目錄1 技術指標 1
1.1 初始條件 1
1.2 技術要求 1
1.3 555 定時器 1
1.4 產生要求音符對應的頻率 2
1.5音符頻率訊號的產生 2
1.6 節拍頻率訊號的產生 3
1.7 輸出電路及音量調節 4
2 設計方案及其比較 4
2.1 方案一 4
2.2 方案二 5
2.3 方案三 6
2.4 方案比較 6
3 實現方案 7
4 除錯過程及結論 9
5 心得體會 9
6 參考文獻 10
玩具電子琴設計
直流可調穩壓電源一台、萬用表一塊、麵包板一塊、元器件若干、剪刀、鑷子等必備工具。
設計乙個玩具電子琴，設8個琴鍵，分別代表1、2、3、4、5、6、7、八個不同音符，每按下乙個琴鍵，揚聲器發出乙個音符的聲音。演奏時的音量和節拍可以調節。
555 定時器是一種模擬和數字功能相結合的中規模整合器件。一般用雙極性工藝製作的稱為 555，用 cmos 工藝製作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓範圍寬，可在 4.
5v~16v 工作，7555 可在 3~18v 工作，輸出驅動電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平相容。555引腳排列見圖：
圖1 555引腳圖
管腳1為接地端gnd。
管腳2為低電平觸發輸入端tri。該端低於vcc/3（或vco/2）時，輸出q為高電平。
管腳3為輸出端out.
管腳4為復位端rst。rst=0時，q=0。
管腳5為控制電壓輸入端con。
管腳6為高電平觸發端thr。該端電平高於2vco（或vco）時，輸出q為低電平。
管腳7為放電端dis。
管腳8為電源vcc。
表1 音符頻率對照表參考
在c調中1、2、3、4、5、6、7、i這8個音符對應的頻率依次為264hz、297hz、330hz、352hz、396hz、440hz、495hz、528hz。用555定時器外加電阻電容可以組成多諧振盪器，合理選擇電阻的值，就可以產生上述8個音符的頻率訊號，用此訊號驅動揚聲器就可以發出不同音調的聲音。用555定時器組成多諧振盪器的電路如下圖所示。
圖2 555定時器組成多諧振盪器的電路圖
電容充電時間t1≈0.7（r1+r2）c，電容放電時間t2≈0.7r2c，故產生的方波的頻率為f=1/t=1/（t1+t2）≈1.43/[（r1+2r2）c]
根據課設提供的元件，設計電阻r1為八個電阻併聯輪流使用，結果計算八個阻值分別為42.8k（歐姆）、38.6k、32.
4k、29.3k、26.8k、21.
7k、19.6k、17.8k，r2阻值為5k，c為0.
1uf（微法）。
用555定時器外加電阻電容可以組成多諧振盪器，合理選擇電阻電容的值。構成的振盪器起節拍發生的作用。產生的頻率比音調的頻率要小很多，555每隔一段時間輸出乙個負脈衝，從而構成節拍，同時經揚聲器輸出。
調動變阻器大小，可以改變節拍的快慢。在變阻器兩端併聯的二極體，可以縮短放電時間，起到整形的作用。節拍頻率訊號的產生電路如下圖所示：
圖3 節拍頻率訊號的產生電路圖
揚聲器(喇叭)引數說明：擴音機與喇叭的阻抗設計為8歐姆，功率為0.5w，因為在這個電路中，喇叭可以有較佳的工作狀態。
在從兩個555輸出管腳後各加一電容100uf。用以消除干擾，提高音質。
在輸出線路中與喇叭併聯乙個變阻器。以調節喇叭兩端電壓，從而調節音量。
圖4 方案一電路圖
圖中r21—r28和s1—s8可以分別與ne555a的r1及 c1組成多諧振盪器產生各種音調訊號，ne555b構成的振盪器起節拍發生的作用，在rp兩端併聯的二極體vd，可以縮短放電時間，因而ne555每隔一段時間輸出乙個負脈衝，從而構成節拍，同時經揚聲器輸出。調節rp大小，可以改變節拍的快慢。
圖5 方案二電路圖
該方案利用74ls191進行分頻，其中各音符的頻率f可有基準頻率fr經過分頻而獲得 f=fr/n,設基準頻率fr=33khz，各音符對應的分頻率數n與數字**h由電路決定，如圖所示，2片74ls191構成的分頻器具有8個置數端，輸入資料d0~d7。當74ls191(2)de q3產生負跳變脈衝時，分頻器係數n=128-d（預置數）或d=128-n。將十進位制數d轉換成十六進製制數h，則二進位制**如下表所示將q3的負跳變脈衝使分頻器重新置數，只要置數端的**不變q3輸出脈衝的頻率就等於**對應的音符的頻率f。
表2 分頻係數對應表
圖6 方案三電路圖
該電路由rc選頻網路、整合運算放大器、節拍訊號發生器和功率放大器組成。其核心是整合運算放大器構成rc正弦波振盪器，實驗板上提供了8個音節電阻和電容(c串=c並=0.1μf固定) 構成rc串並聯選頻網路，分別取不同的電阻值（通過琴鍵開關接通rc串並聯網路的8對電阻）使振盪器產生1～i八個音階訊號。
經功放後推動揚聲器發出**。在rc正弦波振盪器負反饋電阻上，可利用兩個反向併聯的二極體d1和d2的非線性特性來實現穩幅。
當琴鍵開關按下時，兩個電阻r（自己計算）同時接通, 用琴鍵接通不同的r值，改變振盪器的頻率。
三個方案都是利用555定時器來組成節拍訊號發生器，這點是相同的。三個方案都可以代表輸出1、2、3、4、5、6、7、八個不同音符，每按下乙個琴鍵，揚聲器發出乙個音符的聲音。演奏時的音量和節拍可以調節。
但是在音調頻率產生電路中是完全不同的。
方案一是用555定時器外加電阻電容可以組成多諧振盪器，合理選擇電阻的值，就可以產生上述8個音符的頻率訊號，用此訊號來驅動揚聲器就發出不同音調的聲音。控制將不同阻值連入電路來實現改變頻率的。
方案二是利用74ls191進行分頻，其中各音符的頻率f可有基準頻率fr經過分頻而獲得。改變頻率需要在置數端輸入不同的控制訊號。
方案三是由rc選頻網路、整合運算放大器來控制產生8個音符的頻率訊號，分別取不同的電阻值（通過琴鍵開關接通rc串並聯網路的8對電阻）使振盪器產生1～i八個音階訊號。經功放後推動揚聲器發出**。
方案二為輸入乙個音符需要在八個置數端輸入不同的訊號，比較麻煩。方案三的rc選頻網路誤差較大，產生的八個音符音色較差。相對來說，方案一比較可行。
根據課設所提供的器件要求和利弊分析，特將方案一修改後做為實現方案。
圖7 實現方案電路圖
圖8 實現方案的佈線圖pcb
555 定時器是一種模擬和數字功能相結合的中規模整合器件。一般用雙極性工藝製作的稱為 555，用 cmos 工藝製作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓範圍寬，可在 4.
5v~16v 工作，7555 可在 3~18v 工作，輸出驅動電流約為 200ma，因而其輸出可與 ttl、cmos 或者模擬電路電平相容。
用555定時器外加電阻電容可以組成多諧振盪器，合理選擇電阻的值，就可以產生上述8個音符的頻率訊號，用此訊號驅動揚聲器就可以發出不同音調的聲音。
用555定時器外加電阻電容可以組成多諧振盪器，合理選擇電阻電容的值。構成的振盪器起節拍發生的作用。產生的頻率比音調的頻率要小很多，555每隔一段時間輸出乙個負脈衝，從而構成節拍，同時經揚聲器輸出。
調動變阻器大小，可以改變節拍的快慢。在變阻器兩端併聯的二極體，可以縮短放電時間，起到整形的作用。
輸出電路在從兩個555輸出管腳後各加一電容100uf。用以消除干擾，提高音質。在輸出線路中與喇叭併聯乙個變阻器。以調節喇叭兩端電壓，從而調節音量。
圖中r21—r28和s1—s8可以分別與ne555a的r1及 c1組成多諧振盪器產生各種音調訊號，ne555b構成的振盪器起節拍發生的作用，在rp兩端併聯的二極體vd，可以縮短放電時間，因而ne555每隔一段時間輸出乙個負脈衝，從而構成節拍，同時經揚聲器輸出。調節rp大小，可以改變節拍的快慢。
從26號開始佈線，我們就是開始了邊佈線邊除錯。布完線之後，我們接上電源，發現喇叭沒有輸出聲音。我們為解決問題，首先再重新檢查一遍電路；在確認無誤後，接上電源，用萬用表檢查電路各條支路的導通情況。
這時我們發現了一些問題，部分介面不嚴實，接觸不好，為此我們做了修正。之後，再次接上電源，喇叭雖然發出了聲音，但聲音很小，且為「沙沙」的，根本不是穩定的音調的聲音，而且調節電位器也沒有改善。這時我們開始考慮器件的問題，最大可能是在電容和555定時器上，但這兩者不好測量，於是我們採取替代大方法，從同學那借來器件每替代乙個便接上電源測試一邊。
這樣不斷反覆，再調換了音調產生電路中的104瓷片電容的時候，我們聽到了穩定的音調，將不同的電阻串聯進電路，我們聽到了不同的音符所產生的聲音，但可惜並沒有節拍的現象至此我們可以確認，音調產生電路部分已經沒有問題了，而節拍產生電路中還或許存在問題。我們最先又重新檢查了節拍產生電路，確認無誤之後，我們想到是可能是電位器的調節問題，所以我們測量了電位器，雖然電位器是可用的，但它的阻值很大，有超過100k歐。也就是說調節影響很大。
於是我們重新接好電路，接上電源，不斷嘗試改變電位器阻值並檢測，幾經努力，終於在合適位置，測試到了節拍。
課程設計說明書
指導教師 2014年12月22日 目錄第1章可調直流穩壓電源的製作與除錯 2 1.1 設計任務 2 1.1.1 設計目的 2 1.1.2 設計要求及技術指標 2 1.2 總體設計方案 2 1.2.1 直流穩壓電源的基本原理 2 1.3系統分析與設計 3 1.3.1 整流 濾波電路 3 1.3.2 電...
課程設計說明書
立式精鍛機上料機械手設計 學生 張維張鴻馬超胡軍 姜子翔何德浩 班級 機械1003 指導教師 楊化動花廣如楊曉紅 目錄工業機械手是近幾十年發展起來的一種高科技自動化生產裝置。工業機械手的是工業機械人的乙個重要分支。它的特點是可通過程式設計來完成各種預期的作業任務，在構造和效能上兼有人和機器各自的優點...
課程設計說明書
目錄引言1 1汽車離合器 2 1.1離合器的基本組成和分類 2 1.2 離合器的功用 3 1.3設計要求 3 2摩擦離合器基本結構尺寸 引數的選擇 4 2.1 摩擦片外徑及其它尺寸的確定 4 2.1.1摩擦片外徑d4 2.1.2摩擦片內徑d4 2.1.3摩擦片厚度h5 2.1.4校核離合器所選尺寸5...