课程设计---多音信号发生器电路的设计.doc

南昌航空大学科技学院自动化专业电子技术课程设计目录1课程名称22 任务设计及要求23 设计方案及其比较23.1 方案一23.2 方案二34 实现方案44.1 ne555定时器的内部结构和工作原理44.2 实现变音信号发生器电路图及其原理55 计算机仿真66.1 电路的连接76.2 电路的调试86.3 结论87 心得体会88 参考文献9多音信号发生器电路的设计1、课程名称：多音信号发生器电路的设计2、设计任务及要求设计一个多音信号发生器，使它能按一定规律交替发出两种不同的声音。要求：1）、电路由555构成； 2）、根据开关的转换能改变发出不同的声音。3、设计方案及其比较3.1 方案一电路如图1所示 。图1 方案一电路原理图电路主要由两片555定时器组成，第一片实现多谐振荡器，输出周期变化的高低电平，输出端3接到第二片的5端。利用二极管的单向导特性，使电容器c11的充放电回路分开：充电时，vcc经r11和rp1后流经d1对电容c充电；放电时，电容c两端电压经过d2，rp1流到该片定时器的7端。当第一片输出为高电平时，第二片2和6端的参考电压分别为1/2vo1和vo1；当第一片输出为低电平时，第二片2和6端的参考电压分别为1/3vcc和2/3vcc。后一片555定时器也可实现多谐振荡，但由于参考电压的不同，会出现两种不同的振荡周期，从而交替发出两种声音。调节rp1可以改变声音的节拍，调节rp2可以改变声音的频率。3.2 方案二电路如图2所示。图2 方案二电路原理图电路由定时器和rc元件组成的低频两级多谐振荡器，由s1s3的开闭情况不同而产生不同的声音。（1） 当s1闭合，555（1）构成的低频振荡器工作，输出频率为1hz;（2） 当s2闭合，555（2）构成的低频振荡器工作，输出频率为1khz的矩形脉冲; （3）当s1、s2均闭合，两级定时器均产生振荡。4 实现方案4.1 ne555定时器的内部结构和工作原理图3 555定时器内部结构图图3为ne555的内部电路结构图。图4为ne555的管脚分布图。它含有两个电压比较器a1和a2，一个基本rs触发器，一个放电开关t，比较器的参考电压由三只5k的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器a1同相比较端和低电平比较器a2的反相输入端的参考电平为2vcc/3和vcc/3。a1和a2的输出端控制rs触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2vcc/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于vcc/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 图4 555定时器管脚图4脚是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接vcc。vcc是控制电压端（5脚），平时输出2vcc/3作为比较器a1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电压的稳定。t为放电管，当t导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。7脚一般都要接上拉电阻。输入输出阈值输入触发输入复位输出放电管*00导通vcc/2vcc/2vcc/310导通vcc/31不变不变下表为555定时器功能表表1 555定时器功能表ne555引脚图介绍如下：1地 gnd ；2触发； 3输出；4复位； 5控制电压； 6门限(阈值）；7放电端 ；8电源电压vcc 。4.2 实现变音信号发生器电路图及其原理 电路如图5所示。图5 实现方案电路原理图电路由定时器和rc元件组成的低频两级多谐振荡器，由s1s3的开闭情况不同而产生不同的声音。（3） 当s1闭合，555（1）构成的低频振荡器工作，输出频率为1hz;（4） 当s2闭合，555（2）构成的低频振荡器工作，输出频率为1khz的矩形脉冲; （3）当s1、s2均闭合，两级定时器均产生振荡。图6为图5的pcb电路图。图6 实现方案的pcb电路图5、 计算机仿真图图7计算机仿真电路6.1 电路的连接 由于面包板用了多次，有些触角已接触不良，连电路前需要先用万用表检测面包板。在连接电路时，根据电路图的布局，先把元器件插入面包板中再进行布线。在布线时应该注意，不要使线交叉、重叠，也不要让线弯曲连接，保证线的横平竖直，这样做可以使电路连接好后方便检查。图8 连线正面图9 连线反面6.2 电路的调试 连好电路后，用万用表检测各节点处是否导通或短路，对电路进行改正修护。由于连接电路是分散进行的，并未事先提供电源和扬声器，可以用手头上的工具进行调试。上学期做了收音机和直流稳压充电器，可以把收音机里的扬声器焊下来，用直流稳压充电器做电源，对电路进行完全地测试。6.3 结论电路由定时器和rc元件组成的低频两级多谐振荡器，由s1s3的开闭情况不同而产生不同的声音。（5） 当s1闭合，555（1）构成的低频振荡器工作，输出频率为1hz，听到嘀的声响；（6） 当s2闭合，555（2）构成的低频振荡器工作，输出频率为1khz的矩形脉冲，听到哒的声响； （3）当s1、s2均闭合，两级定时器均产生振荡，听到嘀哒的声响。7、 心得体会这次的课程设计历时两个星期。选课题的时候，先是看到有些是我们平时的数电实验，然后余下的很多是关于发光的，发声的很少，于是就选了变音信号发生器。选定课题后就着手找资料了，网上没什么这个课题的资料，图书馆里面关于这个课题的书籍也很少。在找到了一种实现方案后，仔细分析了其工作原理，这样就有了设计方向。经过一番琢磨之后就画出了以上的原理图。接着是电路的调试，由于弄清了电路的原理，调试便成为一个相对简单一点的过程，只要细心布局，按照一定的规律，就可以得到理想的结果。经过两个星期的学习，我发现了自己的很多不足之处。一是对所学知识还存在很多漏洞，理论联系实际的能力需要提高，所以在设计电路上用了很多时间；二是跟队友的合作，两个人一组虽然人不多，但连接电路时每个人有每个人的模式，少不了会出现分歧，我们需要学会接受别人的做事方法，体会他们与我们处理事务的不同之处，并在此基础上对自己解决事情的方式加以改进。另外，我们也应当及时帮助他人。有些人的理论知识比较差，再加上我们近期有考试，他们设计电路时肯定有一定的难度。如果我们能够给他们讲解一下有关555定时器的相关原理与运用，对他们无疑有很大的作用，对我们也有巩固知识，加深理解的好处。在这个过程里，我感觉和同学们之间的距离更加近了。用protel 99画图，或是设计我们自己的报告书，这都是有一定规范的。此次的课程设计，加强了我们对protel 99软件的应用能力，让我们对word也有了更熟悉的操作能力。这对以后我们对其他事情的处理，打下了非常好的基础。为完成这次课程设计我们的确付出了努力，但是我们的努力得到了收获。当电路连接好后，接上电源，听到清脆响亮的两种声音在耳边回荡，我们的心中就不免兴奋，不免激动，这几天的努力终于得到了结果！这次的课程设计，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜，让我知道了学无止境的道理。我们每个人永远不能抱怨现实生活的无聊，或者满足于现有的成就，而应该不断努力学习先进的科学文化知识，要把我国的电子技术的发展作为我们每个人的责任。经过此次的课程设计，让我们懂得要珍惜每一个学习的机会，把所学运用到日常生活中去，观察生活并理解生活，怀着对科学的热爱之情，希望能够创造出造福人类的东西来。8、 参考文献1 李西平.555集成电路应用30例：北京科