555簡易電子琴電路製作
一設計要求與任務
1.學習除錯電子電路的方法，提高實際動手能力。
2.了解由555定時器構成簡易電子琴的電路及原理。
二總體框圖
、【模組功能】
該電路包括按鈕開關，定值電阻，555振盪器和揚聲器三部分組成，
1輸入端： 由八個按鈕開關與各自的定值電阻串聯在併聯組成輸入端
2頻率產生端： 根據定值電阻的不同輸入，由555產生不同的訊號頻率
3揚聲器埠: 接受訊號頻率發出特定的頻率
【設計方案 】
555定時器
本實驗採用兩個555整合定時器組成簡易電子琴。整個電路由主振盪器，顫音振盪器，揚聲器和琴鍵按鈕等部分組成。
主振盪器由555定時器，七個琴鍵按鈕s1~s7，外接電容c1、c2，外接電阻r8以及r1~r7等元件組成，顫音振盪器由555定時器，電容c5及r9、r10等元件組成，顫音振盪器振盪頻率較低為64hz，若將其輸出電壓u連線到主振盪器555定時器復位端4，則主振盪器輸出端出現顫音。
按圖接線後閉合不同開關即可令喇叭發出不同頻率的聲響，從而模擬出電子琴的工作。
三選擇器件
【實驗器材】
555定時器是一種中規模積體電路，外形為雙列直插8腳結構，體積很小，使用起來方便。只要在外部配上幾個適當的阻容元件，就可以構成史密特觸發
器、單穩態觸發器及自激多諧振盪器等脈衝訊號產生與變換電路。它在波形的產生與變換、測量與控制、定時電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應用。
多諧振盪器的工作原理
多諧振盪器是能產生矩形波的一種自激振盪器電路，由於矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振盪器。多諧振盪器沒有穩態，只有兩個暫穩態，在自身因素的作用下，電路就在兩個暫穩態之間來回轉換，故又稱它為無穩態電路。
由555定時器構成的多諧振盪器如圖1所示，r1，r2和c是外接定時元件，電路中將高電平觸發端（6腳） 和低電平觸發端（2腳）並接後接到r2和c的連線處，將放電端（7腳）接到r1，r2的連線處。
由於接通電源瞬間，電容c來不及充電，電容器兩端電壓uc為低電平，小於（1/3）vcc，故高電平觸發端與低電平觸發端均為低電平，輸出uo為高電平，放電管vt截止。這時，電源經r1，r2對電容c充電，使電壓uc按指數規律上公升，當uc上公升到（2/3）vcc時，輸出uo為低電平，放電管vt導通，把uc從（1/3）vcc 上公升到（2/3）vcc這段時間內電路的狀態稱為第一暫穩態，其維持時間tph的長短與電容的充電時間有關 。充電時間常數t充=（r1＋r2）c。
由於放電管vt導通，電容c通過電阻r2和放電管放電，電路進人第二暫穩態.其維持時間tpl的長短與電容的放電時間有關，放電時間常數t放＝r2c0隨著c的放電，uc下降，當uc下降到（1/3）vcc時，輸出uo。 為高電平，放電管vt截止，vcc再次對電容c充電，電路又翻轉到第一暫穩態。
不難理解，接通電源後，電路就在兩個暫穩態之間來回翻轉，則輸出可得矩形波。電路一旦起振後，uc電壓總是在（1/3～2/3）vcc 之間變化。圖1（b）所示為工作波形。
圖1 555定時器構成的多諧振盪器電路及工作波形
整合555定時器有雙極性型和cmos型兩種產品。一般雙極性型產品型號的最後三位數都是555，cmos型產品型號的最後四位數都是7555.它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。
器件電源電壓推薦為4．5～12v，最大輸出電流200ma以內，並能與ttl、cmos邏輯電平相相容。其主要引數見表8.1。
555定時器的內部電路框圖及邏輯符號和管腳排列分別如圖
：【邏輯符號】
【內部原理圖】
vi1（th）：高電平觸發端，簡稱高觸發端，又稱閾值端，標誌為th。
vi2（tr）：低電平觸發端，簡稱低觸發端，標誌為tr。
vco：控制電壓端。
vo：輸出端。
dis：放電端。
rd：復位端。
555定時器內含乙個由三個阻值相同的電阻r組成的分壓網路，產生vcc和vcc兩個基準電壓；兩個電壓比較器c1、c2；乙個由與非門g1、g2組成的基本rs觸發器（低電平觸發）；放電三極體t和輸出反相緩衝器g3。
rd是復位端，低電平有效。復位後, 基本rs觸發器高階為1（高電平），經反相緩衝器後，輸出為0（低電平）。
【邏輯功能】
在555定時器的vcc端1/3和地之間加上電壓，並讓vco懸空，則比較器c1的同相輸入端接參考電壓1/3vcc，比較器c2反相輸入端接參考電壓2/3vcc ，為了學習方便，我們規定：
當th端的電壓》1/3vcc時，寫為vth=1，當th端的電壓<2/3vcc時，寫為vth=0。
當tr端的電壓》2/3vcc時，寫為vtr=1，當tr端的電壓<1/3vcc時，寫為vtr=0。
① 低觸發：當輸入電壓vi2② 保持：若vi2>1/3vcc 且vi1<2/3vcc，則vtr=1，vth=0，基本rs觸發器保持，vo和t狀態不變，這時稱555定時器「保持」。
③ 高觸發：若vi1>2/3vcc，則vth=1，比較器c1輸出為低電平，無論c2輸出何種電平，基本rs觸發器,經輸出反相緩衝器後，vo＝0；t導通。這時稱555定時器「高觸發」。
555定時器的「低觸發」、「高觸發」和「保持」三種基本狀態和進入狀態的條件（即vth、vtr的「0」、「1」）必須牢牢掌握。
vco為控制電壓端，在vco端加入電壓，可改變兩比較器c1、c2的參考電壓。正常工作時，要在vco和地之間接0．01μf（電容量標記為103）電容。放電管tl的輸出端dis為集電極開路輸出。
555定時器的控制功能說明見表8.2。
2音階頻率
本實驗採用的是c調音階，其音階頻率與對應電阻r8值如下表
根據t=0.7（r9+r8）c可計算r8的值
原理圖如下：
ic555組成自激多諧振盪器，在⑦腳與電源之間加入一組音調電阻r1～r8，即是一架玩具電子琴。未按琴鍵k1～k5時，時基電路555不振盪，揚聲器不發聲；按下某一琴鍵時，揚聲器依555的振盪頻率，發出相應的聲響。
電阻r1～r8的選擇調整方法，是用乙隻60～100kω的電位器，先接入電路，從高音（或低音）開始，轉動電位器，使揚聲器發出乙個起始的標準音階，測出電位器的阻值，並換上相同阻值的固定電阻，這樣即可確定各音階所需的電阻阻值。
原理主要是555的多諧振蕩。
多諧振蕩的頻率：
f=1.43/((r+2r')c)
這是個約等於,其中r指7管腳與電源之間的電阻，r』指7管腳與6管腳之間的電阻，c是2管腳與地之間的電容。
實驗中通過按鍵使r的阻值改變，從而改變振盪頻率，揚聲器就可與發出不同的聲音，如果r的阻值取得好，揚聲器就可以發出類似電子琴的聲音了。
四功能模組
1開關輸入端
邏輯功能： 八個開關與經計算出來的固定電阻串聯後再其併聯，給555**器產生不同的訊號，從而產生不同的頻率
2 555振盪器
邏輯功能：由555定時器構成的多諧振盪器，r1，r2和c是外接定時元件，電路中將高電平觸發端（6腳） 和低電平觸發端（2腳）並接後接到r2和c的連線處，將放電端（7腳）接到r1，r2的連線處。
由於接通電源瞬間，電容c來不及充電，電容器兩端電壓uc為低電平，小於（1/3）vcc，故高電平觸發端與低電平觸發端均為低電平，輸出uo為高電平，放電管vt截止。這時，電源經r1，r2對電容c充電，使電壓uc按指數規律上公升，當uc上公升到（2/3）vcc時，輸出uo為低電平，放電管vt導通，把uc從（1/3）vcc 上公升到（2/3）vcc這段時間內電路的狀態稱為第一暫穩態，其維持時間tph的長短與電容的充電時間有關 。充電時間常數t充=（r1＋r2）c。
由於放電管vt導通，電容c通過電阻r2和放電管放電，電路進人第二暫穩態.其維持時間tpl的長短與電容的放電時間有關，放電時間常數t放＝r2c0隨著c的放電，uc下降，當uc下降到（1/3）vcc時，輸出uo。 為高電平，放電管vt截止，vcc再次對電容c充電，電路又翻轉到第一暫穩態。
不難理解，接通電源後，電路就在兩個暫穩態之間來回翻轉，則輸出可得矩形波。電路一旦起振後，uc電壓總是在（1/3～2/3）vcc 之間變化。
五總體設計電路圖
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