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电子节拍器.doc

电子节拍器

演绎欢乐
2017-09-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电子节拍器doc》,可适用于综合领域

电子课程设计报告电子节拍器姓  名:谢尚学  院:电气学院班  级:电信学  号:指导教师:刘小莲摘要学校为了检验专业基础课知识的掌握程度并培养我们学生的动手能力学院开设了电子课程设计。本次课程设计是有关于电子节拍器的设计大致可分为以下几个阶段:()设计并绘制电路图()电路的焊接及组装()电路效果的调试()撰写课程设计报告。在课设的进程中当明确了设计的相关思路及基本要求后又认真地复习了一遍模拟电路及数字电路的相关内容通过讨论及多番修改终于设计出了较简单且能实现要求的电路图。通过组装、焊接、调试终于制作出了成品在排错调试、焊接技术、相关仪器设备的实用技能等方面得到了全面的锻炼及提高使理论真正上升到了实践的高度。  设计初期我们借助学校图书馆的有限图书资源及网络查找到所需芯片的各类信息经过筛选选出了值得利用的资料对下一步的课题设计进行辅助。根据要求对两种方案进行了比较及分析又加之改进使得最后的设计方案基本符合课题要求。本次课程设计更加深了对数字电路及模拟电路的认识既巩固了理论知识又加强了动手能力。本课程设计报告包括了设计要求、设计过程、电路原理及计算、测试及调试、总结及体会、参考文献、附录。对相关芯片的引脚图、真值表也作了简单的介绍。   关键字:节拍时钟信号蜂鸣器目录前言························································第一章 设计要求和系统的组成及工作原理······················设计要求和系统的组成及工作原理······················第二章 电路设计·············································方案设计·············································方案一················································方案二················································方案比较·············································第三章调试与排故···········································调试················································测试结果与分析 ····································结论························································  参考文献····················································电路总图···················································元件清单···················································前言本次课程设计的主要目的是检验学生理论结合实际的能力分析和处理问题的能力。学习了两年的专业基础课学院为了检验学生对专业基础课知识的了解和实际动手能力。本次课程设计的题目是“电子节拍器”设计要求:本节拍器具有声光显示功能有三档节拍转换开关音响有强弱之分节拍速度连续可调。在前期准备过程中通过查找许多相关资料经过综合分析得出两个可行方案。但由于电路的复杂程度库房存有元件等因素通过最终的综合考虑确定了一套可行方案进行制作使用NE产生脉冲信号它将脉冲信号作为时钟控制CD产生节拍信号设计中使用发光二极管及蜂鸣器进行声光的显示使用不同阻值的电阻对信号衰减来得到节拍的强弱。在进行制作时由于之前的准备工作比较充分电路图也不是太复杂加上和同组人的积极合作电路没用多少时间就连好了不过刚开始没有声音发光二极管也只亮一个经过调试电路最终取得了成功。第一章设计要求和系统的组成及工作原理设计基本要求本节拍器具有声光显示功能有三档节拍转换开关音响有强弱之分节拍速度连续可调。系统的组成及工作原理本设计电路主要由四部分组成其分别是:脉冲产生电路、节拍信号产生电路、灯光显示和发声显示。脉冲产生电路用来产生矩形脉冲信号作为节拍信号产生电路的控制信号节拍信号产生电路以脉冲信号作为输入信号产生节拍信号显示电路,灯光使用节拍信号控制发声电路利用功率较大的放大电路来驱动发生器。首先由振荡电路产生一系列的脉冲信号送到脉冲接收信号电路通过接受脉冲电路对这一系列脉冲进行一系列的变换使其能够产生不同的节拍在将这些变换完的脉冲信号送到一个蜂鸣器使其能够发出不同的节拍来同时加上四个发光二极管以达到有灯光随节拍闪亮的效果。设计参考原理框图如下图所示:第二章 电路设计设计方案方案一总电路图如图所示图方案一总图脉冲产生电路电路如图所示。电路通过自激震荡产生方波输出其频率范围为Hz,调节滑动变阻器可使节拍在每分钟至次范围内变化。图脉冲产生电路图节拍信号产生电路电路如图所示图节拍信号产生电路图节拍产生器由C、CD、R等组成。其中脉冲分配器CDOl其十个输出端QOQ只有一个输出高电平复位状态下QO输出高电平在CP端输入第一个脉冲后Ql输出高电平输入第二个脉冲后Q输出高电平以此类推输入十个脉冲后电路恢复初始状态。如果把某个输出端接到复位端MR当该输出端为高电平时电路提前进入复位状态利用这一特点通过开关接在不同的输出端上形成不同的节拍输出。C、R组成开机复位电路声光显示电路电路如图所示。图声光显示电路图当Q、Q、Q、Q其中一路输出高电平时通过与其相连接的发光二极管再过R连接到地从而同步发光另外二极管与四个电阻相连由于R的阻值小于R、R、R的阻值,故当Q输出高电平时声音控制信号输出的电流大一些发出强音区别于其他弱音信号。声音控制信号输出后通过三级管放大再输出到蜂鸣器进行发声这样所听到的声音就大。以/拍为例说明电路的工作原理:在复位状态Q输出高电平通过R电路发出一重音LED灯亮R、R、R中无电流通过。CP端输入第一个脉冲后QO输出低电平Q输出高电平电路没有输出。输入第二个脉冲后Q输出高电平通过R电路发出一低音LED灯亮R、R、R中无电流通过。输入第三个脉冲后Q输出高电平电路没有输出。输入第四个脉冲后Q输出高电平通过开关又使MR端为高电平脉冲分配器迅速进入复位状态如此周而复始就可发出一强一弱的节拍声。/、/拍的工作原理以此类推。方案二现有方案二总电路图如图所示图方案二总图速度发生器电路如图所示图速度发生器电路图非门ICA、ICB、RPl、C等组成多谐振荡器作为速度发生器。其振荡频率主要由RPl、R、C决定调节RP可以使拍子变化非门选用CD速度发生器的输出脉冲一路送至ICl的时钟输入端CLK作为时钟信号。另一路经ICC反相后送至C、R组成的微分电路输出负向尖脉冲并由ICD整形反相输出脉冲信号作为音调发生器的门控信号同时经ICE反相后由发光二极管VD作节拍的发光指示。音调发生器电路如图所示图 音调发生器电路图音调发生器包括高音和低音两部分ICA、ICB、R、C等组成高音发声器。ICC、ICD、R、C等组成低音发声器高音作为重音拍子。两个音调发生器还受来自节拍控制器脉冲信号的控制使它们交替工作、输出所需的节拍压电片B作节拍输出的发声器。节拍信号产生器电路如图所示图节拍信号产生器电路图节拍产生器由ICl、VDl、S、C、R等组成。ICl是十进制计数器CDOl是脉冲分配器其十个输出端QOQ只有一个输出高电平复位状态下QO输出高电平在CLK端输入第一个脉冲后Ql输出高电平输入第二个脉冲后Q输出高电平以此类推输入十个脉冲后电路又恢复到初始状态。如果把某个输出端通过二极管VD接到复位端RST则当该输出端为高电平时电路即提前进入复位状态我们正是利用这一特点把VD通过开关S接在不同的输出端上形成不同的节拍输出。C、R组成开机复位电路。方案比较通过在电脑上进行仿真方案一和方案二都可行都可以产生有强弱之分的节拍且可以打出多档节拍具有声光同步显示的功能。方案一的特点是电路比较稳定使用的元件多效果相对较好。方案二的特点是电路比较简单使用非门CD、与非门CD和十进制计数器CD三种常用的芯片线路连接也比较简单。方案二的驱动能力也许不够蜂鸣器发出的声音可能比较小这样的音调信号如果要进行放大的话会比较困难而且该方案还需要V和V双电源没有方案一简便可行性没有方案一好故最后决定用方案一进行制作。第四章调试与排故调试经过之前的准备工作已经确定了制作方案。由于电路比较复杂使用的导线和各种器件很多所以在负责人那领完元件后就和同组人明确分工同组人看图并说明作者连接线路两人同时看着电路的连接这样既可以节省时间也不容易出错。但是由于是首次做所以一开始我们就把所有的元件都焊上去了导致没法连线于是自己又去电子市场买了一份全新的器材回来。在重新开始连接好电路之后开启电源发现只有一个二极管发光蜂鸣器却没有发声。后来经过与同组人检查发现自己原来是芯片插反了线路有点问题后来二极管发光正常蜂鸣器没发声说明蜂鸣器或是声光显示电路可能出现问题。关闭电源就开始检查蜂鸣器的正负极是否连错结果发现时二极管接反了。之后开启电源二极管发光蜂鸣器也有声音了都有节奏感。测试结果与分析()将导线开关连在拍接通电源开关蜂鸣器发出“强弱强弱”的节奏声发光二极管D和D也随着节拍声交替发光,发出强音时D亮发出弱音时D亮。分析:“强弱强弱”的节奏声正是拍的节奏说明电子节拍器能够正常发声和发光。()将导线开关连在拍蜂鸣器发出“强弱弱强弱弱”的节奏声发光二极管D、D和D也随着节拍声交替发光发出强音时D亮发出第一声弱音时D亮发出第二声弱音时D亮。分析:“强弱弱强弱弱”的节奏声正是拍的节奏说明电子节拍器能够正常发声和发光。()将导线开关连在拍蜂鸣器发出“强弱弱弱强弱弱弱”的节奏声发光二极管D、D、D和D也随着节拍声交替发光发出强音时D亮发出第一声弱音时D亮发出第二声弱音时D亮,发出第三声弱音时D亮。分析:“强弱弱弱强弱弱弱”的节奏声正是拍的节奏说明电子节拍器能够正常发声和发光。()调节滑动变阻器节拍声节奏加快发光二极管闪烁节奏也同步加快反向调节变阻器节拍声节奏减慢发光二极管闪烁节奏也同步减慢。所以判定制作的电子节拍器的节拍速度连续可调。以上测试结果表明:制作的电子节拍器能够完全正确地完成设计所要求的功能该制作是成功的该课程设计也是成功。结论开始拿到课题确实有点困难通过大一到现在的学习从电路模电数电低频高频 学到了很多关于这方面的理论知识。虽然是第一次做设计但是通过上网以及查阅资料还是找到了制作的方法有两套方案第一套方案是使用非门CD和若干电阻电容产生脉冲信号使用与非门CD和若干电阻电容产生高音和低音信号使用十进制计数器CD作节拍产生器的电子节拍器电路。该电路的特点是比较简单缺点是驱动能力不足需要两种伏值的电源。第二套方案是使用起振产生脉冲信号使用十进制计数器CD作节拍产生器然后通过流过不同的阻值的电阻产生不同大小的电流来控制声音的强弱这一原理的电子节拍器电路。该电路的特点是比较稳定效果较好但是使用的元件比较多。经过综合分析决定用第一套方案进行制作。由于作者和同组人的积极合作制作出了一个完全符合设计要求的电子节拍器而且还可以实现节拍。通过制作加强了自己的动手能力。参考文献白中英《数字逻辑与数字系统(第四版)》科学出版社吴汉清《实用制作电子节拍器》电子制作年第期赵淑范《电子技术试验与课程设计》清华大学出版社汤山俊夫《数字电路设计与制作》科学出版社方案一电路总图如下图                 方案一总图元件清单类型元件数量芯片CD个NE个LS个三极管DG个二极管IN个发光二极管红色个电容uF个uF个uF个电阻Ω个Ω个kΩ个kΩ个kΩ个滑动变阻器kΩ个蜂鸣器个                   表

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