功能电路设计与制作说明书.docVIP

功能电路设计与制作课程设计 说 明 书 专业班级： 2015级机械电子工程 作品名称： 基于ne555芯片简易电子琴（仿真） 姓 名： 学 号： 其它成员： 完成时间： 目 录 1设计任务要求 2 1.1设计任务 2 1.2设计要求 2 2设计方案 2 2.1 总体框图 2 2.2 各模块以及功能 3 3 各模块具体设计 3 3.1按键模块设计 3 3.2频率产生模块设计 3 3.3扬声器模块 4 4 仿真调试 4 4.1 仿真中的元器件选择 5 4.1.1根据555多谐震荡的原理选择电阻 5 4.1.2电容选择 5 4.2 仿真调试 5 4.2.1组合并连接仿真图 5 4.2.2仿真频率 6 4.3 电路板实物的焊接与测试 8 4.3.1实物的焊接 8 4.3.2实物的测试 8 结 论 9 仿真电路图 9 实物图 10 Moyj 1设计任务要求 1.1设计任务 利用所学的逻辑代数、门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲波形的产生与整形、A/D转换与D/A转换等有关知识和常用仪器仪表使用、数字电路与功能电路测试、电路设计、电路制作与调试等技能设计出一个简易电子琴。 1.2设计要求 1）利用数字电路设计或单片机编程控制电路。 2）产生e调8个音阶的振荡频率，它分别由1、2、3、4、5、6、7、0号数字键控制。 3）其频率分别为： 1：261.6、2：293.6、3：329.6、4：349.2、5：392.0、6：440.0、7：439.9、0：523 4）做出电路板实物并具有仿真分析。 2设计方案 2.1 总体框图 图1.1系统框图 本方案采用采用以数字电路知识为主的方法定制，选用基于555 集成定时器组成简易电子琴，整个电路由振荡器、 扬声器和按键开关等部分组成。振荡器是由 555定时器的功能所形成，八个按键开关， 外接瓷片电容 C1、C2，外接电阻 R8 以及 R1-R7（用 8 个通过计算出来的电阻调成所需电阻元件） 等元件组成其他部分。 2.2 各模块以及功能 该电路包括按钮开关，定值电阻，555振荡器和扬声器三部分组成。 1按键模块：由八个按钮开关与各自的定值电阻串联在并联组成输入端。 2频率产生模块：根据定值电阻的不同输入，由555产生不同的信号频率。 3扬声器端口: 接受信号频率发出特定的频率。 3 各模块具体设计 3.1按键模块设计 按照设计要求设计了含有八个触摸式开关和定值电阻的按键模块，兼顾电源开关已经震荡电路中的RC电路中的电阻作用。即通过按下不同的开关达到改变接人电阻的目的啊，从而改变震荡电路的频率，输出不同频率的电信号。其结构如图3.1所示： 图3.1 按键模块图 3.2频率产生模块设计 图3.1仿真软件中的555定时器振荡电路 图3.2 555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形 其实质是将输入的直流信号转换成矩形波信号输出。 充电时间: T1=(R1+R2)Cln2≈0.7(R1+R2)C 放电时间: T1=R2Cln2≈0.7R2C 矩形波的振荡周期: T= 1 T + 2 T ≈0.7(R1+2R2)C 振荡频率: f=1/T 因此改变 R1、 R2 和电容 C 的值，便可改变矩形波的周期和频率。 3.3扬声器模块 图3.3.1扬声器模块 因为ne555芯片的输出电流足以驱动喇叭因此直接连接喇叭LS1。 4 仿真调试 因本设计本身要求有稳定性高、免维护、抗干扰能力强等功能，系统调试除了验证数据处理的精度，确保判断的准确性外，同时必须确认各项功能的正常运行。 4.1 仿真中的元器件选择 4.1.1根据555多谐震荡的原理选择电阻 由上所述可知：555芯片输出端输出的频率计算公式为f=1.43/((R1+2R2)C) 再由下表所列的八个音阶分别对应的频率可以令R1为一固定阻值，通过开关调节的几个串联的电阻当做R2。分别选用6个2千欧电阻，一个1千欧和一个十三千欧的电阻串联接于引脚6和引脚七。 4.1.2电容选择 通过计算可以得出6引脚所需电容为0.1μF。输出端3接4.7μF电容。 根据以上选择计算实际频率与真实频率对比如下： 音