作电子琴。将 220V 沟通电经变压器降压，再经过整流、滤波，获得+13.5V 直流电压。将单向可控硅 SCR 和电阻、电容组成驰张振荡器电路。但该设计方案制作本钱高且简洁。方案三： 承受 AT89C51 单片机进展把握，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

5、在系统将来升级方面没有潜力。方案四：承受 AT89S52 单片机进展把握，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到达 8K，使软件设计有足够的内部使用空间并且便利日后系统升级，使用便利，抗干扰性能提高。选择方案：通过对上述四种方案的比较以及依据自己所学的学问，本设计承受方案一。1.2 工作原理简易电子琴NE555定时器、RC振荡电路构成。NE555产生方波信号，信号经LM386 放大，再驱动喇叭播放乐音。其框图如2-1所示。信号NE555LM386喇叭图1.1 工作原理图其核心是集成运算放大器构成RC 正弦波振荡器，试验板上供给了8 个音节电阻和电容(C 串=C 并

6、=0.068F 固定) 构成RC 串并联选频网络,分别取不同的电阻值通过琴键开关接通RC 串并联网络的8 对电阻使振荡器产生八个音阶信号。最终， 通过喇叭发出乐音。2其次章 电路方案设计2.1 单元电路设计NE555与电阻、电容等组成可控多谐振荡器，振荡频率取决与Ra 、R16、C3 的值公式如下：f=1.44/(Ra+R16)C3式中 Ra 是对应图中的R1- R8 不同的组合值，这取决与开关K1-K8 的通断状况。在进展音符调试时可用定位器对其进展调试 并确定其每个音阶所对应的阻值。用电阻来把握频率频率来把握音阶如图1-2，假设555 输出波形要驱动更大功率的喇叭的话，可用LM386 对其

7、音频进展功放使功率增大从而使其声音发生增大如图1-3 为改进原理图。图2-1 初始设计原理图图 2-2 改进的原理图2.2 参数计算依据公式：f=1.44/(Ra+R16)C3 取 R16=36K，C3=0.022uF表 2.1电阻的计算值与相对应的电位器f/Hz261.6293.6329.6349.2392.0440.0493.9523电阻/k27.224.411.120.518.216.323.589.1电位器/k505050505050501002.3 器件选择2.3.1 电阻的选择由于实际测到的频率与给的频率有确定误差，因此承受电位器来代替。如表 2.1 所示。42.3.2 功放电路的

8、选择LM386 典型应用电路中，有电压增益为 20 倍、50 倍、200 倍的放大电路。由于电路中的电阻很大，而电源电压只有 5V，假设我们承受电压增益为 20 或者是为 50 的放大电路，导致电路中的电流很小，信号经过NE555 产生方波信号，但电路中所用的喇叭的功率为 0.5W,因此我们尽量地放大信号，使效果更加明显，因此承受电压增益为 200 倍的放大电路。5第三章调试与测试结果分析图 3-1电路实物图正面图 3-2 电路实物图反面63.1 单元电路调试在不接 LM386 时，把 NE555 定时器的 3 引脚接到示波器的表笔上，观看示波器上显示的波形，此时波形在不断的跳动，通过调整示波

9、器上的按钮使波形稳定，再观看频率，觉察频率与实际给的频率对不上，我们可以调整电位器的电阻来使频率发生变化，进而与给定的频率到达吻合。在调试的过程中不能始终调整电阻，这样很有可能烧坏芯片。要一边调整电阻， 一边观看示波器上的波形和频率，再用万用表测量电位器的电阻的大小。3.2 实际测试结果（1） 频率为 262Hz只闭合 K1图 3-3 音阶 1 仿真曲线e 调低音dou 的仿真曲线如上图所示。点击“运行”,再闭合开关K1 将全部电阻串联进电路 然后将调整示波器扫描频率到0.4ms 档,在示波器上就得到上图中的曲线 其频率约等于262Hz。（2） 频率为 294Hz只闭合 K2图 3-4 音阶

10、2 仿真曲线e 调ruai 音的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再闭合开关K2，保持示波器的扫描频率在0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约等于294Hz。（3） 频率为 330Hz只闭合 K3图 3-5 音阶 3 仿真曲线e 调mi 音的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再闭合开关K3，保持示波器的扫描频率在0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约等于330Hz。（4） 频率为349Hz只接通R4图3-6 音阶4仿真曲线e 调fa 音的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再闭合开关K4，保持示波器的扫描频率在0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约

11、等于349Hz。（5） 频率为392Hz只闭合K5图3-7 音阶5仿真曲线e 调sou 音的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再合上开关K5，保持示波器的扫描频率在0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约等于392Hz。（6） 频率为440Hz只闭合K6图3-8 音阶6的仿真曲线e 调la 音的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再合上开关K6，保持示波器的扫描频率在0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约等于440Hz。（7） 频率为494Hz只闭合K7图3-9 音阶7的仿真曲线e 调xi 音的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再合上开关K7，保持示波器的扫描频率在

12、0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约等于494Hz。9（8） 频率为523Hz只闭合K8图4-0 音阶8的仿真曲线e 调高音dou 的仿真曲线如上图所示。点击“运行”，再合上开关K8，保持示波器的扫描频率在0.4ms 档，在示波器上就得到上图中的曲线，其频率约等于523Hz。3.3 结果分析上述波形为矩形波，占空比依次递减，虽然理论上 波形为方波，且方波的占空比为0.5，并且仿真和实物的参数也有确定的不同，本次课程设计所得的实物中用的原理图和仿真的是一样的，但是由于仿真中用到的一些电阻、电容实际上 有确定的不同，并且仿真和实际都会存在误差，所以实物和仿真的元件参数也会不一样，

13、但是在误差范围内，符合要求。10结论焊接好电路后，按下开关K1-K8，可以较清楚地听到e 调8 个不同的音阶，该电路应用简洁的元器件并用简洁的线路连接，看起来格外简洁，整齐。但是频率大小与理论值有确定误差，主要是电阻调整和线路是否接通的问题，应当每焊接一个点最好用万用表的测量一下是否虚焊，还有用万用表测量一下电阻是否到达理论值，这样既可减小误差，也便利以后进展检查和改进。在考虑选用正弦波信号还是方波信号时，由于需要一个检波电路把方波中的各频率相对的信号检出来。一般正弦信号比方波信号好，音质比较好。而且，555产生的方波信号有很多干扰，需要检波。参考文献1. 康华光,电子技术根底模拟局部第五版M,北京:高等教育出版社,2023.2.杨宁,昌飞,RC正弦波振荡电路和AT89C52的简易电子琴设计J,上海:上海电机学 院学报,20233.孙文,赵万云,邹子春,袁小平,基于RC正弦波振荡电路的电子琴设计J,徐州:现代电 子技术,2023.5.14.钟海丽,555定时器在把握电路中的应用J,长沙,长沙电力学院学报,2023