可编程音乐发生器

河南城建学院

电子技术基础课程设计

题目：可编程音乐发生器

姓名：洪帅＿＿＿

学号：＿＿091412115＿＿

专业班级：＿＿ 0914121＿＿＿

指导老师： ___ 刘晓芳______

所在院系：电气与信息工程学院

2014年6月19日

河南城建学院课程设计报告 1

摘要

本课程设计是可编程音乐发生器，根据音乐的几个音节频率的不同，设计的一个音乐音节发生器.全电路由三部分组成：以图3.3为主组成的音乐音节振荡器.有十六进制计数\脉冲分配器74LS161,74HC138组成的切换电路和由图3.1组成的为图3.2提供时钟的时钟脉冲发生器.

在音阶振荡器中，电阻R11。R12和电容Cx是决定电路振荡频率的元件，在本电路中将R11、R12 固定，通过改变Cx 的数值来改变振荡频率。电路中，按照音乐的七个基本音阶，将Cx 分成十二组，即C5~C 17，每一个电容可以组成十二个音阶中的一个音阶，十二个电容组成振荡电路的567 1 2 3 4 5 6 7 12。根据音乐音阶信号的分析测量，已知七个基本音阶的频率，可以算出每个电容的值。

音阶振荡电路由74LS161、74HC138等组成，74LS161是十六进制计数器，将信号脉冲转化为十二进制，再有74HC138与各个电容连接，因每个电容的容量不同，进而产生不同的信号传递到图3.3中。

时钟脉冲振荡器是有R1、R2、C以及555定时器组成的，由图3.1的管脚输入到图3.2中。

在模拟仿真之中，打开开关，会听到音符的声音。

目录

1 概述 (3)

1.1设计目的 (3)

1.2设计要求 (3)

1.3设计题目 (3)

2 系统总体方案及硬件设计 ..... (4)

2.1所用原件 (4)

2.2结构框图 (4)

2.3方案对比 (4)

3 各模块设计 (5)

3.1脉冲发生器 (5)

3.2脉冲分配器 (6)

3.3多谐振荡器 (8)

3.4音乐功放 (9)

4 软件仿真 (10)

5课程设计体会 (11)

5.1设计中遇到的问题 (11)

5.2设计体会 (11)

6参考文献 (12)

1、概述

1.1设计目的

为了加深学生对数字电子技术的认识，提高学生的课程设计水平，加强学生的实验能力，学校开了“电子技术综合设计与实践”课程。

本课程设计是在前导验证性认知实验基础上，进行更高层次的命题设计实验，要求学生在教师指导下独立查阅资料、设计、安装和调试特定功能的电子电路。培养学生利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，使学生积累实际电子制作经验，目的在于巩固基础、注重设计、培养技能、追求创新、走向实用。

1.2设计要求

1.以电子技术基础的基本理论为指导，将设计实验分为基础型和系统型两个层次，基础型指基本单元电路设计与调试，系统型指若干个模拟、数字基本单元电路组成并完成特定功能的电子电路的设计、调试；

2.熟悉常用电子仪器操作使用和测试方法；

3.学习计算机软件辅助电路设计方法，能熟练应用电子线路CAD进行电路设计和印刷电路板的设计制作；

4.学习电子系统电路的安装调试技术；

5.拓展电子电路的应用领域，能设计、制作出满足一定性能指标或特定功能的电子电路设计任务。

1.3设计题目

设计可编程音乐发生器。

技术指标与要求：

（1）可产生567 1 2 3 4 5 6 7 12等12个音调。

（2）可循环重复播放某一乐曲。

（3）要求使用555定时器、计数器。

2、系统总体方案及硬件设计

2.1所用原件

电源； 脉冲发生器74LS161； 74HC138； 555组成的多谐振荡器； 功放器； 扬声器。 2.2结构框图

脉冲分配器的系统硬件的结构框如图2.2.1所示。

图2.2.1 结构框图

2.3方案对比

方案一：

图2.3.1 方案一

方案二:

图2.3.2

方案二

通过与同学的讨论和老师的交流，这两个方案都可行。但是通过这两个方案的比较，方案一比较简洁，所以我们选择方案一

3、各模块设计

3.1脉冲发生器

图3.1 脉冲发生器

脉冲发生器如图3.1所示，该电路为电路提供稳定脉冲信号。

3.2脉冲分配器

74HC138N_6V

图3.2 脉冲分配器

脉冲分配器如图3.2所示，由一片74LS161、两片74HC138等组成，74LS161将信号脉冲转化为十二进制，再有74HC138与各个电容连接，因每个电容的容量不同，进而产生不同的信号传递到555定时器。

74LS161是4位二进制同步加法计数器，除了有二进制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数、保持等功能。

（1）异步清零功能

当CR＝0时，不管其他输人端的状态如何（包括时钟信号CP），4个触发器的输出全为零。

（2）同步并行预置数功能

在CR＝1的条件下，当LD＝0且有时钟脉冲CP的上升沿作用时，D3，D2，D1，

D0输入端的数据将分别被Q3～Q0所接收。由于置数操作必须有CP脉冲上升沿相配合，故称为同步置数。

图3-1中74LS161将输出的信号脉冲经过与非门电路接入置数端，转化为十二进制计数器，再有74HC138连接。

取两片74HC138扩展成一个4线-16线译码器。取前十二位接入多谐振荡器