中南大学电工电子课程设计试验报告

1、中南大学电工电子技术课程设计报告题 目：_学 院：信息科学与工程学院_扌指导老师： 陈 明 义_专业班级：_姓 名：_学 号：_1=1随着科学技术发展的日新日异， 电工电子技术在现代社会生产中占据着非常 重要的地位，因此作为二十一世纪的自动化专业的学生而言， 掌握电力电子应用 技术十分重要。电工电子课程设计的目的在于进一步巩固和加深所学电工电子基本理论知 识。 使学生能综合运用相关关课程的基本知识， 通过本课程设计，培养我们独立 思考的能力，学会和认识查阅学习我们未学会的知识，了解专业工程设计的特点、 思路、以及具体的方法和步骤，掌握专业课程设计中的设计计算、软件编制，硬 件设计及整体调试。设

2、计过程中还能树立正确的设计思想和严谨的工作作风，达到提高我们的设计能力的目标。从理论到实践，往往看似简单，实则是有很大的差距的，通过课程设计，可 以培养我们学到很多东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多 在书本上所没有学到过的知识。只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论 知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正的学到知识，从而提高自 己的实际动手能力和独立思考的能力。在次，特别感谢老师给我们以实践动手的机会，让我们对以前的知识以复习， 整合，并从理论走向实践，相信我们都会在这次课程设计中学到很多！ !前言.2正文第一章系统概述.4系统功能.4系统结构.4实验原理.4整

3、体方案.5第二章单元电路的设计与分析.52.1音频发生器的设计.52.2节拍发生器的设计.62.3读取存储器数据.72.4选择存储器地址.82.5控制音频电路设计.8第三章电路的安装与调试.9第四章结束语.9元器件明细表.10参考文献.10附 录.11第一章系统概述系统功能根据要求，我们设计的该可编程电子音乐演奏电路可以通过开关选择预先设 定好的音乐曲目，曲目选定后则自动演奏所选曲目。 歌曲曲目可以暂停，可以重 放，还可以根据情况调节歌曲播放速度。基本达到预计要求，不过最大的缺点就 是歌曲播放音调不准！系统结构可编程电子音乐自动演奏电路的系统结构要求如图 1-1 所示。图中 K1 用于选 择预

4、先设置在电路中的乐曲，选中某一乐曲后对应的发光二极管亮， 音乐演奏电 路反复自动演奏所选的乐曲,，经功率放大后由喇叭播出，直至选中下一首为止。实验原理电子乐器模仿各种乐器的基本原理是： 先将某种乐器的声音转换为电信号，再 分析该乐器的电信号的波形和频谱，最后利用电子技术产生与该乐器相仿的电信 号。乐曲中的1,2,3,4,5,6,7对应不同的频率，把对应的频率转化为相应的十六进制数存放在存储器 EEPROM28C64B，通过 555 定时器构成的多谐振荡 器输出 CP脉冲读出存储器中的数据，再经 74LS74 输出，连接蜂鸣器播放出所存 储的歌曲。根据声乐知识，产生音乐的两个因素是音乐频率的持续

5、时间， 每个音名的频率如图一所示：音名频率（Hz）音名频率（Hz）音名频率（Hz）低音 1261.63中音 1523.25高音 11046.50低音 2293.67中音 2587.33高音 21174.66低音 3329.63中音 3659.25高音 31381.51低音 4349.23中音 4698.46高音 41396.92低音 5391.99中音 5783.99高音 51567.98低音 6440中音 6880高音 61760低音 7439.88中音 7987.76高音 71975.52图一简谱中的音名与频率的关系整体方案根据实际需求将整体电路分为“选取电路”，“音乐演奏电路”和“功率放

6、大”3 个主要部分。其原理图如下第二章单元电路设计与分析2.1音频发生器的设计用 555 定时器来实现 8Hz 的音频多谐振荡器，如图 2-1 所示1 15 U1 2H 1Q 916 15 14 13 12 II N 9If L 1412 II 0 ?H 1; 12 11 10 9 I7LS1：1M 15 L4 13 12 1 1C ?H13 12 E I J 4：7tJ-21 17-2124 1) 22 21 M 19 li 17 16 151 ? 56 T S 9 10 M 32 3 3 14图 2-3 读取存储器数据74161 分频使用置数法，根据 X=f/Fi= （ 16-n1）（ 1

7、6-n2）（ Fi 为各个音节对应的频率，n1、n2分别为两个 74161 置数值）分别计算相应音节所需分频数即74161 的分频数，并根据图中对应关系（n 仁 Q3Q2Q1Q0=D4D5D6D7 ，n2=Q3Q2Q1Q0=D0D1D2D3 ）写出各个音节对应在EEPROM 中存入的 16 进制数值如下表：音调分频数置数 n1置数 n2EEPROM 中 16 进制数据低音 12560000222611883202224441902148516933CC615116867134432C中音 1127084121132841310066664950100558449296751118D767510

8、A5咼音 16379E9256118D1348108514471085154210959637101055733128312.4选择存储器地址2.5 控制音频电路设计根据实际需求，可按照如下图 2-3 接出74LS161的CI经触发器接样功放电路,根据节拍发生器产生的CP脉冲分别接在下面的两74161,两块 74161 再经级联可构成选择EEPROM地址的电路，两块选择存储器地址的74LS161 接线图如图 2-4再接入扬声器播放乐曲。（运放可省略）图2-3音频电路设计第三章电路的安装与调试按照上述5个模块逐块连接线路，每接好一部分利用相关器材进行检测： 音频多谐振荡器的调测：连接好电路后，打

9、开示波器，将555定时器输出端接 入示波器，自动设置后观察示波器输出波形， 波形应为近似方波，并根据示波器 测出频率应大概等于理论计算值。节拍发生器的调测与音频多谐振荡器类似，但应注意节拍发生器调测时还应 旋钮滑动变阻器，使其阻值变化，观察相关频率其他三个模块相应的使用万用表和示波器测量第四章结束语两周的课程设计让我深刻体会到了电路调测对一个电路硬件实现的关键性， 学会处理电子电路故障也是十分重要的。作为自动化专业的学生，我觉得自己在 这些方面应该好好加强。在实验接线过程中，我们组接线比较慢，电路实现也比 较晚，但是我和搭档还是沉着的一遍又一遍的检查各个模块，从中学到了耐心， 遇事沉着冷静是最

10、重要的，这对我而言，真的是很重要的，终身受益的。当然了，在实验过程中我们也遇到了很多问题， 起初有些芯片的管脚因为粗心大意接错了，后来经过检查纠正；其它电路模块都正常工作，但喇叭没有发出 声音，怀疑接触不良，后来把功放电路模块挪了一下位置，立即由乐曲奏出；乐 曲演奏有杂音，音调不正确.虽然最终的电路音调还不是很准，但是我们其他功能还是完成的很不错，也从中学到了很多，感谢老师给我们做这次课程设 计得机会，也特别感谢陈老师给我们的指导！元器件明细表序 号元件型号数量序号元件型号数量15552 个1174LS1615 片274LS041 个1210u F电容1 个3EEPROM1 个132K 电阻3 个4电子课程设计 试验箱1 块14100K 可变电阻1 个5扬