-用555制作简易电子琴.docx

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1、555简易电子琴电路制作一设计要求与任务1.学习调试电子电路的方法，提高实际动手实力。2.了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。二总体框图输入按钮开关计算出固定电阻555振荡器扬声器【模块功能】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输入端：2频率产生端:3扬声器端口: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依据定值电阻的不同输入，由555产生不同的信号频率接受信号频率发出特定的频率【设计方案】555定时器本试验采纳两个555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由主振荡器，颤音振荡器，扬声器和琴键按钮等部分组成。主振荡器由555定时器，七个琴键按钮S1S

2、7,外接电容Cl、C2,外接电阻R8以及R1R7等元件组成，颤音振荡器由555定时器，电容C5及R9、RlO等元件组成，颤音振荡器振荡频率较低为64Hz,若将其输出电压U连接到主振荡器555定时器复位端4,则主振荡器输出端出现颤音。按图接线后闭合不同开关即可令喇叭发出不同频率的声响，从而模拟出电子琴的工作。三选择器件【试验器材】名称NE555按键开关拨动开关电阻电容电路板电池导线扬声器数量1819311若干1555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，运用起来便利。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换

3、电路。它在波形的产生与变换、测量与限制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。多谐振荡器的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1所示，R1,1.和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R”艮的连接处。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）V

4、cc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出UO为高电平,放电管VT截止。这时，电源经Rl,R2对电容C充电，使电压UC按指数规律上升，当Ue上升到（2/3）VeC时，输出UO为低电平，放电管VT导通，把UC从（1/3）Vcc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。充电时间常数T充二（R1+R2）C0由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人其次暂稳态.其维持时间TP1.的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放=R2C0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

5、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（1/32/3）Vcc之间变更。图1（b）所示为工作波形。图1555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形Tph对应充电时间%对应放电时间振荡周期振荡频率根据Uc的波形图可以确定振荡周期为(941)Tfn=0.7(%+2)CTf1.=0.IR2CT=TPU+Tpl=0.7(Z?.+22)C/=T集成555定时器有双极性型和CMOS型两种产品。一般双极性型产品型号的最终三位数都是555,CMOS型产品型号的最终四位数都是7555.它们的逻辑功能

6、和外部引线排列完全相同。器件电源电压举荐为4.512V,最大输出电流20OmA以内，并能与H1.、CMOS逻辑电平相兼容。其主要参数见表8.1。555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图:【逻辑符号】【内部原理图】%Vil(TH)：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标记为TH。V12(TR)：低电平触发端,简称低触发端，标记为TR。%：限制电压端。V0:输出端。Dis：放电端。Rd：复板就555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络,产生V23VCC13VCC0113VCC不变123VCC23VCC1/3VCC时，写为Vth=I,当TH端的电压2/3%时,写为VT

7、R=1.当TR端的电压1/3VOC时,写为VTR=0。低触发:当输入电压Vi2Vcc23且Vl3VccHVil23Vcc,则VM=1.Vto=O,基本RS触发器保持，VO和T状态不变，这时称555定时器“保持”。高触发：若VQ23Vcc,则VTH=1.比较器G输出为低电平，无论G输出何种电平，基本RS触发器,经输出反相缓冲器后，V0=O;T导通。这时称555定时器“高触发”。555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即Vlh、VTR的“0、a）必需牢牢驾驭。Vs为限制电压端，在Vm端加入电压，可变更两比较器G、C2的参考电压。正常工作时，要在Vg和地之间接0.

8、OIpF(电容量标记为103)电容。放电管T1的输出端Dis为集电极开路输出。555定时器的限制功能说明见表8.2。2音阶频率本试验采纳的是C调音阶，其音阶频率与对应电阻R8值如下表依据T=0.7(R9+R8)C可计算R8的值原理图如下:（八）5”定时2S构或多谓振偏K电第IC555组成自激多谐振荡器，在脚与电源之间加入一组音调电阻R1R8,即是一架玩具电子琴。未按琴键K1K5时，时基电路555不振荡，扬声器不发声；按下某一琴键时，扬声器依555的振荡频率，发出相应的声响。电阻R1R8的选择调整方法，是用一只60-100k的电位器，先接入电路,从高音(或低音)起先，转动电位器，使扬声器发出一个

9、起始的标准音阶，测出电位器的阻值，并换上相同阻值的固定电阻，这样即可确定各音阶所需的电阻阻值。原理主要是555的多谐振荡。多谐振荡的频率：f=1.43(R+2R,)C)这是个约等于,其中R指7管脚与电源之间的电阻，R,指7管脚与6管脚之间的电阻，C是2管脚与地之间的电容。试验中通过按键使R的阻值变更，从而变更振荡频率，扬声器就可与发出不同的声音，假如R的阻值取得好，扬声器就可以发出类似电子琴的声音了。四功能模块1开关输入端逻辑功能：八个开关与经计算出来的固定电阻串联后再其并联，给555震荡器产生不同的信号，从而产生不同的频率2555振荡器逻辑功能：由555定时器构成的多谐振荡器，R1,K和C是

10、外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R“Rz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Uo为高电平,放电管VT截止。这时，电源经Rl,R2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）Vcc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。充电时间常数T充=（R+R2）C。由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人其次暂稳态.其维持时间TP1.的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放=R2C0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（1/32/3）Vcc之间变更。五总体设计电路图