近代电子学实验

近代电子学实验3

题目：音乐发生器

专业：电技101

姓名: 陈会

学号： 1007010044

指导教师：李良荣

基于555定时器的音乐发生器

1.1题目的背景

随着微电子技术和计算机技术的不断发展，在涉及通信、国防、航天、工业自动化、仪器仪表等领域的电子系统设计工作中，音乐发生器的应用越来越广的应用到各个领域。随着我国的经济发展，人们不在只是追求温饱，而是上升了很大的层次，家长对孩子的教育也是不断的提升，每个家长都希望自己的孩子能全面的发展，于是音乐成为广大家长的首选。广大父母也在寻求最早、最快、操作极为简单的培养音乐兴趣的工具。

1.2应用及发展趋势

就在此背景下，一个操作简单的，不需要一点音乐基础，操作无危险的音乐工具出现，此音乐发生器走进了父母的眼中，走进了千家万户，成为家长培养孩子音乐感的首选。这将给父母对孩子的早教提供很大的方便。

第二章总体设计概述

2.1设计思路

不同的音调是不同的频率所影响，所以通过改变响应的频率就可以发出不同的音调，从而实现此播放器的功能。

2.2设计芯片选择

通过对数字电路的学习，了解555定时器能够通过改变不同的电阻值，而改变所发出的频率，从而发出不同的音调。

2.3 设计芯片介绍

NE555介绍

NE555 (Timer IC)大约在1971年由Signetics Corporation发布，在当时是唯一非常快速且商业化的Timer IC，在往后的30年來非常普遍被使用，且延伸出许多的应用电路，尽管近年來CMOS技术版本的Timer IC 如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原规格的NE555依然正常的在市场上供应，尽管新版IC在功能上有部份的改善，但其脚位劲能并没变化，所以到目前都可直接的代用。

NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号，555系列IC的接脚功能及运用都是相容的，只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省

电、可产生的振荡频率也不大相同；而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC，只需少数的电阻和电容，便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。

a. NE555的特点有：

1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范

围极广，可由几微秒至几小时之久。

2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输

出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。

4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

b. NE555引脚位配置说明下：

图1-2 NE555接脚图

Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ，通常被连接到电路共同接地。

Pin 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2/3 VCC，下缘须低于1/3 VCC 。

Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位，移至比电源电压少

1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的

最大输出电流大约200 mA 。

Pin 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。它通常被接到正电源或忽略不用。

Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器

经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压

从1/3 VCC 电压以下移至2/3 VCC 以上时启动这个动作。

Pin 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。

Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC 的正电源电压端。供应电压的范围是

+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。

参数功能特性：

•供应电压4.5-18V

•供应电流3-6 mA

•输出电流225mA (max)

•上升/下降时间100 ns

2.4设计过程

2.4.1公式计算

通过555定时器中的公式

C

R R f )21(44.1+= 改变其中R1、R2的组织可以改变频率

2.4.2音调调节

接在555控制端（5脚）的B 组开关J4和J5是用来调音调的，按下AN1时发音音调比基本音符组（A 组）升高音调一致；而按下AN2时，则比AN1的音调又升高一级。R10R11的电阻值分别在500Ω和1000Ω左右。

2.4.3功率放大

此播放器采用小功率集成放大器OPAM_3T_BASIC、用以双音频信号放大，起其音量可通过RP1来调节。

下图为通过multisim仿真软件制作的电路图

电路设计（部分）实物图：

能够加强此播放器的功能，如播放发光灯，随着音乐按钮的按下，响起音乐

的同时，亮起不同强弱的灯光。通过改变电压的大小实现。

实验总结：通过本次实验，我对数电的知识有了更加深刻的认识，同时对了NE555芯片业有了一定的了解。当然在实验仿真和连接实物图中也遇到了不少困难，比如在实验过程中因为疏忽把电路连错等等。在这次实验中，我知道了做事要一步一步的进行，不能急于求成。