可预设音调的音响电路面包板模拟-电子技术课程设计论文

中国地质大学长城学院模拟电子技术课程设计题目:可预设音调的音响电路系别信息工程学院学生姓名专业电气工程及其自动化学号指导教师职称高级工程师2016年12月10日目录摘要 11.绪论 21.1设计目的及意义 21.2设计内容与要求 21.3主要元器件 21.4主要工具、器材： 32.收音机的工作原理 42.1电路原理图 42.2可预设音调的音响电路的工作原理 43.面包板设计 53.1主要元件识别及功能描述 53.1.1电阻 53.1.2电解电容 53.1.3瓷片电容 53.1.4CD4012、CD4013 53.1.5CD4069 53.1.6CD4017 63.1.7555定时器 63.2制作过程 73.2.1元器件的准备 73.2.2安装元器件 73.3安装完的面包板 84.实物调试 94.1检查电路 94.2可预设音调的音响电路的调试 95.总结 9参考文献 10第11页共/10页可预设音调的音响电路摘要音箱是现在人们娱乐消遣的必备小电器，但是我们从来没有关注过其电路的制作与设计过程，所以这次的课程设计让我体验了一次可预设音调的音箱电路的设计与组装。这次的课程设计，先是通过设计电路图，然后再根据自己的电路图，在一个叫做proteus的软件上进行仿真，在软件上仿真成功后，再实际用面包板进行组装。整个电路由与门电路、十进制计数器、多个二极管和三极管等组成。本论文主要内容是对可预设音调的音响电路的设计和仿真以及面包板的实际制作。这个音响电路在扬声器中可呈现五个音调，中断一会，再重复5个音调，中断时间与发声时间一样长，所以还可以通过改变4017芯片的输出端，实现发出不同节奏的音响，十分有趣。关键词：音响电路；预设音调；面包板1.绪论音乐这种传递人类感情的艺术形式，它是需要一种载体来表达，而最好表达的便是高保真音响，如实地还原音乐，表达音乐。让人们从完全真实的音乐重放中汲取音乐的灵魂。

音响是心理学、建筑声学、光学、电子学、计算机、自动控制及音乐等多学科相互渗透而形成的一门边缘。它是一门技术，同时又是一门艺术，技术是手段，艺术是目的。本次课程设计，首先使我了解了音响电路的组成，在设计的过程中，用到了一个叫proteus的软件，这个软件十分强大，庞大的数据库中提供了我所需要的各种元器件，通过百度可以查到其对应数据库中的代码。经过各种尝试和改进后，终于生成了我所需要的电路，在电脑上得到了仿真成功的效果，让老师验收之后，终于可以实际在面包板上操作。经过实际的拼插和调试，终于实现了预设印音调的音响电路。从中我不光学到了制作面包板的专业知识，还学到了认真仔细的心态，更改变了我以后对待各种事情的态度。1.1设计目的及意义本次课程设计的目的主要是熟悉各个元器件的型号特点，基本掌握电路设计的基本思路和方法，掌握面包板的制作方法。1.2设计内容与要求课程设计的要求是了解可预设音调的音响电路的工作原理和内部结构，熟练掌握可预设音调的音响电路，提出系统的设计方案，对所设计电路进行调试。在此基础上可进行创新设计，如改善电路性能。培养分析问题、发现问题和解决问题的能力并掌握电路设计的基本思路和方法。1.3主要元器件名称编号参考数值名称编号参考数值电阻R11MΩ二极管VD21N4148电阻R2200kΩ二极管VD31N4148电阻R3100kΩ二极管VD41N4148电阻R447kΩ二极管VD51N4148电阻R527kΩ三极管VT19013电阻R610kΩ三极管VT29012电阻R7100kΩ集成电路IC14069电阻R81kΩ集成电路IC24017瓷片电容C1103集成电路IC3555瓷片电容C2103电源6V4节5号电池二极管VD11N4148扬声器BP8Ω1.4主要工具、器材：（1）万用表一个

（2）镊子一个

（3）剪线钳一部

（4）导线若干

（5）四节5号电池

（6）集成电路IC1：电路中器减少元器件的作用和提高性能、方便应用

（7）电路图、元件清单2.收音机的工作原理2.1电路原理图原理图原理图2.2可预设音调的音响电路的工作原理这是一个可以自行预设音调的音响发生电路，其电路原理图如图所示，玉门电路IC1A、IC1B和R1、C1的充、放电使电路产生振荡，其振荡输出经过IC1C缓冲、整形后，输出矩形脉冲波，加至IC2的CP端（第14脚），做为时钟信号，振荡频率可通过选择R1、C1的值来确定。IC2是由4017组成的十进制计数器，在CP端（第14脚）的时钟脉冲上升沿的作用下，输出端Q0-Q4D的共5个输出端分别经过二极管VD1-VD5和R2-R6，再通过R7加到由VT1、VT2组成的互补音频振荡器，振荡器自身振荡频率由C2、R8的值决定。但由于R2-R6的阻值各不相同，因此加在VT1基极的电压有所不同，从而导致VT1、VT2组成的振荡器频率发生改变，并推动扬声器BP发出音色各异的声音。因此，只要自行选择R2-R6的阻值，就可以实现事先预设音调的音箱发声。3.面包板设计3.1主要元件识别及功能描述3.1.1电阻3.1.2电解电容图1所示为电解电容，在安装电解电容时要求电容的管脚长度要适中，要正确判断管脚的正，负极，否则不能完成实现收音功能。并且电解电容要紧贴电路板立式安装焊接，太高就会影响后盖的安装。图SEQ表\*ARABIC1电解电容作用：隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。

旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

图SEQ表\*ARABIC1电解电容3.1.3瓷片电容如图2所示为瓷片电容，瓷片电容和电解电容一样，要求其管脚的长度要合适。在焊接瓷片电容时不必考虑它的正负极性。MLCC(1类)—微型化,高频化,超低损耗,低ESR,高稳定,高耐压,高绝缘,高可靠,无极性,低容值,低成本,耐高温.主要应用于高频电路中.图2瓷片电容MLCC(2类)—微型化,高比容,中高压,无极性,高可靠,耐高温,低ESR,低成本.主要应用于中,低频电路中作隔直,耦合,旁路和滤波等电容器使用。图2瓷片电容3.1.4CD4012、CD4013图3三极管晶体三极管具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将ΔIc/ΔIb的比值称为晶体三极管的电流放大倍数，用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值，但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。图3三极管CD4012为PNP型三极管，CD4013为NPN型三极管。

3.1.5CD4069CD4069作用是6路反向器，有14根引脚了1和2，1输入2输出，其他类似3和4，5和6，8和9，10和11，12和13，7是vss，14是vcc图5CD4069管脚图图4CD4069图5CD4069管脚图图4CD40693.1.6CD4017CD4017是5位Johnson计数器，具有10个译码输出端，CP、CR、INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR为高电平时，计数器清零。图7555计时器图6CD4017图7555计时器图6CD40173.1.7555定时器555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为低电平。3.2制作过程3.2.1元器件的准备（1）首先根据元器件清单清点所有元器件，检查有无缺失现象；目测元件外观，检查有无损坏。（2）利用色环读出电阻阻值，并用万用表测试，两者进行比对。将正确的电阻归类放好。（3）正确辨别二极管、三极管和电解电容的极性。（4）将所有元器件L的漆膜、氧化膜清除干净，然后进厅搪锡（如元器件引脚未氧化则省去此项），检查面包板是否完好，特别要柱意板的边缘是否完好。（5）检查电源盒有无断路或接触不良的地方。3.2.2安装元器件安装前首先应了解面包板的结构：最上面相当于一根导线，中间每一列相当于一根导线，最下面相当于一根接地线。安装电阻，测好电阻的阻值然后放在纸上，避免漏掉电阻，安装完电阻之后我们需要用万用表检验一下各电阻是否还和以前的值是一样的。安装可调电阻。安装555芯片，注意引脚（从下到上从左到右依次为12345678）。（4）安装电解电容，特别要注意长脚是“+”极，短脚是“-”极。（5）安装三极管，—定要认清“e”，“b”，“c”三管脚。（6）安装喇叭和电源盒，注意接在电源极和接地极两端。3.3安装完的面包板图8图8图9图94.实物调试4.1检查电路(1)检查各级晶体管的型号安装位置和管脚是否正确。

(2)检查电解电容的引线正、负接法是否正确。

(3)检查电源线和接地线是否都连在一起。4.2

可预设音调的音响电路的调试通过旋转可调电阻检查能否改变音响的音调和喇叭发声的快慢。由于555的脉冲信号，使电容103充放电，产生了振荡频率作用于4017十进制计数器的输出端，再通过不同的二极管和定值电阻产生了不同音调的声音，从而达到了预设音调的功能。5.总结这次的课程设计是我大学以来第一次接触面包板和仿真软件，虽然原件是现成的，但是电路的设计和面包板的制作过程还是让我学到了很多东西。虽然这次课程设计困难重重但在我们小组的团结努力之下都一一克服了让我体会到了成功的喜悦，并且让我们对电子产品有了更深得了解，特别是对电路的分析以及调试工作，在电路组装调试过程中显得特别重要，通过调试可以更直接的找出故障的原因，对电路的一些基本工艺技术标准也有更进步的了解，把电路的设计工作做得更好，在今后的学习中我会不断努力，创造出更多的更有特色的电子产品。在这次课程设计中让我明白了学习模电的重要性，学习好模电知识并且能为自己所用是多么不容易的一件事，通过这次的课程设计会激励我更加努力地学习模电课程。

参考文献[1]王晓鹏.面包板电子制作68例.化学工业出版社,2012[2]邱关源.电路[M].北京高等教育出版社,2008[3]王志刚.龚洁星.现代电子线路[M]北京:清华大学出版社,2003[4]高吉祥.高频电子线路[M]北京:电子工业出版社,2003基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现变频调速液压电梯单片机控制器的研究基于单片机γ-免疫计数器自动换样功能的研究与实现基于单片机的倒立摆控制系统设计与实现单片机嵌入式以太网防盗报警系统基于51单片机的嵌入式Internet系统的设计与实现单片机监测系统在挤压机上的应用MSP430单片机在智能水表系统上的研究与应用基于单片机的嵌入式系统中TCP/IP协议栈的实现与应用单片机在高楼恒压供水系统中的应用基于ATmega16单片机的流量控制器的开发基于MSP430单片机的远程抄表系统及智能网络水表的设计基于MSP430单片机具有数据存储与回放功能的嵌入式电子血压计的设计基于单片机的氨分解率检测系统的研究与开发\t