数字电子技术课程方案实习报告李凯

长沙学院

数电课程设计说明书

题目电子节拍器设计

系( 部> 电子与通信工程系专业( 班级＞电气2班

姓名李凯

学号2018032121

指导教师陈希

起止日期6月17日一21日

数字电子技术课程设计任务书 （15>

系 <部）：电子与通信工程系专业：

电气工程及其自动化 指导教师：陈希

课题名称 电子节拍器设计

系 < 部）主 管领导意见

年月日

教研室 意见

年月日

长沙学院课程设计鉴定表

目录

刖言5

一、设计要求及系统的组成 6

1.1基本要求6

1.2系统结构组成6

二、电路设计7

2.1系统电路的组成及工作原理

2.2单元模块电路设计8

2.2.1脉冲产生电路8

2.2.2节拍信号产生电路

2.2.3光显示电路11

2.2.4声显示电路12

三、实验调试及测试结果与分析

13

3.1调试13

3.2测试结果与分析14

四、实验结论及心得体会14

4.1实验结论14

4.2心得体会15

参考文献16

、八

前言

节拍器在学习音乐中起着重要作用。主要有：1、确定乐曲的速度，有的曲子要求用某一速度进行练习，通过节拍器可以找到该速度；2、帮助对于节奏感较差的学生，改善拖拍、抢拍、节奏不稳等现象。

节拍器不仅在音乐方面起着重要的作用，而且在医疗、航空等领域都有着广泛的应用。随着社会文明的进步和科学技术的发展，先进的电子技术在各个近代学科门类和技术领域占有不可或缺的核心地位。在我国现代化建设的发展进程中，数字电子技术在国民经济和科学研究各个领域的应用也越来越广泛。因此，可以通过所学的知识设计一种比较简单及成本较低的音乐节拍器。

该节拍器虽然功能有限，限制了其实用性，但其设计及制作过程的意义却是极其重要的。通过节拍器的制作，不仅熟悉了节拍器的设计及制作过程、培养了我对电子的兴趣，还将电子技术基础理论与实际操作有机地联系起来，加深了对所学理论课程的理解。同时，还提高了实际操作能力、独立分析和解决问题的能力及创新能力，养成了严谨细致的工作作风和团结协作的工作态度。

该方案虽然实现了课题的绝大部分内容和要求，但还有些地方不够完善、错误和不妥之处，敬望读者批评和指正。

一、设计要求及系统的组成

1.1 基本要求

要求本节拍器具有声光显示功能：设有 2/4, 3/4, 4/4三档节拍转换开 关。音响有强弱之分，节拍速度连续可调。

主要参考元器件：555, CD4017, LM386

1.2 系统结构组成

原理框图如图1.1所示。该电子节拍器主要由节拍脉冲产生电路、节拍信 号产生电路、声音显示电路及灯光显示电路等组成。节拍脉冲产生电路产生周 期性的脉冲信号，节拍信号产生电路产生 发声电路和显示电路同步显示节拍。

图1.1原理框图

2/4拍、3/4拍、4/4拍的控制信号

图

二、电路设计

2.1 系统电路的组成及工作原理

总电路图如图2.1示。其工作原理为：ICK555）接成多谐振荡器，R12用 来改变脉冲周期，即节拍速度。IC2VCD4017）为1-10循环记数器，15端分别 接入Q2、Q3、

Q4端可改变计数器的模，从而控制节拍数，可用三档开关控 制。IC3V555）在IC-1、IC-2输出波形的作用下输出不同频率的声音信号，经功 放放大后喇叭发出强弱的节拍声

音，调节电位器 R4可改变音量。红灯显示节拍 速度，即IC-1输出的脉冲信号；绿的显示节拍的高音 ＜重音），由IC-1、IC-2输 出波形共同决定。

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图2.1电子节拍器电路

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2.2 单元模块电路设计 2.2.1 脉冲产生电路

脉冲产生电路是后级电路的基础，可用 555组成多谐振荡器实现，以产生

连续脉冲信号，其电路图如图2.2。

丁 工 R2 ；

4—VA —

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<4 .........

：

33uF ::

图2.2脉冲产生电路

555多谐振荡器的基本原理：当输出端 <3端)低电平时，VC (经过R1、R2 R3合C1

充电，当电容两端电压充电至 Vc >2/3Vcc<触发器电平Vt+ )时，电路立 即发生翻转,使得3端输出变为低电平，即V °=0。此时，电容C1便又通过电阻 R1、R2和电路内的导通管至地间放电，当电容放电至两端电压

Vc v 1/3Vcc 时，

电路发生翻转，使得输出变为高电平，即 V °=1。电路不断重复上述过程，便形 成了振荡，在3端产生脉冲信号。

多谐振荡器的振荡周期为两个暂稳态的持续时间之和为：

T=T1+T2

( 式 2.1>

电容充电时间为：

T 仁0.7(R1+R2+R3>C1 < 式2.2 )

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