555多音信号发生器(课程设计)资料
电子技术基础课程设计任务书
2014－2015学年第二学期第17周－18周
题目多音发生器
内容及要求
1、电路由555构成；
2、根据开关的转换能发出不同的声音。
进度安排
1、方案论证2天
2、分析、设计、3天
3、焊接、调试、实现3天
4、检查、整理、写设计报告、小结2天
学生姓名：138202226徐斌138202227杨帆
指导时间2015年7月1日指导地点：八大楼117室任务下达2015年6月23日任务完成2015年7月3日
考核方式 1.评阅√ 2.答辩√ 3.实际操作√ 4.
其它□
指导教师彭洁老师系（部）主任
注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
目录
1课程名称 (2)
2 任务设计及要求........................................... 错误！未定义书签。
3 设计方案及其比较 (3)
3.1 方案一 (3)
3.2 方案二 (4)
4 实现方案 (4)
4.1 NE555定时器的内部结构和工作原理 (4)
4.2 实现变音信号发生器电路图及其原理 (5)
5 计算机仿真 (6)
6.1 电路的连接 (7)
6.2 电路的调试 (9)
6.3 结论 (9)
7 参考文献 (9)
多音信号发生器电路的设计
1、课程名称：多音信号发生器电路的设计
2、设计任务及要求
设计一个多音发生器，使它能按一定规律交替发出两种不同的声音。
要求：1）、电路由555构成；
2）、根据开关的转换能改变发出不同的声音。
3、设计方案及其比较
3.1 方案一
电路如图1所示。
图1 方案一电路原理图
电路主要由两片555定时器组成，第一片实现多谐振荡器，输出周期变化的高低电平，输出端3接到第二片的5端。利用二极管的单向导特性，使电容器C
11
的充放电回路分开：
充电时，Vcc经R
11和R
p1
后流经D
1
对电容C充电；放电时，电容C两端电压经过D
2
，R
p1
流
到该片定时器的7端。
当第一片输出为高电平时，第二片2和6端的参考电压分别为1/2V
o1和V
o1
；当第一片
输出为低电平时，第二片2和6端的参考电压分别为1/3Vcc和2/3Vcc。后一片555定时器也可实现多谐振荡，但由于参考电压的不同，会出现两种不同的振荡周期，从而交替发
出两种声音。调节R
p1可以改变声音的节拍，调节R
p2
可以改变声音的频率。
3.2 方案二
方案二电路原理图
电路由定时器和RC元件组成的低频两级多谐振荡器，由S1~~S3的开闭情况不同而产
生不同的声音。
（1）当S1闭合，555（1）构成的低频振荡器工作，输出频率为1HZ;
（2）当S2闭合，555（2）构成的低频振荡器工作，输出频率为1KHZ的矩形脉冲;
（3）当S1、S2均闭合，两级定时器均产生振荡。
4 实现方案
4.1 NE555定时器的内部结构和工作原理
图3 555定时器内部结构图
图3为NE555的内部电路结构图。图4为NE555的管脚分布图。它含有两个电压比较器A1和A2，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2Vcc/3和Vcc/3。A1和A2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2Vcc/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 图4 555定时器管脚图 4脚是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc 。
Vcc 是控制电压端（5脚），平时输出2Vcc/3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uF 的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电压的稳定。
T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。7脚一般都要接上拉电阻。
输入
输出 阈值输入
触发输入
复位
输出
放电管
下表为555定时器功能
表 表1 555定时器功能表
NE555引脚图介绍如下：
1地 GND ；2触发； 3输出；4复位； 5控制电压； 6门限(阈值）；7放电端 ；8电源电压Vcc 。
4.2 实现变音信号发生器电路图及其原理
* * 0 0 导通 >Vcc/3 1 不变 不变 5、计算机仿真图 6.1 电路的连接 由于面包板用了多次，有些触角已接触不良，连电路前需要先用万用表检测面包板。在连接电路时，根据电路图的布局，先把元器件插入面包板中再进行布线。在布线时应该注意，不要使线交叉、重叠，也不要让线弯曲连接，保证线的横平竖直，这样做可以使电路连接好后方便检查。 图8 连线反面 图9 连线正面 6.2 电路的调试 连好电路后，用万用表检测各节点处是否导通或短路，对电路进行改正修护。由于连接电路是分散进行的，并未事先提供电源和扬声器，可以用手头上的工具进行调试。上学期做了收音机和直流稳压充电器，可以把收音机里的扬声器焊下来，用直流稳压充电器做电源，对电路进行完全地测试。 6.3 结论 当第一片输出为高电平时，第二片2和6端的参考电压分别为1/2V o1和V o1 ；当第一片 输出为低电平时，第二片2和6端的参考电压分别为1/3Vcc和2/3Vcc。后一片555定时器也可实现多谐振荡，但由于参考电压的不同，会出现两种不同的振荡周期，从而交替发 出两种声音。调节R p1可以改变声音的节拍，调节R p2 可以改变声音的频率 7、参考文献 [1] 李西平.555集成电路应用30例：北京科学技术出版社，1993 [2] 林建，李湍，王英，黎力.实用电子电路大全：电子工业出版社，1992 [3] 彭介华.电子技术课程设计指导：高等教育出版社，2004 [4] 杨帮文.实用信号产生电路200例：电子工业出版社，1998 [5] 康华光.电子技术基础（数字部分）：高等教育出版社，2006 [6]电子技术课程设计指导：高等教育出版社 1997； 学年论文（课程论文、课程设计） 题目：函数信号发生器 小组成员： 所在学院：信息科学与工程学院 指导教师： 职称：讲师 2011 年12 月24 日 背景 函数信号发生器又称为信号源，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用，能够产生多种波形，如三角波、方波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学等领域内，函数信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的应用。 方波——三角波——正弦波函数信号发生器 一、 设计要求 1． 设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器 2． 输出波形：方波、三角波、正弦波 二、 设计方案 2.1实验原理 （1）方案一原理框图 图1—— 方波、三角波、正弦波信号发生器的原理框图 首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，该方案调试容易。 （2）方案二原理框图 图2—— 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图 RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。先通过RC正弦波荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。 2.2函数发生器的方案选择 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题未采用单片函数发生器模块8038。 方案一的电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，且成本低廉、调整方便，关于输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。而方案二，关于三角波的缺陷，不是能很好的处理，且波形质量不太理想，且频率调节不如方案一简单方便。综上所述，我们选择方案一。 2.3方波发生电路的工作原理和论证 图3——由555定时器组成的多谐振荡器 利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。 555定时器及其应用 555定时器是一种中规模的集成定时器，应用非常广泛。通常只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时器有TTL集成定时器和CMOS集成定时器，它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。TTL型号最后数码为555，CMOS 型号最后数码为7555。 一、555的结构组成和工作原理 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，下图为其内部组成和引脚图。 内部电路原理图 等效逻辑图引脚图 由图知，电路由一个分压器，两个电压比较器，一个R-S触发器，一个功率输出级和一个放电晶体管组成。 比较器A1为上比较器，由BG1~BG8组成，它是由一个NPN管的复合结构做输出级的两级差分放大器。上比较器的反相输入端固定设置在2/3V CC上，它的同相输入端⑥脚称作阈值端（或高触发端），常用来测外部时间常数回路电容上的电压。 比较器A2为下比较器，由BG9~BG13组成，它是由一个PNP管组成的复合输出级的差分放大器。上比较器的同相输入端固定设置在1/3V CC上，反向入端②脚称作触发输入端，用来启动电路。 电路中的比较器的主要功能是对输入电压和分压器形成的基准电压进行比较，把比较的结果用高电平"1 "或低电平"0" 两种状态在其输出端表现出来。 555 电路中的R-S触发器是由两个与非门交叉连接，上图中是由BG14~BG18构成。其中BG15和B G14的基极分别受上比较器和下比较器的输出端控制。A1控制R端，A2控制S端。为了使R-S 触发器直接置零，触发器还引出一个④端，只要在④端置入低电平"0"，不管触发器原来处于什么状态，也不管它输入端加的是什么信号，触发器会立即置零，即Q=O=Uo所以④端也称为总复位端。 BG18~BG21构成功率输出级，③脚为输出端，能输出最大为200mA的电流，故课直接驱动小型电机、继电器、地租扬声器等功率负荷。 BG22是复位放大器。555 电路中特设了一个放电开关，它就是三极管BG23。当555 电路输出端电平Uo =0 时，Q’=1, BG23处于导通状态;当输出端电平Uo =1 时，Q’=0 , BG23处于截止状态，相当于⑦端开路。因此三极管BG23起到了一个开关的作用。当Uo= 0 时，开关闭合，为电容提供了一个接地的放电通路;当Uo = 1 时，开关断开，⑦端开路，电容器不能放电。 R7、R8、R9是三只精密度高的5KΩ的电阻，三只电阻构成了一个电阻分压器，为上比较器和下比较器提供基准电压，因为分压器的三个电阻是5KΩ，“555”因此而得名。 555的⑤脚称为“控制端”，它是上比较器的基准电压端。若此端外接电压源，则比较器的基准电压由外接电压源所决定，从而实现了外电压控制，如果⑤脚不接外部电压源，则上、下比较器的基准电压分别是2/3V CC和1/3V CC。若⑤脚接6伏的电压源，则上比较器的基准电压就是6伏，而下比较器的基准电压为外接电压源的一半，为3伏。如果⑤脚接一交变电压，则上比较器和下比较器的基准电压都随时间而变化，从而使外部定时元件的充放电时间也随之变化，可以起到调制的作用。当⑤脚不接外部电压时，通常接入一个0.01~0.1微法的电容至地，以防外接干扰。 ⑧脚为电源正极，电源电压范围是4.5~18伏，①脚为电源负极（地）端。 工作原理： 前言 脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation.PWM）控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术和模拟信号数字传输通信领域最广泛应用的控制方式，因此研究基于PWM技术的脉冲宽度及周期可调的信号发生器具有十分重要的现实意义。 本文主要讨论了脉冲占空比可调信号的产生方法，采用三种不同的方案使用VHDL语言编程实现了信号的产生。其中方案一的原理是分频，即用计数器计算时钟脉冲的上升沿个数，再通过输出电平反复翻转得到计数个数（脉冲宽度）可控的PWM 信号；方案二的原理是锯齿波比较法，首先编程产生阶梯状的锯齿波，再通过锯齿波与输入占空比值（数值可控的直线）比较产生脉冲宽度随输入占空比数值变化的PWM 信号；方案三是用有限状态机产生有用信号，首先定义两个状态，再通过计数器值与输入占空比值比较控制状态的切换，产生PWM信号。本文详细介绍方案二和方案三两种方法。 通过使用QuartusII9.0软件采用VHDL语言编程并用功能仿真证实了上文提到的三种PWM信号产生方案都是可行的，都能产生切实可用的PWM信号，三种方案中均可以通过修改输入端口占空比来控制产生信号的脉宽，且可以通过在程序中修改计数器的计数上限和分频模块的分频比改变信号的周期及频率，实现了多参数可调，使整体设计具有灵活的现场可更改性和较好的可移植性。且实现功能的程序简单易懂，设计过程中思路阐述清晰，流程介绍明了，且程序易于修改，可读性好。 第一章设计要求 1.1 研究课题 PWM信号发生器的研制 1.2设计要求 用CPLD可编程模块产生下列信号（特殊芯片：EPM570T100C5） (1)采用VHDL编写相关程序，PWM信号的工作频率为500Hz(1000Hz)； (2)时钟信号通过分频器后，由输入开关量控制占空比可调。 一、概要 在高等学校课程设计是一个重要的教学环节，它与实验、生产实习、业设计构成实践性教学体系。由此规定了课程设计的三个性质：一是教学，学生在教师指导下针对某一门课程学习工程设计； 二是实践性，课程设包括电路设计、印刷板设计、电路的组装和调试等实践内容； 三是群众性、主动性，课程设计以学生为主体，要求人人动手，教师只起引导作用，主任务由学生独立完成，学生的主观能动性对课程设计的完成起决定性作。学生较强的动手能力就是依靠实践性教学体系来培养的。 1.1 何谓课程设计 所谓课程设计就是大型实验，是具有独立制作和调试的设计性实验，其基本属性体现在工程设计上。但课程设计毕竟不同于一般实验。 首先是时间和规模不同，一般实验只有两学时，充其量为四学时；而课程设计一般为一～两周。实验所要达到的目的较小。通常只是为了验证某一种理论、掌握某一种参数的测量方法、学习某一种仪器的使用方法等等；而课程没计则是涉及一门课程甚至几门课程的综合运 用，所以课程设计是大型的。 其次，完成任务的独立性不同，一般实验学生采用教师事先安排好的实验板和仪器，实验指导书上详细地介绍了做什么和如何做，实验时还有教师现场指导，学生主要任务是搭接电路，用仪器观察现象和读取数据，因此实验是比较容易完成的；而课程设计不同，课程设计只给出所要设计的部件或整机的性能参数，由学生自己去设计电路、设计和制作印刷电路板，然后焊接和调试电路，以达到性能要求。 课程设计和毕业设计性质非常接近，毕业设计是系统的工程设计实践，而课程设计则是工程设计实践的初步训练，它为毕业设计打下一定基础。课程设计与毕业设计在规模上和要求上，大小高低不同，但它们都属于工程设计，因此工作步骤是类似的。 1.2 课程设计的目的要求 1 、课程设计的目的是帮助学生综合运用所学的理论知识，把一些单元电路有机地组合起来，组成小的系统，使学生建立系统的概念；并使学生巩固和加强已学理论知识。并掌握一般电子电路分析和设计的基本步骤。 2 、掌握常用元器件的检测、识别方法及常用电子仪器的正确使用方法。 3 、掌握印制板的制作流程以及protel 99 SE的使用等基本技能。 4 、培养一定的独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题能通过独立思考、查阅有关资料，寻找解决问题的途径；对调试中 占空比可调的方波信号发生器 三、实验原理： 1、555电路的工作原理 （1）555芯片引脚介绍 图1 555电路芯片结构和引脚图 555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。 1脚：外接电源负极或接地（GND）。 2脚：TR触发输入。 3脚：输出端（OUT或Vo）。 4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输 入什么，电路总是输出“0”。要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。 5脚：控制电压端CO(或VC)。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。 6脚：TH 高触发端（阈值输入）。 7脚：放电端。 8脚：外接电源VCC （VDD ）。 （2）555功能介绍 555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。 当V6 555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2 V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2 V CC/3，低电平必须小于 V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 电子电路综合设计 总结报告 设计选题 ——信号发生器的设计实现 姓名：*** 学号：*** 班级：*** 指导老师：*** 2012 摘要 本综合实验利用555芯片、CD4518、MF10和LM324等集成电路来产生各种信号的数据，利用555芯片与电阻、电容组成无稳态多谐振荡电路，其产生脉冲信号由CD4518做分频实现方波信号，再经低通滤波成为正弦信号，再有积分电路变为锯齿波。此所形成的信号发生器，信号产生的种类、频率、幅值均为可调，信号的种类、频率可通过按键来改变，幅度可以通过电位器来调节。信号的最高频率应该达到500Hz以上，可用的频率应三个以上，T,2T,3T或T,2T,4T均可。信号的种类应三种以上，必须产生正弦波、方波，幅度可在1~5V之间调节。在此过程中，综合的运用多科学相关知识进行了初步工程设计。 设计选题： 信号发生器的设计实现 设计任务要求： 信号发生器形成的信号产生的种类、频率、幅值均为可调，信号的种类、频率可通过按键来改变，幅度可以通过电位器来调节。信号的最高频率应该达到500Hz以上，可用的频率应三个以上，T,2T,3T 或T,2T,4T均可。信号的种类应三种以上，必须产生正弦波、方波，幅度可在1~5V之间调节。 正文 方案设计与论证 做本设计时考虑了三种设计方案，具体如下： 方案一 实现首先由单片机通过I/O输出波形的数字信号，之后DA变换器接受数字信号后将其变换为模拟信号，再由运算放大器将DA输出的信号进行放大。利用单片机的I/O接收按键信号，实现波形变换、频率转换功能。 基本设计原理框图（图1） 时钟电路 系统的时钟采用内部时钟产生的方式。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器。晶振频率为11.0592MHz，两个配合晶振的电容为33pF。 复位电路 复位电路通常采用上电自动复位的方式。上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。 程序下载电路 STC89C51系列单片机支持ISP程序下载，为此，需要为系统设计ISP下载电路。系统采用MAX232来实现单片机的I/O口电平与RS232接口电平之间的转换，从而使系统与计算机串行接口直接通信，实现程序下载。 方案一的特点： 方案一实现系统既涉及到单片机及DA、运放的硬件系统设计， 电子技术课程设计说明书 题目:5５5定时器构成得方波、三角波、正弦波发生器系部:歌尔科技学院 专业: 班级:２013级1班 学生姓名: 学号: 指导教师: 年月日 目录 1 设计任务与要求 (1) ２设计方案 (1) 2。１设计思路 (1) ２、1。1 方案一原理框图?１ 2、1.2 方案二原理框图?2 2。2 函数发生器得选择方案?2 ２、3 实验器材 (3) 3 硬件电路设计?４ 3、1 55５定时器得介绍............................................ ４ 3。2 电路组成..................................................... ４3。3 引脚得作用. (5) 3、4 基本功能?5 4 主要参数计算与分析 (7) 4。1 由555定时器产生方波?7 4、2 由方波输出为三角波 (9) 4。3 由三角波输出正弦波 (10) 5 软件设计 ......................................................... 1２ 5、1 系统组成框图?１2 ５。２元件清单................................................. １３14 6 调试过程? 6.1 方波—－—三角波发生电路得安装与调试 (14) ６。1。１按装方波——三角波产生电路?１4 6、１。２调试方波——三角波产生电路 (14) 6.2 三角波－—－正弦波转换电路得安装与调试 (14) 6。2、１按装三角波——正弦波变换电路 (14) ６、2、2 调试三角波——正弦波变换电路?１4 ６、2。３总电路得安装与调试 ................................. 1５ 6。2、４调试中遇到得问题及解决得方法?1５ 各种应用电路 555触摸定时开关 集成电路IC1是一片555定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。 当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。 当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。 定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。按图中所标数值，定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。 相片曝光定时器 附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。用人工启动式单稳电路。 工作原理：电源接通后，定时器进入稳态。此时定时电容CT的电压为：VCT=VCC=6V。对555这个等效触发器来讲，两个输入都是高电平，即VS=0。继电器KA不吸合，常开点是打开的，曝光照明灯HL不亮。 按一下按钮开关SB之后，定时电容CT立即放到电压为零。于是此时555电路等效触发的输入成为：R=0、S=0，它的输出就成高电平：V0=1。继电器KA吸动，常开接点闭合，曝光照明灯点亮。按钮开关按一下后立即放开，于是电源电压就通过RT向电容CT充电，暂稳态开始。当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏时，定时时间已到，555等效电路触发器的输入为：R=1、S=1，于是输出又翻转成低电平：V0=0。继电器KA释放，曝光灯HL熄灭。暂稳态结束，有恢复到稳态。 曝光时间计算公式为：T=1.1RT*CT。本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟，可由电位器RP调整和设置。 电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品，并应根据负载（HL）的容量大小选择继电器触点容量。 单电源变双电源电路 附图电路中，时基电路555接成无稳态电路，3脚输出频率为20KHz、占空比为1：1 的方波。3脚为高电平时，C4被充电；低电平时，C3被充电。由于VD1、VD2的存在，C3、C4在电路中只充电不放电，充电最大值为EC，将B端接地，在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。 简易催眠器 高频电子线路课程设计报告设计题目：高频正弦信号发生器 2015年 1月 6 日 目录 一、设计任务与要求 (1) 二、设计方案 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (2) 2.2电容反馈式三端振荡器 (2) 2.3克拉波电路振荡器 (6) 三、设计内容 (8) 3.1LC振荡器的基本工作原理 (8) 3.2克拉泼电路原理图 (9) 3.2.1振荡原理 (9) 3.3克拉泼振荡器仿真 (10) 3.4.1软件简介 (10) 3.4.2进行仿真 (10) 3.4.3电容参数改变对波形的影响 (11) 四、总结 (17) 五、主要参考文献 (18) 六、附录.................................................................................... .. (18) 一、设计任务与要求 为了熟悉《高频电子线路》课程中所学到的知识，在本课程设计中，我和队友（石鹏涛、甘文鹏）对LC正弦波振荡器进行了分析和研究。通过对几种常见的振荡器（电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器、改进型电容反馈式振荡器）进行分析论证，我们最终选择了克拉泼振荡器。 在本次课程设计中，设计要求产生10～20Mhz的振荡频率。振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都由放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。然后通过所学的高频知识进行初步设计，由于受实践条件的限制，在设计好后，我利用了模拟软件进行了仿真与分析。为了学习Multisim软件的使用，以及锻炼电子仿真的能力，我们选用的仿真软件是Multisim11.0版本，该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。 最后我们利用了仿真软件对电路进行了一写的仿真分析，如改变电容的参数，分析对电路产生的影响等，再考虑输出频率和振幅的稳定性，得到了与理论值比较相近的结果，这表明电路的原理设计是比较成功的，本次课程设计也是比较成功的。 二：设计方案 通过学习高频电子线路的相关知识，我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器（克拉波电路）等。通过老师所讲和查阅相关资料可知，克拉泼振荡电路具有该电路频率稳定性非常高，振幅稳定，适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用改进型电容反馈式--克拉泼电路振荡器。 下面对几种振荡器进行分析论证： 2.1电感反馈式三端振荡器 电子测量综合实验报告 555信号发生器 报告人: 学号： 专业： 指导老师： 2010年 12 月 10 日 目录 一、实验目的： 二、实验任务与要求： 三、设计方案论证： 四、整体电路设计和分析计算 五、电路仿真分析 六、电路安装与调试 七、实验结果和误差分析 八、实验总结 九、附录：元器件清单/程序清单 一、实验目的 1、将电子测量课程所学的测量原理、数据处理、误差分析等知识用于实践，学 以致用； 2、巩固模电、数电等课程知识将其用于整个综合实验的分析计算过程； 3、熟悉各测量仪表的使用，提高实际动手操作能力。 二、实验任务与要求 1、制成的555信号发生器能产生矩形波、三角波、正弦波三种波形； 2、该信号发生器频率和幅值可调； 3、各误差控制在合理范围内。 三、设计方案论证 1、实验方案 本信号发生器使用555芯片作为多谐振荡器产生矩形波，通过积分形成三角波，再经RC低通滤波形成正弦波。电路原理图如下 2、关于555芯片 上学期的数电课程就学习了555芯片。该芯片是模电和数电相结合的中规模集成电路，设计十分巧妙，广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。在数电中我们学习了由其构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器。关于555芯片原理、多谐振荡器原理，数电课已学过，此处不再赘述。 四、 整体电路设计和分析计算 1、电路各部分功能分析 1、发光二极管VD 为电源指示灯； 2、C1为电源滤波电容； 3、C2为定时电容，C2的充电回路是R2→R3→RP →C2； 4、C2的放电回路是C2→RP →R3→555的7脚(通过放电三极管)； 5、隔直电容，还可以隔离前后网络； 6、积分电容，将矩形波积分产生三角波； 7、低通滤波积分网络，滤除三角波中的高中频成分，并再次积分产生近 似正弦波； 2、理论分析计算 (1)电容C2充电所需的时间为： Tph=(R3+R2+RP)C2㏑2 电容C2放电所需的时间为： Tpl=(R3+RP)C2㏑2 占空比= 1Tph Tp Tph + 振荡频率111[22(3)]2ln 2f Tp Tph R R RP C ==+++ 其中电位器RP 阻值为0至47K Ω 用555电路原理构成单稳态电路及其应用及其应用 作者:朱刚 兰州理工大学 07级自动化(一)班 学号:07220103 用555电路原理构成单稳态电路及其应用 作者:朱刚 摘要:本文应用555定时器的基本原理，构成了单稳态电路，并用555定时器构成的单稳态电路设计了楼道灯光的开关控制器，还构成了一个分频电路，可将高频脉冲变换为低频脉冲。 关键词:555定时器、单稳态电路、灯光控制器、分频器。 一、前言:555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟 与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定 时精度高、驱动能力强等优点。555定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用 电路。广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电 器以及通信产品等电子设备中。 二、555定时器基本原理 (参考:《数字电子技术基础》 第四版阎石) 1、555定时器内部电路如图1所 示。 2、555定时器功能表如表1。 表1555定时器功能表 输入输出 thtrouttr 0低导通，， 1低导通21,v,v33 1不变不变21,v,v33 1高截止21,v,v33 1高截止21,v,v33 三、用555定时器构成单稳态电路 1、电路结构 电路如图2所示，该电路在555电路的基础上，外加电阻r1，r2和电容c1组成。 2、工作原理 1触发信号从tri端输入，没有触发信号时tri输入的是高电平()。,v3 接通电源时触发器可 能处于0，也可能处于1。 1)、假设通电时 q=0，则三极管t导通， ,图1中r=s=1，thr,0 q=0，vo=0，且这一状态稳定 的保持住，除非tri端有有效 的触发脉冲。 2)、假如通电时 q=1，这时三极管t截止，v 经电阻r1向电容c1充电。当 c1两端电压被充到 2时，r=0，触发器vv,c13 被置0，vo=0，t导通，c1经 t放电至0，thr=0,r=s=1,电路回到稳态。 1当电路处于稳态，tri端输入有效的触发脉冲(低电平)时，s=0,触发器置,v3 浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器 发表时间：2014-01-09T11:41:33.297Z 来源：《中国科技教育·理论版》2013年第11期供稿作者：王雪娇胡恒铮 [导读] 除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。 王雪娇胡恒铮无锡技师学院 214153 摘要脉冲宽度调制（PWM）在电子技术领域中应用十分广泛，但是利用模拟电路实现脉宽调制功能十分复杂、不经济。随着微处理器的发展，运用数字输出方式去控制实现PWM的功能就变得简单快捷，本文就如何利用89S52单片机软件编程设计出周期一定而占空比可调的脉冲波，也就是实现PWM功能进行设计，它可以代替模拟电路的PWM脉冲信号发生器。 关键词单片机 PWM 数字控制 PWM是脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）的英文缩写，它是开关型稳压电源中按稳压的控制方式分类中的一种，而脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。 简单的说，PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。理论上讲就是电压或电流源以一种通（ON）或断（OFF）的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的，通的时候就是电源被加到负载上，断的时候就是供电被断开的时候，所以PWM信号仍然是数字的。要想达到这样一种脉宽调制效果，模拟电压和电流时可以直接控制。例如音响的音量控制，在简单的模拟电路中，它的控制是由连接了一个可变电阻的旋钮来实现的，其过程是拧动旋钮，电阻值变小或变大，流过该电阻的电流也随之增加来减小，从而改变驱动扬声器的电流值，那么声音也就相应变大或变小。从这个例子来看，模拟控制是直观而简单的，但是并不是所有的模拟电路都是可行并且经济的，其中很重要的一点就是模拟电路容易随时间漂移，它的调节过程就很困难，为了解决问题就要增加很多的电路，使得电路变得复杂并且昂贵。除此之外，模拟电路中许多的元器件会发热，也就相对提高了电路的功耗，并且对噪声也敏感，任何干扰或噪声都会改变电流值的大小。 综上所述，通过数字方式来控制模拟电路可以大幅度降低系统的成本和功耗，而单片机I/O口的数字输出可以很简单地发出一个脉冲波，在配以外部元器件就可以调节脉冲波的占空比，完成PWM的功能。本文主要介绍利用89S52系列的单片机，控制某个I/O口中一个管脚的数字输出，生成相应周期的脉冲波，并利用按键控制其占空比的调节，包括了占空比自小到大和自大到校的顺序及倒序可调，其调节范围广，操作简便，各元器件间的干扰较小，对模拟电路的控制十分有效。 1.PWM波的生成 PWM波既为数字输出，就是其幅值只有高电平（ON）和低电平（OFF）之分，所以只要使单片机中作为PWM波输出端的那个管脚输出“1”和“0”，并且搭配不同的时间段，就可以形成不同周期的PWM波。举例说明：若要生成周期为10ms的脉冲，就可以利用单片机编程指令控制其输出端输出“1”，并且保持一段时间tp，然后再输出“0”，同样使其保持一段时间tr，两种数字输出保持的时间必须要满足，现就已生成10ms周期的脉冲波，而PWM波与该脉冲波的区别就是还要能够调节占空比。占空比是指正半周脉宽占整个周期的比例，即高电平保持时间于周期的比值，该比值为百分数（），因此在周期一定的情况下，调节占空比就是调节高电平保持的时间。 2.应用编程 本文介绍的PWM波是利用单片机定时中断去确定脉冲波的周期，并且通过两个按键自增和自减某个变量送至中断中，通过此变量去分配高低电平各自占用的时间，形成不同的占空比，即假设一个周期满额比例值为10，则高电平保持时间的比例为该变量值，那么低电平保持时间的比例就是10减去该变量值。 如图1所示为单片机的外部接线图，其中省略了单片机最小系统，此图即可利用89SC52单片机设计出满足周期为10ms、初始占空比为50%、占空比调节范围为0～100%的PWM脉冲信号发生器。占空比调节范围是指高电平保持时间为0～10ms，那么低电平保持时间就是10ms～0。P0.7脚为PWM波输出口，作为PWM脉冲信号发生器可连接其它电路，本文仅连接示波器去观察波形的占空比变化情况，P2.0脚为自增按钮控制端，每按一次高电平保持时间增加1ms，P2.1脚为自减按钮控制端，每按一次高电平保持时间减少1ms。图2所示为初始 课程设计 班级：电信12-1班 姓名：徐雷 学号：1206110123 指导教师：李铁 成绩： 电子与信息工程学院 信息与通信工程系 目录 摘要 (1) 引言 (2) 1. 概述 (3) 1.1 LC振荡器的基本工作原理 (3) 1.2 起振条件与平衡条件 (4) 1.2.1 起振条件 (4) 1.2.2平衡条件 (4) 1.2.3 稳定条件 (4) 2. 硬件设计 (5) 2.1 电感反馈三点式振荡器 (5) 2.2 电容反馈三点式振荡器 (6) 2.3改进型反馈振荡电路 (7) 2.4 西勒电路说明 (8) 2.5 西勒电路静态工作点设置 (9) 2.6 西勒电路参数设定 (10) 3. 软件仿真 (11) 3.1 软件简介 (11) 3.2 进行仿真 (12) 3.3 仿真分析 (13) 4. 结论 (13) 4.1 设计的功能 (13) 4.2 设计不足 (13) 4.3 心得体会 (14) 参考文献 (14) 徐雷：LC振荡器设计 摘要 振荡器是一种不需要外加激励、电路本身能自动地将直流能量转换为具有某种波形的交流能量的装置。种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的，即满足起振、平衡和稳定条件。通过对电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）、电容三点式振荡器（考毕兹振荡器）以及改进型电容反馈式振荡器（克拉波电路和西勒电路）的分析，根据课设要求频率稳定度为10-4,西勒电路具有频率稳定性高，振幅稳定，频率调节方便，适合做波段振荡器等优点,因此选择西勒电路进行设计。继而通过Multisim设计电路与仿真。 关键词：振荡器；西勒电路；Multisim Abstract The oscillator is a kind of don't need to motivate, circuit itself automatically device for DC energy into a waveform AC energy applied. Many different types of oscillators, using range is not the same, but the basic principles are the same, to meet the vibration, the equilibrium and stability conditions. Based on the inductance of the three point type oscillator ( Hartley), three point capacitance oscillator ( Colpitts) and improved capacitor feedback oscillator (Clapp and Seiler) analysis, according to class requirements, Seiler circuit with high frequency stability, amplitude stability frequency regulation, convenient, suitable for the band oscillator etc., so the final choice of Seiler circuit design. Then through the Multisim circuit design and simulation. Key Words：Oscillator; Seiler; Multisim 1 脉冲信号发生器 摘要：本实验是采用fpga方式基于Alter Cyclone2 EP2C5T144C8的简易脉冲信号发生器，可以实现输出一路周期1us到10ms，脉冲宽度：0.1us到周期-0.1us,时间分辨率为 0.1us的脉冲信号，并且还能输出一路正弦信号（与脉冲信号同时输出）。输出模式 可分为连续触发和单次手动可预置数（0~9）触发，具有周期、脉宽、触发数等显示功能。采用fpga计数实现的电路简化了电路结构并提高了射击精度，降低了电路功耗和资源成本。 关键词：FPGA；脉冲信号发生器；矩形脉冲；正弦信号； 1 方案设计与比较 脉冲信号产生方案： 方案一、采用专用DDS芯片的技术方案： 目前已有多种专用DDS集成芯片可用，采用专用芯片可大大简化系统硬件制作难度，部数字信号抖动小，输出信号指标高；但专用芯片控制方式比较固定，最大的缺点是进行脉宽控制，测量困难，无法进行外同步，不满足设计要求。 方案二、单片机法。 利用单片机实现矩形脉冲，可以较方案以更简化外围硬件，节约成本，并且也可以实现灵活控制、能产生任意波形的信号发生器。但是单片机的部时钟一般是小于25Mhz，速度上无法满足设计要求，通过单片机产生脉冲至少需要三条指令，所需时间大于所要求的精度要求，故不可取。 方案二：FPGA法。利用了可编程逻辑器件的灵活性且资源丰富的特点，通过Quartus 软件的设计编写，实现脉冲信号的产生及数控，并下载到试验箱中，这种方案电路简单、响应速度快、精度高、稳定性好故采用此种方案。 2 理论分析与计算 脉冲信号产生原理：输入量周期和脉宽，结合时钟频率，转换成两个计数器的容量，用来对周期和高电平的计时，输出即可产生脉冲信号。 脉冲信号的精度保证：时间分辨率0.1us，周期精度：+0.1%+0.05us，宽度精度： 中原工学院 课程设计报告 课题名称：AM传输系统设计 姓名：xxxxx 班级：信息类101 学号：xxxxx 同组人员：xxxxxx 指导教师：魏平俊、高丽 现代通信电路 课程设计任务书 1、设计题目：AM传输系统的设计 2、包含项目： （1）信号源产生模块（模拟语音信号）； （2）载波信号产生模块 （3）AM调制器：平衡调制器 （4）AM解调器：解调AM信号 3、设计要求： （1）在进入实验室进行实际操作前，提交准备报告：包括综合设计概况、主要技术指标、相应模块的实现方法；提交模块的 电路原理图；提交采用的器件资料。 （2）实验操作可在ZH5006综合设计实验箱上进行，也可在高频电路实验台上进行。要求自行安装语音信号产生模块，其他 模块采用标准模块。 （3）在进入实验室进行实际操作后，提交课程设计报告。报告格式参照中原工学院课程设计指导手册。 4、分组安排： 实验操作分两组进行：一组进行电路安装、调试，一组进行设计电路原理图、软件仿真。然后再对调工作。 5、时间安排： （1）第1天：布置任务，讲解设计方法，进行预设计； （2）第2-3天：第一组进行电路安装、调试，第二组进行设计电路原理图、软件仿真。 （3）第3-4天：第二组进行电路安装、调试，第一组进行设计电路原理图、软件仿真。 （4）第5天：撰写设计报告。 目录 一、绪论 (4) 1.1设计目的 (4) 1.2设计内容 (4) 1.3设计要求 (4) 1.4设计流程 (5) 二、课程设计详细内容及步骤 (6) 2.1信号源产生模块 (6) 2.2载频信号产生模块 (9) 2.3AM调制器模块 (12) 2.4AM解调器模块 (14) 三、课程设计过程分析 (17) 3.1仿真分析 (17) 3.2焊接连线调试分析过程 (22) 3.3遇到问题，解决办法及心得体会 (24) 四、参考文献 (24) 附录A工具元件清单附录B仿真结果 长安大学 电子技术课程设计 课题名称函数信号发生器 班级 __******____ 姓名 指导教师 *** 日期 本次电子技术课程设计是指通过所学知识并扩展相关知识面，设计出任务所要求功能的电路，利用计算机辅助设计的电路仿真，检测并调整电路，设计功能完整的电路图。我们所选择的课设题目是函数信号发生器。函数发生器一般是指能自动产生正弦波、方波、三角波的电压波形的电路或者仪器。电路形式可以采用由运放及分离元件构成；也可以采用单片集成函数发生器。 在资料收集后，将设计过程分为三部分：一是系统模块设计，设计电路的系统思想，设计出能满足电路功能的各个模块，画出系统的框图。二是针对各个模块分别设计电路的各个具体模块的具体电路，并且分别进行仿真和改进。三是将所有的模块综合在一起，画出系统总图，并用multisim 软件进行仿真，针对仿真过程中出现的一些问题仔细检查，对比各个方案的优点和缺点，选出最佳的方案，修改不完善的部分。 最后，对此次课程设计进行总结，反思自己在各个方面的不足，对设计方案中的各个思想进行归纳总结，比较各种方案的优缺点，总结每种设计方案的应用领域和使用范围，为以后得学习实践提供经验。最终提高我们的学习和动手能力。 前言.......................................................................................2 摘要 (4) 第一章数信号发生器系统概述 (5) 1.1总体设计方案论证及选择 (5) 1.2函数信号发生器总体方案框图 (5) 第二章单元电路设计分析 (6) 2.1 信号发电路设计框图 (6) 2.2方波发生电路 (7) 2.3方波——三角波转换电路 (8) 2.4三角波——正弦波转换电路 (9) 2.5.5数字显示输出信号频率和电压幅值 (11) 第三章电路的安装与调试 (15) 3.1方波产生的结果 (15) 3.2方波转换为三角波的结果 (15) 3.3三角波转换为正弦波的结果 (16) 3.4数字显示频率和幅值的结果 (16) 第四章结束语........................................................................ 17 参考文献.............................................................................. 17 附录一器件清单列表............................................................... 18 附录二总体设计图............................................................... 18 收获及体会..............................................................................19 鸣谢 (20)555信号发生器
NE555内部结构及应用电路
PWM信号发生器的设计报告
高频信号发生器的设计与制作
555芯片设计占空比可调的方波信号发生器
555定时器的典型应用电路
信号发生器的设计实现
555定时器构成的方波、三角波、正弦波发生器 设计报告
555芯片各种应用电路
高频课程设计_LC振荡器_克拉泼.(DOC)
电子测量综合实验报告555信号发生器
用555电路原理构成单稳态电路及其应用
浅谈利用单片机设计PWM脉冲信号发生器
(完整版)高频电子线路课程设计
脉冲信号发生器设计
高频课程设计
函数信号发生器-课程设计2.