简易电子琴课程设计

简易电子琴电路的设计与制作一?实验目的

1、将课程的理论知识转换为技能。

2、掌握简易电子琴的组成原理及设计方法。

3、掌握集成555定时器应用电路的设计、制作与调试方法。

4、掌握制作电子电路的技能。

5、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则，

掌握电子仪器的正确使用

6、学会电子电路的安装与调试技能。

7、学会撰写课程设计总结报告。

8、通过课程设计的综合训练，为以后毕业设计打下一定的基础二?实验设备

NE555两个、琴键开关8个(小体积)、按键开关1个、扬声器1个(5V蜂鸣器)、电容0.1μF1个、电容0.01μF1个电容4.7μF1个,、22μF1个、系列电阻:148kΩ、121kΩ、95kΩ、86kΩ、66kΩ、48kΩ、32kΩ、25kΩ、10 kΩ、1 kΩ、5 kΩ、2 kΩ、4.7kΩ若干。三极管9013、9012、9014各两个。φ3红色发光管8个。可调电阻(电位器)60~100 kΩ8个(参考型号104、105、103、504、503)，面包板用独股线导线若干。大面包板1块，三联焊接板1块，焊锡、焊油若干。万用表一块、镊子一把、斜嘴一把。三?课程设计任务及要求

1、用555定时器和电子元件设计一个简易电子琴，实现C调八个音

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阶1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。

2、设计电路，按照音阶频率要求选择器件参数，各音阶对应的频率

为:1(264Hz)、2(297Hz)、3(330Hz)、4(352Hz)、5(396Hz)、6(440Hz)、

7(495Hz)、 i(528Hz)。

3、用琴键控制音阶，用指示灯显示发出音阶，按下琴键相应指示灯亮，发出准确的音阶音。

4、仿真验证设计电路，接通仿真电路琴键开关可以听到扬声器发出的准确音阶。

5、在面包板上搭接电路，调整电路参数，达到仿真音阶，做到用人耳识别，音色不失真。

6、设计电路板，组装、焊接、调试达到设计的仿真实验效果，使设计尽量成品化。

7、功能扩展:自动演奏功能、声音延续功能等。

8、完成设计报告

四?实验设计原理

555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。简易电子琴主要使用555定时器和电子元件实现C调八个音阶

1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般演奏功能。

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以下为555定时器的结构及工作原理电路组成:

1).分压器:三个5kΩ电阻构成 2).比较器:两个比较器C1和电路组成: 3). 基本R-S触发器

4).放电晶体管T

5).输出缓冲门

【逻辑符号】

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由555定时器组成多谐振荡器，其主要参数为: 高电平维持时间:(正脉冲宽度)

tp1=(R1+R2)C ln2?0.7(R1+R2)C

低电平维持时间:(负脉冲宽度)

tp2=R2C ln2?0.7R2C

周期时间:(振荡周期)

T=tp1+tp2?0.7(R1+2R2)C

t R，Rp112D,,

TR，2R12占空比

11.43f,,振荡频率: ，，TR，2RC12

其震荡原理为:通电前，Ucc=Uc=0,通电后由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于(1/3)Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到(2/3)Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从(1/3)Vcc 上升到(2/3)Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T

充=(R，R)C。 12

由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放,R2C0随着C

的放电，uc下降，当uc下降到(1/3)Vcc时，输出uo。为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c充电，

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电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之

间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在(1/3,2/3)Vcc 之间变化。

由多谐振荡器组成的简易电子琴电路如下:

通过公式 f=1.43/((R+2R')C)，已知R2=10kΩ,C=0.1μF,可以计算出R1~Rn电阻值极其相应的搭配方式。

实际值KΩ F(Hz) 电阻值(kΩ) 电阻搭配

100KΩ3个并联，再串联一个34.333 34.166 1(264) 1KΩ电阻

100KΩ4个并联再串联3个28 2(297) 28.148 1kΩ电阻

2个10kΩ一个4.7kΩ电阻串24.7 3(330) 23.333 联

两个10kΩ一个470Ω电阻串20.47 4(352) 20.625 联

一个10kΩ一个4700Ω四个16.11 5(396) 16.111 470Ω电阻串联

一个10kΩ两个1kΩ一个47012.47 6(440) 12.5 Ω电阻串联

一个100kΩ并联两个相串联8.59 7(4985) 8.888 的4700Ω的电阻

两个1kΩ一个4700Ω一个7.17 i(528) 7.083 470Ω电阻串联

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五(模拟电路仿真

在模拟实验箱上按照简易电子琴电路图连接电路，检查无误后接通5V直流电源，在接入不同电阻的情况下测试不同的音节。如下图: