简易电子琴完整版

设计简易电子琴

学号：031041108 学生姓名：冯桥专业（班级）：电子（11）

摘要：简易电子琴电路是以 NE555 时基电路为核心组成的多谐振荡器电路，由振荡器电路产生频率信号，再通过由 LM386 小功率集成功放为核心组成的功放电路，最后由扬声器输出信号，发出 8个不同频率的音符。

通过改变一组开关的通断可以发出不同的音符和音调，分别按下音符按键能发出 8 个不同频率的音符。

关键词：NE555 LM386 音调集成功放驱动

1 任务提出与方案论证

1.1 设计要求

1、要求有7个音阶，可以用数字芯片构成，也可由单片机构成。

2、用Multisim仿真。

3、搭建实体电路

要求掌握：数字电路的设计方法

1.2 方案论证

方案一：

基于RC振荡电路构成文氏电桥振荡电路，通过改变电阻或电容的值，可以得到不通的振荡频率，从而可以构建八音阶的电子琴系统。（注：通过此方法完成后只能发出一种声响，而且不能停止，是电路设计与链接问题。）

方案二：

555定时器可以构成单稳态触发器，而单稳态触发器仅有一个稳态，故可以通过改变其暂态在一个周期内的时间长度以得到不同的频率，来构建电子琴系统。

本设计选用第二种方法实现。

2 总体设计

2.1 系统总体组成··

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本系统主要由多谐振荡发生电路，扬声器及外部电路组成。通过按键开关接通电路产生振荡方波信号，通过改变电位器电阻的大小来调节振荡频率的大小；接着驱动扬声器发出声音。多谐振荡发生电路按住一个开关电路接通电路外部电容、电阻与555芯片构成多谐振荡电路进行循环的充放电，则输出脉冲矩形波信号。

2.2 总电路图

3 详细设计

3.1由555构成的无稳态多谐振荡器

多谐振荡器电路由 NE555 定时器、R1 和 C2 组成，R3--R10是用于改变振荡器输出信号的频率的。电路中将高电平触发端（6 脚）和低电平触发端（2 脚）并接到电阻一端的连接处。电容 C1 是旁路电容。此部分电路的主要功能是把从琴键输出的电流信号通过多谐振荡器转换成方波信号。

3.2由lm386构成的放大电路

LM386 是小功率音频集成功放，采用 8 脚双列直插式塑料封装。4 脚为接“地”端；6 脚为电源端；2 脚为反相输入端；7 脚为去耦；1、8 脚为增益调节端。LM386 的额定工作电压为 416V，当电源电压为 6V 时，静态工作电流为4mA，适合用电池供电。频响范围可达数百千赫。最大允许功耗为 660mW（25°C），不需要散热片。工作电压为 4V，负载电阻为 300mW。工作电压为6V。引脚图如下：

3.3 参数计算

选定R1=10kΩ，C=0.1uf, 根据产生的矩形波频率为f=1.44/［（R+2R）C］得到各个电位器所需要的阻值,计算过程如下：

f=1.44/[(R1+2R2)C1]

得：R2=0.72/f *10^7-5000Ω

表一各频率下的电阻取值

音阶频率电阻值音阶频率电阻值

1 f=261.6hz R9=150kΩ

2 f=293.6hz R8=123kΩ

3 f=329.6hz R7=98.6kΩ

4 f=349.2hz R6=87.4kΩ

5 f=392hz R5=67kΩ

6 f=440hz R4=48.8kΩ

7 f=439.9hz R3=48.7kΩ0 f=523hz R2=25kΩ

由此计算出各阻值分别为：

R3=22.7 kΩ

R4=19.532 kΩ

R5=16.844 kΩ

R6=15.618 kΩ

R7=13.37 kΩ

R8=11.363 kΩ

R9=9.545 kΩ

R10=8.636 kΩ

3.4 仿真结果

一以下分别是音阶1至8（0）的波形图：

从图中很容易观察到输出波形的改变

4 总结

这是一次整体比较简单的设计，但是仍然有许多不容忽视的地方，如果你不了解各个元件的工作原理的话你就不能很好的做出你的作品，比如我们第一次制作时就失败了调试时不能发出预想的声调。本次实验利用的是555芯片构成的多谐振荡电路就能产生矩形波然后达到驱动扬声器发出不同音阶，所以要对555定时器的作用与工作原理等了解。

通过本次实验也使我对个元器件有进一步了解，这是一次难得的实践机会。由于对以前学过的知识掌握不牢，平时也没有多做小制作多动手实践。还有你的方案设计是否能达到最佳的效果，通过仿真做一系列的了解。但是有时虽然仿真能出现正确结果，而实际你焊接出来的实物却有时不能正常的运行，所以这就得看你的方案的选择了。所以在本次设计中遇到了许多问题，如：第一方案制作后电路连接出现问题所以导致失败。在调试阶段的时候，根据电路图把电路连接好以后，扬声器没有任何的反应；在调试的最后阶段的种种问题，经过查阅资料才把简易电子琴顺利完成设计。

总之，通过这次设计实验让我知道了动手能力的重要性，平时还是要多做才不会出现一些低级错。本次实验还让我对自己的焊接技术有所提升，增强了焊接之后检查电路连接是否正确的能力。如有机会还是要多多参加