基于555定时器_简易电子琴设计

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1、山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告14-15学年第2学期山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告实验项目名称简易电子琴的设计组长姓名学号联系电话成员姓名学号成员姓名学号专业电气工程及其自动化班级13-5指导教师及职称2015年6月29日山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告一、实验摘要研究创新型实验是一项重要的实践性教育环节，是我们在完成本专业所有课程学习后必须接受的一项结合本专业方向的、系统的、综合的工程训练。在教师指导下，运用工程的方法，通过一个较复杂课题的设计练习，可使我们通过综合的系统设计，熟悉设计过程、设计要求、完

2、成的工作内容和具体的设计方法，掌握必须提交的各项工程文件。其基本目的是：培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用电路设计和有关先修课程的理论，结合生产实际分析和解决工程实际问题的能力，巩固，加深和扩展有关电子类方面的知识二、实验目的1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。2、学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。3、进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力

3、，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。4、培养我们学生的创新能力。5、学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。(6)了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。三、实验场地及仪器、设备和材料：试验场地：J11#-324设备：PC机（用于Multisim仿真）、双踪示波器、函数信号发生器、万用表材料：名称数量名称数量NE5551S8550三极管18*8自锁开关1无源蜂鸣器1微动开关（有柄）8USB插头（公头）1电阻（Ω）30USB延长线1电阻（Ω）56电阻（kΩ）3电阻（Ω）200电阻（kΩ）8.2电阻（Ω）270电阻

4、（kΩ）10电阻（Ω）560电容（nf）10电阻（Ω）620电容（nf）100电阻（kΩ）1电阻（uf）4.7电阻（kΩ）1.2洞洞板1电阻（kΩ）1.8导线若干*电阻（kΩ）2电阻（kΩ）2.2电阻（kΩ）2.4山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告四、实验内容1、实验原理由555定时器组成的多谐振荡器，整个电路由主振荡器，扬声器和琴键按钮等部分组成。它的振荡频率可以通过改变振荡电路中RC元件的数值进行改变。根据这一原理，通过设定一些不同的RC数值并通过控制电路，按照一定的速度依次将不同值的RC组件接入振荡电路，就可以使振荡电路按照设定的要求，发出

5、不同频率的信号，然后接带有三极管驱动的蜂鸣器，产生8个音阶的频率。2、实验内容2.1、总体概述本实验采用两个555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由振荡器，蜂鸣器和琴键按钮等部分组成。振荡器由555定时器，S8550三极管，8个琴键按钮S1~S8，外接电容C1、C2、C3，外接电阻R1、R10以及R2~R9等元件组成，按图接线后闭合不同开关即可令蜂鸣器发出不同频率的声响，从而模拟出电子琴的工作。根据音乐音阶信号的分析测量，根据音乐音阶信号的分析测量，已知八个基本音阶的频率如表一:音阶1234567i频率（Hz）261.6293.7329.6349.2392.0

6、440.0493.9523.32.2、总体框图开关输入555振荡器计算出固定电阻蜂鸣器电子琴总体框图2.3、555定时器2.3.1、逻辑符号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三：图（a）图（b）图（c）图三：555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告2.3.2、内部原理图图四：555定时器的内部原理图Vi1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。Vi2（TR）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR。VCO：控制电压端。VO：输出端。Dis：放电端。Rd：复位端。2.

7、4、由555定时器构成的多谐振荡器2.4.1、多谐振荡器结构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，R2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R1，R2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

8、低电平触发端均为低电平，