数电课程设计音量控制

目录

摘要 (2)

一设计任务说明 (3)

二工作原理，具体工作过程分析 (4)

1 方框图 (4)

2具体工作过程分析 (5)

三单元功能电路的设计 (6)

1 BCD-七段显示器 (6)

2 74HC160译码器 (7)

3 555多谐振荡器 (8)

4发光二极管 (9)

5电阻 (10)

6电容 (10)

7 74HC42译码器 (11)

8 555单稳态触发器 (12)

四结论 (14)

五参考文献 (14)

六附录 (15)

1元器件明细表，备注 (15)

2 仿真电路 (16)

七设计总结，心得体会 (13)

摘要：

1 基本内容

本设计是在前导验证性认知实验的基础上，进行更高层次的命题设计实验——十二级数字音量控制电路，在教师指导下独立查阅资料、设计、特定功能的电子电路。以此培养利用模拟、数字电路知识，解决电子线路中常见实际问题的能力，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。

2 用途

本文将介绍一种由数字电路构成音量控制电路的设计方法。这种数字式音量自动控制电路将是未来音量控制发展的主流，将越来越受消费者喜爱。

3 特点

在音响设备中通常采用电位器进行音量控制。但经常进行音量控制时，又容易使电位器磨损而出故障而采用数字式音量控制就可以避免模拟调节易受干扰的缺点，而且操作控制更加方便。

一设计任务说明

数字音量控制电路是用于控制和调节扬声器音量的，音量从低到高分为1~12级，要求如下：

1、音量由一个按钮控制。每按一次为一个音量级别，从0级到11级不断循环；

2、设计相应电路来控制输出音量的大小；

3、选择的音量级别应有LED显示功能；

4、要求将最大音量级和最小音量级分别用持续2s的不同声音提示；

5 、各音量级别用其相应的指示灯指示音量大小；

6 、要求设计出完整的音频信号放大电路，包括电压放大和功率放大电路；

7 ﹑分析课题要求，搞清数字音量控制电路的工作原理，拟定总体设计方案，画出系统的组成框图；

8 ﹑设计完成单元功能电路，包括叙述单元电路工作原理，所用电路器件的选择和必要的参数计算；

9 ﹑画出十二级数字音量控制电路的设计电路图；

10 ﹑写出设计说明书。

二工作原理，具体工作过程分析1方框图

2

（1）55574HC160译码器。

（2）74HC160译码器分别与74HC42译码器和BCD-七段显示器相连接。

（3）74HC42译码器输出为高电平，分别经过或非门和非门产生低电平，使发光二极管发光，并通过4个多谐振荡器使两个蜂鸣器发出声音。

（4）每按一次按钮，BCD-七段显示器显示音量级别。

三单元功能电路的设计

⑴BCD-七段显示器

工作原理：

BD4511是一组用来作为BCD对共阴极LED七段显示器译码的包装。其引脚图，与真值表图所示，其各引脚功能如下：电子 LT：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出

（3）555多谐振荡器工作原理：

多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。

多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。

由555定时器构成的多谐振荡器如图所示，R3，R4，C3 和C4是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）接到R4 的连接处，将放电端（7脚）接到R4的连接处，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，输出端OUT为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R4，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）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。由于放电管VT导通，电容C通过电阻R9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，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，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。下图所示为工作波形。

（4）发光二极管

工作原理：通过将电压加在LED的PN结两端，使PN结本身形成一个能级（实际上，是一系列的能级），然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。

（5）电阻

工作原理：

在物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。

电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。

（6）电容

工作原理：

首先电容器的组成：由两片相互接近并相互绝缘的导体组成。因为有绝缘介质，所以在直流电中看作是绝缘（在击穿电压下）。

在交流电中，因为电流的方向是随时间成一定的函数关系变化的，而电容器充放电的过程是有时间的，这个时候，在极板