555簡易電子琴數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章系統(tǒng)概述1</p><p>　　1.1系統(tǒng)開發(fā)背景1</p><p>　　1.2系統(tǒng)開發(fā)意義1</p><p>　　1.3EWB在數(shù)字電子電路綜合課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用2</p><p>　　第二章555簡易電

2、子琴設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1設(shè)計(jì)題目3</p><p>　　2.2設(shè)計(jì)的目的與要求3</p><p>　　2.3 分析任務(wù)3</p><p>　　2.3.1設(shè)計(jì)總開關(guān)模塊3</p><p>　　2.3.2設(shè)計(jì)控制模塊3</p><p>　　2.3.3設(shè)計(jì)琴鍵模塊

3、3</p><p>　　2.3.4設(shè)計(jì)揚(yáng)聲器模塊3</p><p>　　2.4 需用器件的選擇3</p><p>　　2.4.1 555定時(shí)器3</p><p>　　2.4.2 電容6</p><p>　　2.4.3 電阻6</p><p>　　2.5總體說明6</p&

4、gt;<p>　　2.6 單元模塊6</p><p>　　第三章555簡易電子琴的實(shí)現(xiàn)8</p><p>　　3.1單元模塊的實(shí)現(xiàn)8</p><p>　　3.2電子琴的完整電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.3參考文獻(xiàn)15</p><p><b>　　系統(tǒng)概述</b

5、></p><p><b>　　系統(tǒng)開發(fā)背景</b></p><p>　　隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，模擬電子技術(shù)的缺點(diǎn)和局限性越發(fā)明顯，模擬電子技術(shù)的不穩(wěn)定性、易干擾性等大大限制了其應(yīng)用，且有阻礙電子技術(shù)發(fā)展的趨勢。19世紀(jì)興起的數(shù)字電路以其先天的便捷、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代電子技術(shù)電路中占有越來越重要的地位。</p><p>　　數(shù)字電路與模擬

6、電路相比有顯而易見的穩(wěn)定性。近年來，數(shù)字電路又有了巨大的發(fā)展。可編程邏輯器件（PAL、GAL等）的發(fā)展和普及最終使IC的設(shè)計(jì)面向了用戶（這是模擬電路無法做到的），而這毫無疑問會(huì)給用戶帶來巨大的便捷，從而奠定它在電子電路中的對位。</p><p>　　隨著集成技術(shù)的進(jìn)一步提高，各種新技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，人類歷史橫跨數(shù)碼時(shí)代向更進(jìn)一步發(fā)展已出現(xiàn)在各大型相關(guān)企業(yè)的宏偉藍(lán)圖中。新世紀(jì)里誰掌握了新技術(shù)誰就得到了獲勝的資本，也

7、僅僅是資本而矣。新世紀(jì)里電子行業(yè)的發(fā)展速度令人窒息，聞名的摩爾定律更把許多人威嚇在門外。</p><p>　　可以展望，由數(shù)字構(gòu)成的新世界即將出現(xiàn)。將是人類文明的又一飛躍。</p><p><b>　　系統(tǒng)開發(fā)意義</b></p><p>　　555簡易電子琴是一種用數(shù)字電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字顯示裝置，與機(jī)械式數(shù)字顯示裝置相比具有更高的準(zhǔn)確性和直觀性

8、，且無機(jī)械裝置，具有更更長的使用壽命，因此得到了廣泛的使用。555簡易電子琴從原理上講是一種典型的數(shù)字電路，其中包括了組合邏輯電路和時(shí)序電路。</p><p>　　因此，我們此次設(shè)計(jì)與制做555簡易電子琴就是為了了解555定時(shí)器的原理，從而學(xué)會(huì)制作555簡易電子琴，而且通過555簡易電子琴的制作進(jìn)一步的了解各種在制作中用到的中小規(guī)模集成電路的作用及實(shí)用方法。</p><p>　　EWB在數(shù)

9、字電子電路綜合課程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　長期以來，綜合課程設(shè)計(jì)是以理論課教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)等教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)成的。我們在教學(xué)實(shí)踐的過程中，結(jié)合理論教學(xué)的進(jìn)程，利用計(jì)算機(jī)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件Electronics Workbench(虛擬電子工作臺(tái)-EWB)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行基礎(chǔ)驗(yàn)證模擬仿真實(shí)驗(yàn)，作為教學(xué)的補(bǔ)充。使學(xué)生增強(qiáng)對電路的感性認(rèn)識(shí)，掌握各種儀器的基本使用、電路參數(shù)的測試方法。我們采用工作在Windo

10、ws XP平臺(tái)上的EWB 5．12(虛擬電子工作臺(tái))軟件。通過人機(jī)對話的方式，能使我們每個(gè)人都能親自動(dòng)手搭接電路，進(jìn)行元件接線，參數(shù)設(shè)定。邊連線，邊測試，邊修改，邊分析，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對照。通過EWB軟件的"Component Properties"(元件屬性)可隨時(shí)調(diào)整和修改元器件參數(shù)，分析各元件參數(shù)對電路的作用與影響。調(diào)試和測量過程就是最好的學(xué)習(xí)過程。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，把實(shí)驗(yàn)與理論有機(jī)的結(jié)合起來，加深了我們對

11、理論的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　555簡易電子琴設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)題目</b></p><p>　　555簡易電子琴設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)的目的與要求</b></p><p>　　用555定時(shí)器以及外加電阻、電容組成，此電路能夠發(fā)出1、2

12、、3、4、5、6、7、i，這8個(gè)音符，且8個(gè)音符對應(yīng)的頻率依次為264Hz、297 Hz 、330 Hz、 352 Hz、 396 Hz 、440 Hz 、495 Hz 、528 Hz。</p><p>　　2.3 分析任務(wù)</p><p>　　由提出的任務(wù)的要求可以知道，本任務(wù)可以分為四個(gè)模塊</p><p>　　2.3.1設(shè)計(jì)總開關(guān)模塊</p>

13、<p>　　2.3.2設(shè)計(jì)控制模塊</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，要實(shí)現(xiàn)555簡易電子琴的設(shè)計(jì)就要選擇555定時(shí)</p><p>　　器構(gòu)成多弦振蕩電路。</p><p>　　2.3.3設(shè)計(jì)琴鍵模塊</p><p>　　要發(fā)出不同的頻率，就需要幾個(gè)開關(guān)的閉合和斷開來控制，可看 </p><p>

14、<b>　　作琴鍵。</b></p><p>　　2.3.4設(shè)計(jì)揚(yáng)聲器模塊</p><p>　　通過喇叭來發(fā)出不同頻率的聲音。</p><p>　　2.4 需用器件的選擇</p><p>　　2.4.1 555定時(shí)器</p><p>　　國產(chǎn)雙極型定時(shí)器CB555電路是由比較器C1和C2，基

15、本RS觸發(fā)器和 集電極開路的放電三極管TD三部分組成。</p><p>　　VH是比較器C1的輸入端，v12是比較器C2的輸入端。C1和C2的參考電壓VR1和VR2由VCC經(jīng)三個(gè)五千歐電阻分壓給出。在控制電壓輸入端VCO懸空時(shí)，VR1=2/3VCC,VR2=1/3VCC。如果VCO外接固定電壓，則VR1=VCO,VR2=1/2VCO.</p><p>　　RD是置零輸入端。只要在RD端

16、加上低電平，輸出端v0便立即被置成低電平，不受其他輸入端狀態(tài)的影響。正常工作時(shí)必須使RD處于高電平。如圖2.1為器件引腳的編號(hào)。</p><p><b>　　1、電路組成</b></p><p><b>　　如圖 2.2所示 </b></p><p><b>　　功能表</b></p>

17、<p><b>　　如表2—1所示</b></p><p><b>　　如圖2.3所示</b></p><p><b>　　3、 基本功能</b></p><p>　　當(dāng)時(shí)，，輸出電壓為低電平，VT飽和導(dǎo)通。</p><p>　　當(dāng)時(shí)，時(shí)，時(shí)，C1輸出低電平，C2輸出

18、高電平，，Q＝0，，飽和導(dǎo)通。</p><p>　　當(dāng)、、時(shí)，C1、C2輸出均為高電平，基本RS觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變，因此、VT也保持原來狀態(tài)不變。</p><p>　　當(dāng)、、時(shí)，C1輸出高電平，C2輸出低電平，，Q＝1，，VT截止。</p><p><b>　　2.4.2 電容</b></p><p>　　C1=4.

19、7u C2=0.01u C3=0.022u</p><p><b>　　2.4.3 電阻</b></p><p>　　R1 = 27.6K R2 = 22.08K R3 = 12.42K R4 = 20.7K R5 = 16.6K R6 = 16.6K </p><p>　　R7

20、= 8.28K R8 = 52.2K R9 = 36K </p><p><b>　　總體說明</b></p><p><b>　　如圖2.4所示</b></p><p>　　2.6 單元模塊</p><p>　　多諧振蕩電路：多諧振蕩器是一種自激振蕩器，在接通電源以后，不需要外加

21、觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)產(chǎn)生矩形脈沖。555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器通過調(diào)整滑動(dòng)變阻器即可實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)整，調(diào)節(jié)方便快捷。</p><p><b>　　如圖2.5所示</b></p><p>　　取電源電壓為12V，C1為0.01uF，C2為0.022uF，R1為36K，R2為200K</p><p>　　555簡易電子琴的實(shí)現(xiàn)</p>&l

22、t;p><b>　　單元模塊的實(shí)現(xiàn)</b></p><p><b>　　如圖3.1所示：</b></p><p>　　電子琴的完整電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　如圖3.2所示</b></p><p>　　依照設(shè)計(jì)要求，可得出:</p><p&g

23、t;<b>　　如表3-1所示</b></p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3、根據(jù)555多諧振蕩電路中的振蕩周期公式T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2得到:</p><p>　　R1+ … +R8= 176397.9065</p><p>　　R2+ … +R8

24、= 148798.1391</p><p>　　R3+ … +R8= 126718.3252</p><p>　　R4+ … +R8= 114298.4299</p><p>　　R5+ … +R8= 93598.6043</p><p>　　R6+ … +R8= 77038.74389</p><p>　　R7 +

25、 R8= 60478.8835</p><p>　　R8 = 52198.9532</p><p>　　由上可得：R1 = 27.6K R2 = 22.08K R3 = 12.42K R4 = 20.7K R5 = 16.6K R6 = 16.6K R7 = 8.28K R8 = 52.2K </p><p>　　4、Multis

26、m2001仿真</p><p>　　仿真結(jié)果如下圖及表所示，</p><p><b>　　如表3-2所示</b></p><p><b>　　表3-2 </b></p><p><b>　　如圖3.3所示</b></p><p><b>　　如

27、圖3.4所示</b></p><p><b>　　如圖3.5所示</b></p><p><b>　　如圖3.6所示</b></p><p><b>　　如圖3.7所示</b></p><p><b>　　如圖3.8所示</b></p&g

28、t;<p><b>　　如圖3.9所示</b></p><p><b>　　如圖3.10所示</b></p><p><b>　　如圖3.11所示</b></p><p>　　5、在模擬、數(shù)字實(shí)驗(yàn)箱上驗(yàn)證</p><p>　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，用頻率計(jì)測得如下數(shù)據(jù)：<

29、;/p><p><b>　　如表3-3所示</b></p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　　由于實(shí)驗(yàn)箱電阻限制，所測結(jié)果與設(shè)計(jì)要求值相差幾分，但基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>