电子琴制作与调试实施任务书

1、学习情境4 项目实施任务书项目名称分离数字集成电路制作与调试（基于分离集成器件的电子琴制作与调试）姓 名页数：一、 项目描述1. 项目工作要求电子琴键盘乐器之一，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。是众所周知的休闲娱乐产品，存在于学习、娱乐、家庭、公司等各个地方。利用电子琴作为载体，便于提高学生的学习兴趣。本项目要求在预给的PCB板上制作并调试一个24键输入的数字电子琴。现实产品中基本上采用大规模器件来实现，为了使学习者能够重复前人起源性的基础知识，以便有基础去理解和掌握更多更新的技术，本项目要求采用数字式分离集成电路器件主要是74系列来组成电子琴。在完成电子琴工作过程

2、中，让学生学会在系统集成创新的应用中理解数字电子技术基础知识，同时懂得在具体的产品中进行操作与调试生的学习兴趣。2. 已具备资料（1）相关学习资料（2）分离集成器件电子琴样机（3）分离集成器件电子琴套件二、项目资讯1. 电子琴产品资讯分组走访生产企业或客户群体，进行产品调研，每组同学调研不少于1家，在网络上调研电子琴，学生通过企业调研、网络调研等各种方法收集、分析、整理电子琴制作与调试相关资料，形成调研结果报告。2. 基础知识资讯（1）电子产品生产流程如何？电子琴的生产流程如何？（2）电子琴的主要性能指标有哪些？（3）分离集成器件电子琴组成结构？（4）什么是编码？什么是编码器？什么是优先编码器

3、？（5）优先编码器的常用芯片有哪些？画出引脚图，并指出各引脚功能。（6）多片编码器芯片如何级联？（7）键盘电路该如何设计？琴键编码控制电路调试步骤如何？（8）什么是译码？什么是显示译码器？举出生活中常用的译码例子。 （9）数码管有哪两种类型？各有什么特点？（10）常用的二进制译码器芯片有哪些？画出引脚图，并指出各引脚功能。（11）常用的显示译码器芯片有哪些？画出引脚图，并指出各引脚功能。（12）二进制译码器有哪些应用？如何级联？（13）琴键译码与显示电路该如何调试？（14）蜂鸣器驱动电路该如何设计与调试？（15）矩形脉冲的基本参数有哪些？（16）什么是时钟电路？时钟电路有哪些具体应用？（17）

4、时钟电路、分频电路的结构如何？如何计算时钟电路参数？（18）电子琴时钟电路的输入频率、输出频率各是多少？如何设计分频电路？（19）时钟电路该如何调试？（20）什么是数控分频？分频比如何确定？（21）常用的计数器芯片有哪些？画出引脚图，并指出各引脚功能。（22）如何利用现有计数器芯片设计分频电路？（23）电子琴各琴键的分频比如何计算？（24）电子琴数控分频电路该如何设计与调试？（25）存储器有哪些类型？常用的存储器芯片有哪些？（26）常用的EPROM芯片有哪些？芯片引脚功能？如何使用？（27）电子琴预置数存储电路的存储内容如何确定？（28）电子琴预置数存储电路如何调试？（29）分离集成器件电子琴

5、调试方法与步骤是什么？如何测试电子琴电路？（30）产品技术文件如何编写？客户群有什么要求？3. 基本技能训练与单元电路调试（1）设计一个“健身房照明灯控制电路”并测试设计要求：在健身房的东门、南门、西门各装上一个开关，每个开关都能独立控制灯的亮暗，而与其他开关的位置无关。要求用与非门完成。步骤1列出健身房照明灯控制电路真值表，写出逻辑表达式，画出逻辑电路图。真值表逻辑表达式逻辑电路图步骤2选择芯片，画出芯片引脚图，检测芯片。芯片型号芯片引脚图，并注明每一引脚功能芯片功能检测问题：如何检测芯片功能？如何判断芯片好坏？步骤3画出健身房照明灯控制电路接线图。健身房照明灯控制电路接线图步骤4按照接线图

6、连接电路，并测试结果。健身房照明灯控制电路测试（用真值表表示）问题与思考如何检测与排除故障？如何分析和判断测试结果？如允许任意选择门类型，能否有更简单的设计结果？（2）设计一个“按键显示电路”并测试设计要求：该电路有十个按键，其编号为09，要求按不同的按键时数码管能显示相应的按键值。步骤1选择器件，画出芯片引脚图，检测芯片。器件编码器型号：译码器型号：数码管：芯片引脚图，并注明每一引脚功能编码器：译码器：数码管：芯片功能检测问题：如何检测和判断编码器、译码器、数码管的好坏？步骤2画出逻辑电路图和接线图。逻辑电路图接线图步骤3按照接线图连接电路，并测试结果。测试结果说明问题与思考如何检测与排除故

7、障？如何分析和判断测试结果？如果把数码管的类型换掉（共阴改为共阳，或共阳改为共阴），编码器、译码器的芯片该如何调整？如果按键增加到16个，电路如何设计？（3）555定时器应用电路调试步骤1利用555定时器及一些辅助元件设计电路，产生频率为100KHz、占空比可调的脉冲信号。连接实验电路(555定时器构成多谐振荡器),用双踪示波器观察振荡输出波形与充放电波形,并计算出实际振荡频率。555定时器引脚图，并注明每一引脚功能电路图说明：电阻、电容的取值计算过程及结果输出波形与充放电波形说明：输出波形的占空比可调范围实际振荡频率（计算）步骤2利用555定时器设计一波形整形器或变换器完成正弦波或三角波至方

8、波的变换。连接实验电路，分别输入三角波和正弦波，观察输入输出波形，指出555定时器的两个阈值电压大小。电路图输入正弦波，观察输入输出波形输入三角波，观察输入输出波形555定时器的两个阈值电压 （4）设计一个“40s倒计时显示电路”并测试设计要求：选择合适集成计数器芯片，构成40s倒计时电路，并用数码管显示计数结果。步骤1选择芯片，画出芯片引脚图，检测芯片。芯片型号芯片引脚图，并注明每一引脚功能计数器芯片：译码器芯片：芯片功能检测问题：如何检测与判断计数器芯片的好坏？步骤2画出逻辑电路图和接线图。逻辑电路图接线图步骤3按照接线图连接电路，并测试结果。测试结果说明三、项目计划1. 工作页报告目录分

9、离集成器件电子琴的制作与调试，建议采用个人与小组（4人组）相结合方式完成工作任务，具体要求如下表所示。工作页报告目录（1） 小组分工项目实施者项目实施者组织学习工具、器件准备产品调研安装与调试电路选用项目小结（2） 产品调研学生可以在网络上调研电子琴产品的价格和类型，并通过产品使用者了解产品使用的感受和要求，然后撰写调研报告上交。（3） 绘制产品电路框图、电路原理图并加以说明。（4） 分离集成电子琴的制作过程说明。（5） 项目小结。2. 基于分离集成器件电子琴的制作与调试准备（1）根据电路原理图，选择确定安装元器件，列出材料清单。查阅手册和网络资料，制定一个装配完整的电子琴的费用预算计划表。序

10、号材料型号规格数量参考单价（元）小计（元）备注合 计（元）（2）确定本工作任务需要使用的工具和辅助设备，填写下表。序号仪器/工具型号规格数量备注3. 文字阐述电子琴器制作与调试加工流程。4. 制作项目完成情况记录表。四、项目决策1. 分小组讨论，分析阐述各自计划和电子琴制作调试方案。2.键老师指导确定最终电子琴制作调试方案。3. 每组选派一位成员阐述电子琴制作调试方案。五、项目实施基于分离集成器件电子琴的制作与调试步骤1琴键编码控制电路制作与调试：本情境要求完成24键输入的数字电子琴，因此，琴键编码控制电路就需要完成对24个按键的编码控制，若选用集成3位二进制优先编码器74LS148，则需要用

11、到三块芯片级联连接。24键原理图琴键编码控制板与控制电路图：74LS148真值表、功能、芯片示意图，并说明每一引脚功能74LS02真值表、功能、芯片示意图，并说明每一引脚功能74LS244真值表、功能、芯片示意图，并说明每一引脚功能说明2片74244的作用电路制作、调试，测量并记录每个按键的编码步骤2琴键译码与显示控制电路分析与测试，参考电路如图所示：74LS139逻辑器件的功能和在此电路中担任的任务；并测试此器件的逻辑功能74LS83逻辑器件的功能和在此电路中担任的任务；并测试此器件的逻辑功能74LS48逻辑器件的功能和在此电路中担任的任务；并测试此器件的逻辑功能74HC245逻辑器件的功能

12、和在此电路中担任的任务；并测试此器件的逻辑功能电路制作、调试，测量并记录结果电路中使用的数码管是共阴的，如果是共阳数码管，电路如何修改步骤3时钟电路制作与调试：输入为采用20MHz晶振，输出信号为78125Hz，参考电路如图所示：74LS393逻辑器件的功能和在此电路中担任的任务；并测试此器件的逻辑功能制作电子琴时钟电路，测试电子琴时钟电路F0、F1、F2、F3、F4、F5、F6、F7测试点频率波形有源晶振输出F0F1F2F3F4F5F6F7步骤4数控分频电路制作与调试：电子琴各按键频率如下表所示参考电路如图所示：74191真值表、功能、芯片示意图，并说明每一引脚功能74LS74真值表、功能、

13、芯片示意图，并说明每一引脚功能根据数控分频电路的原理图，详细说明电路的工作原理，并说明其中7474的作用根据电路原理图和74191的真值表，计算预置值D7.D0与输出信号D_T和F_T的频率间的关系；给出计算D_T占空比的计算表式制作数控分频电路，与按键编码控制电路调试，测量并记录各按键的频率步骤5预置数存储电路制作与调试，参考电路如图所示将电子琴中计数预置值按照地址码写入存储器EEPROMW27C512的各存储单元中。共有24个预置值，已知输入频率为78125HZ，需要预置的值如下表所示：地址码预置数地址码预置数地址码预置数00（H）38（H）08B011DA014E09B412DE0261

14、0ABC13E1037A0BC414E304880CC715E6058F0DCD16E9069B0ED317EB07A60FD72FFFH写出操作步骤写出表中地址码与预置数的二进制值。地址码预置数地址码预置数地址码预置数画出存储器的存储空间图六、项目检查1. 学生填写检查单。序号工作流程（步骤）工作地点/环境预计完成时间实际完成时间工作过程中遇到的问题及解决方法2. 实物自查与教师检查（1）检查产品效果逐一按下各按键，检查喇叭有对应的声响，并查看数码是否显示相应数据。若无，则自行判断故障原因并排除故障。（2）按下各按键，测试输出信号频率按键频率按键频率按键频率低音1中音1高音1低音2中音2高音2低音3中音3高音3低音4中音4高音4低音5中音5高音5低音6中音6高音6低