简易电子琴

前言 大家都知道当物体振动时，能够发出声音。振动的频率不同，声音的音调就不同。在简易电子琴里，虽然没有振动的弦、簧、管等物体，却有许多特殊的电装置，每个电装置一工作，就会使喇叭发出一定频率的声音。当按动某个琴键时，就会使与它对应的电装置工作，从而使喇叭发出某种音调的声音。 简易电子琴结构组成：电子乐器的结构较为复杂，音源是由晶体管产生的 电振动，并通过音色回路而产生各种音色；同时由周波数调制产生颤音效果，由振幅调制产生各种乐器的音效。简易电子琴是电声乐队的中坚力量，常用于独奏主旋律并伴以丰富的和声。还常作为独奏乐器出现，具有鲜明时代特色。但电子琴的局限性也十分明显：旋律与和声缺乏音量变化，过于协和、单一；在模仿各类管、弦乐器时，音色还不够逼真，模仿提琴类乐器的音色时，失真度更大，还需要不断改进。 第一章  简易电子琴 1.1 简易电子琴的工作原理 本设计主要是通过对电子琴主体部分的电路进行模仿设计，达到电子琴固有的基本功能，故叫简易电子琴。利用定时器可发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。其次，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频率的脉冲，本设计中按键一次，会发出50个脉冲，松开后随之延时10个脉冲，但在延时的10个脉冲期间继续检测键盘，若此时又有键被按下，若被按下的仍为原键则声音不变，否则键盘会译出被按下的另一个键的音调。 当简易电子琴发声时，除了发出某一频率的声音──基音以外，还会发出响度较小、频率加倍的辅助音──谐音。我们听到的乐器的声音是它发出的基音和谐音混合而成的。不同的乐器发出同一基音时，不仅谐音的数目不同，而且各谐音的响度也不同。因而使不同的乐器具有不同的音品。在电子琴里，除了有与基音对应的电装置外，还有与许多谐音对应的电装置，适当地选择不同的谐音电装置，就可以模仿出不同乐器的声音来。 利用定时器可发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经喇叭驱动电路放大滤波后，就会发出不同音调。其次，定时器按设置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频率的脉冲，本设计中按键一次，会发出50个脉冲，松开后随之延时10个脉冲，但在延时的10个脉冲期间继续检测键盘，若此时又有键被按下，若被按下的仍为原键则声音不变，否则键盘会译出被按下的另一个键的音调。 1.2简易电子琴的电路原理图 简易电子琴是用AT89S52电路设计一个简易电子琴电路，当按压不同的按键时，会对应产生1，2，3，4，5，6，7的不同音调。 简易电子琴的电路原理图如下所示： 图1-1简易电子琴的电路原理图 第二章系统硬件设计 2.1简易电子琴组成 简易电子琴主要有四部分组成，有电源控制部分，按键控制部分，多谐振荡部分以及功率放大部分。下面作具体介绍。 2.1 电源部分——蓄电池 简易电子琴的电源部分就是蓄电池这一部分，蓄电池是电池中的一种，它的工作原理就是把化学能转化为电能。它用填满海绵状铅的铅板作负极，填满二氧化铅的铅板作正极，并用22～28％的稀硫酸作电解质。在充电时，电能转化为化学能，放电时化学能又转化为电能。电池在放电时，金属铅是负极，发生氧化反应，被氧化为硫酸铅；二氧化铅是正极，发生还原反应，被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时，两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后，它又恢复到放电前的状态，组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池，叫做二次电池。它的电压是2V，通常把三个铅蓄电池串联起来使用，电压是6V。汽车上用的是6个铅蓄电池串联成12V的电池组。铅蓄电池在使用一段时间后要补充硫酸，使电解质保持含有22～28％的稀硫酸。 放电时,电极反应为:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- = PbSO4+ 2H2O      负极反应: Pb + SO42- - 2e- = PbSO4     总反应: PbO2 + Pb + 2H2SO4== 2PbSO4 + 2H2O (向右反应是放电,向左是充电)。 2.2 按键控制部分 在简易电子琴电路中，按键控制部分由晶振，电容器，晶体三极管，电阻，开关这几部分组成。下面各小节做了详细介绍。              2.2.1 晶振 晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。 晶振是一种能把电能和机械能相互转化的晶体，在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。高级的精度更高。有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。 晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。 晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。 下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理，晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图2-1。其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。 图2-1晶振电路图 分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。因而能“压控”的频率范围也越小。实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。 微控制器的时钟源可以分为两类：基于机械谐振器件的时钟源，如晶振、陶瓷谐振槽路；RC（电阻、电容）振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置，适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。 用万用表测量晶体振荡器是否工作的方法：测量两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半，比如工作电压是51单片机的+5V则是否是2.5V左右。另外如果用镊子碰晶体另外一个脚，这个电压有明显变化，证明是起振了的。 晶振的类型有SMD和DIP型，即贴片和插脚型 。先说DIP：常用尺寸有HC-49U/T，HC-49S，UM-1，UM-5，这些都是MHZ单位的。再说SMD：有0705，0603，0503，0302，这里面又分四个焊点和二个焊点的，对我们公司来说默认的是四个焊点的，两个焊点的 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 要求进口，周期长，一般说两个焊点的做不了。 晶振主要参数：石英谐振器可量测参数多达二十多种，但在实际电路中所经常见到的不外乎以下几种 ： 负载电容CL ； 调整频差ppm； 温度频差ppm； 谐振阻抗Rr； 静电容Co； 牵引量Ts等。 其中在电路中对设计影响较大的是负载电容的设置和Ts的选用。 谐振器测量常用参数注释 Fs串联谐振频率（固有频率）Fs=1÷(2π√L1*C1) Fr零相位时的串联谐振频率Fr≈Fs FL负载为CL的负载谐振频率FL= Fr√1+C1÷(CL+C0) C0静电容(并联电容)C0=0.402A/t+0.5AT：t=1660÷f标 C1动态电容（等效电容）C1=KC*A÷(t*n2)BT：t=2560÷f标 RR谐振电阻 L1动态电感（等效电感）L1= KL* t3÷A CL负载电容 TS负载测量的微调灵敏度(负载谐振时的频率牵引量) DLD2在特定的功率范围内所量测到的最大阻抗与最小阻抗的偏差量 FDLD在特定的功率范围内所量测到的最大与最小频率的偏差量 SPDBπ网络系统（12.5Ω等效阻抗）所量测到的寄生信号强度 调整频差 规定条件下，某温度范围内的工作频率相对标称频率的最大偏离值。 2.2.2 电容器 电容器是由两个相互利用PROTEL制作的电路图，将相关的模块、元件依次安插到面包板上。对于本单元的模块连接就是依照电路图将所用元件连接到电路板上，连接模块是要注意元器件要按照电路图所示逐个的进行连接，要分类进行。连接电阻时分清电阻的阻值和类别。集成块的安装要对应好了方可安装。三极管的安装要分清它的集电极、基极、发射极。电位器的安装要分清开关的位置。 靠近的金属电极板，中间夹一层绝缘介质构成的，在电容器的两个电极加上电压时电容器就能储存电能。 电容器具有通交流隔直流的特性，直流电的极性和电压大小是固定不变的。电容器广泛应用在各种高、低频电路和电源电路，起退耦、耦合、滤波、旁路、谐振、降压、定时的作用。电容器是一种能储存电荷的容器．它是由两片靠得较近的金属片，中间再隔以绝缘物质而组成的．按绝缘材料不同，可制成各种各样的电容器.如：云母．瓷介．纸介，电解电容器等．在构造上，又分为固定电容器和可变电容器．电容器对直流电阻力无穷大，即电容器具有隔直流作用.电容器对交流电的阻力受交流电频率影响，即相同容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗.为开么会出现这些现象呢\'这是因为电容器是依靠它的充放电功能来工作的。由于电容器两极板之间隔有绝缘材料，所以从正极板跑过来的自由电子便在负极板上面堆积起来．正极板便因电子减少而带上正电，负极板便因电子逐渐增加而带上负电。电容器两个极板之间便有了电位差，当这个电位差与电源电压相等时，电容器的充电就停上了．此时若将电源切断，电容器仍能保持充电电压。对已充电的电容器，如果我们用导线将两个极板连接起来，由于两极板间存在的电位差，电子便会通过导线，回到正极板上，直至两极板间的电位差为零．电容器又恢复到不带电的中性状态,导线中也就没电流了．电容器的放电过程如图3所示．加在电容器两个极板上的交流电频率高，电容器的充放电次数增多；充放电电流也就增强；也就是说．电容器对于频率高的交流电的阻碍作用就减小,即容抗小,反之电容器对频率低的交流电产生的容抗大．对于同一频率的交流电电．电容器的容量越大，容抗就越小，容量越小,容抗就越大. 电容器的参数： 1.标称电容量（ C R ）。电容器产品标出的电容量值。云母和陶瓷介质电容器的电容量较低（大约在 5000pF 以下）；纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中（大约在 0.005uF～1.0uF ）；通常电解电容器的容量较大。这是一个粗略的分类法。 2.类别温度范围。电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。该范围取决于它相应类别的温度极限值，如上限类别温度、下限类别温度、额定温度（可以连续施加额定电压的最高环境温度）等。 3.额定电压（ U R ）。在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下，可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。电容器应用在高电压场和时，必须注意电晕的影响。电晕是由于在介质 / 电极层之间存在空隙而产生的，它除了可以产生损坏设备的寄生信号外，还会导致电容器介质击穿。在交流或脉动条件下，电晕特别容易发生。对于所有的电容器，在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。 4.损耗角正切（ tg δ ）。在规定频率的正弦电压下，电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。在实际应用中，电容器并不是一个纯电容，其内部还有等效电阻，它的简化等效电路如附图所示。对于电子设备来说，要求 R S 愈小愈好，也就是说要求损耗功率小，其与电容的功率的夹角要小。 5.电容器的温度特性。通常是以 20 ℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。 6.使用寿命。电容器的使用寿命随温度的增加而减小。主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。 7.绝缘电阻。由于温升引起电子活动增加，因此温度升高将使绝缘电阻降低。 2.2.3 电阻 电阻的主要参数： 电阻器的标称阻值，额定功率，误差等级。 精密电阻五色环表示：前三环表示有效数字，第四环表示倍数，第五环表示误差（其中表示误差的色环有银色，金色、紫色、蓝色、绿色、红色和棕色，所以第一环上是其它颜色不能误认为误差色环）。一般电阻的取植范围是1欧姆到10兆欧姆之间。颜色和数字可用下面口诀记忆：棕 1 红 2 橙为 3 ， 4 黄 5 绿 6 是蓝7 紫 8 灰 9白，黑色是零需牢记。 电阻的作用： 电阻起上拉电阻的作用。在设计中用于显示不同的状态。被按的功能键是否被响应，可以通过发光二极管来显示出来。输出的数据SB1-SB9分别对应控制R1-R9。在电路中电阻器主要用来控制电压和电流，即起降压、分压、限流、分流、隔离、滤波、匹配和信号幅度调节。电阻几乎是任何一个电子线路中不可缺少的一中器件，顾名思义，电阻的作用是阻碍电子的作用。在电路中主要的作用是：缓冲、负载、分压分流、 保护等作用。 电阻的检测： 用万用表检测，把万用表打到电阻档，将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有±5％、±10％的误差。如不相符，超出误差范围，则 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 该电阻值变值了。 2.2.4开关 开关（如图2-2）通过触摸金属片控制电路开、关，间隔时间隔3-5秒。 图2-2 开关 在使用前要检查开关内部结构是否损坏，如果损坏要及时更换。 2.3 多谐振荡部分——AT89S52集成电路 单片机知识简述 单片机是随着大规模集成电路的出现极其发展，将计算机的CPU，RAM，ROM，定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单片微型计算机(single chipmicrocomputer).它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果。 单片机应用系统可以分为:1.最小应用系统是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉,结构简单，常构成一些简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。片内有ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统即为配有晶振，复位电路，电源的单个单片机.片内无ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统除了外部配置晶振，复位电路，电源外，还应外接EPROM或EEPROM作为程序存储器用.2.最小功耗应用系统是指为了保证正常运行，系统的功耗最小.3.典型应用系统是指单片机要完成工业测控功能所必须的硬件结构系统。 8052主要包括算术/逻辑部件ALU、累加器A（有时也称ACC）、只读存储器ROM、随机存储器RAM、指令寄存器IR/程序计数器PC 图2-3 AT89S52集成电路 定时器按设置的定时参数产生中断,这一次中断发出脉冲低电平,下一次反转发出脉冲高电平。由于定时参数不同,就发出了不同频率的脉冲。本实验中当有键按下，会发出连续脉冲，直到按键松开，才停止发音。发完后继续检测键盘，如果键还按下，继续发音。 各音阶标称频率值： 音 阶 1 2 3 4 5 6 7 频率(HZ) 261.1 293.7 329.6 349.2 392.0 440.0 493.9                 表2-1 2.4 功率放大部分 复合管放大电路： 复合放大电路是能够实现异型管子的配对。所谓复合管就是由两个或多个三极管按照一定的连接方式，组成一只等校的三极管。复合管的类型与组成该复合管的第一只三极管相同，而输出电流、饱和电压降等基本特性，主要由最后的三极管决定。 复合管有电流放大的功能，放大系数近似为组成该复合管的各三极管放大系数值得乘积，其值很大。 复合管虽有电流放大倍数高的优点，但他的穿透电流较大，且高频特性变差。这是因为复合管中第一只晶体管的穿透电流会进入下级晶体管放大，致使总的穿透电流比单管穿透电流大的多。为了减小穿透电流的影响，常在两只晶体管之间并接一个泄放电阻R，这样前级穿透电流分流，R越小分流作用越大，总的长透电流越小，同样复合管的电流放大倍数下降。 2.4.1 晶体三极管 三极管是一种控制元件，三极管的作用非常的大，可以说没有三极管的发明就没有现代信息社会的如此多样化，电子管是他的前身，但是电子管体积大耗电量巨大，现在已经被淘汰。三极管主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的电流放大作用。 电流放大是晶体三极管的作用，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/ΔI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。根据三极管的作用我们分析它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号，当然这种转换仍然遵循能量守恒，它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管的作用还有电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器，此外三极管还有稳压的作用。 三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流I的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与I变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔI, Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。 三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。 在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，I变大，IC也变大，IC在集电极电阻RC的压降也越大。 晶体三极管（如图2-4）可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用b表示）。它的两个电极成为集电极（用c表示）和发射极（用e表示）。由于不同的组方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。 图2-4 晶体三极管 三极管的种类很多，并且不同型号各有不同的用途（如图2-5）。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图。三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头的方向是电流的方向。 图2-5三极管的几种用途 电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样，都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6（低频小功率硅管）、3AX31（低频小功率锗管）等，它们型号都印在金属外壳上。 我国生产的晶体管有一套命名规则：第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构，A： PNP型锗材料， B： NPN型锗材料 ，C： PNP型硅材料， D： NPN型硅材料 。第三部分表示功能，U：光电管， K：开关管， X：低频小功率管， G：高频小功率管， D：低频大功率管 ，A：高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。 三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时，在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流，即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化，并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化，这就是三极管的放大作用。三极管还可以作电子开关，配合其它元件还可以构成振荡器。 常用小功率品种三极管参数（表2-1）： 表2-1 三极管的参数 参数 型号 极 性 PCM /MW ICM /MA U(BR)CEO /V HFE ICBO /UA COB /PF 备注 FT /MHZ 9014 NPN 450 100 ≧45 600-1000 ≦0.05   塑封 150                     选用晶体管要符合满足设备及电路的要求，要符合节约的 原则 组织架构调整原则组织架构设计原则组织架构设置原则财政预算编制原则问卷调查设计原则 。 首先：根据电路工作频率确定选用低频管或高频管。低频观特征频率FT≦2.5MHz高频管的fT达几千兆赫，甚至更高。 其次：根据三极管实际工作的最大集电极电流Icm,管耗Pcm,以及电源电压Vcc选择合适的三极管，要选用的三极管的Pcm﹥Pcm,Icm﹥Icm,U(BD)CEO﹥Vcc。对于三极管β值的选择，β太大了容易引起自身的振荡，这样的三极管工作起来不稳定，一般选在β40-100之间。但是9014低噪声，高β值，β值达数百时温度性能很好，选用管子穿透电流 越小越好，这样电路的稳定性好。 三极管的主要参数反映了三极管各种性能的指标，是分析三极管电路和选用三极管的依据。电流放大系数，共发射极电流放大系数、共发射极直流电流放大系数、共发射极交流电流放大系数，共基极电流放大系数。 1.集-基反向饱和电流ICBO ICBO是指发射极开路，在集电极与基极之间加上一定的反向电压时，所对应的反向电流。它是少子的漂移电流。在一定温度下，ICBO是一个常量。随着温度的升高ICBO将增大，它是三极管工作不稳定的主要因素。在相同环境温度下，硅管的ICBO比锗管的ICBO小得多。 2.穿透电流ICEO ICEO是指基极开路，集电极与发射极之间加一定反向电压时的集电极电流。ICEO与ICBO的关系为：ICEO = ICBO＋ICBO＝（1＋）ICBO GS0125 该电流好象从集电极直通发射极一样，故称为穿透电流。ICEO和ICBO一样，也是衡量三极管热稳定性的重要参数。 频率参数是反映三极管电流放大能力与工作频率关系的参数，表征三极管的频率适用范围。共射极截止频率fβ，特征频率fT，三极管的β值是频率的函数，中频段β=βo几乎与频率无关，但是随着频率的增高，β值下降。当β值下降到中频段βO1／倍时，所对应的频率，称为共射极截止频率，用fβ表示，当三极管的β值下降到β＝1时所对应的频率，称为特征频率。在fβ～fT的范围内，β值与f几乎成线性关系，f越高，β越小，当工作频率f＞fT，时，三极管便失去了放大能力。 三极管的检测： 小功率三极管的检测： 1. 测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1k挡，按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中，发射结和集电结的正向电阻值比较低，其他四种接法测得的电阻值都很高，约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻，硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。 2. 三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快，ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大将直接影响管子工作的稳定性，所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。 通过用万用表电阻直接测量三极管e－c极之间的电阻方法，可间接估计ICEO的大小，具体方法如下：万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1k挡，对于PnP管，黑表管接e极，红表笔接c极，对于NPN型三极管，黑表笔接c极，红表笔接e极。要求测得的电阻越大越好。e－c间的阻值越大，说明管子的ICEO越小；反之，所测阻值越小，说明被测管的ICEO越大。一般说来，中、小功率硅管、锗材料低频管，其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上，如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动，则表明ICEO很大，管子的性能不稳定。 3. 测量放大能力(β)。目前有些型号的万用表具有测量三极管hFE的刻度线及其测试插座，可以很方便地测量三极管的放大倍数。先将万用表功能开关拨至 挡，量程开关拨到ADJ位置，把红、黑表笔短接，调整调零旋钮，使万用表指针指示为零，然后将量程开关拨到hFE位置，并使两短接的表笔分开，把被测三极管插入测试插座，即可从hFE刻度线上读出管子的放大倍数。 另外：有此型号的中、小功率三极管，生产厂家直接在其管壳顶部标示出不同色点来表明管子的放大倍数β值，其颜色和β值的对应关系如表所示，但要注意，各厂家所用色标并不一定完全相同。 检测判别电极： 1. 判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极，而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时，则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时，要注意万用表表笔的极性，如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时，测得的阻值都较小，则可判定被测三极管为PnP型管；如果黑表笔接的是基极b，红表笔分别接触其他两极时，测得的阻值较小，则被测三极管为NPN型管。 2.判定集电极c和发射极e。(以PnP为例)将万用表置于R×100或R×1k挡，红表笔基极b，用黑表笔分别接触另外两个管脚时，所测得的两个电阻值会是一个大一些，一个小一些。在阻值小的一次测量中，黑表笔所接管脚为集电极；在阻值较大的一次测量中，黑表笔所接管脚为发射极。 在路电压检测判断法： 在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上，由于元件的安装密度大，拆卸比较麻烦，所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡，去测量被测三极管各引脚的电压值，来推断其工作是否正常，进而判断其好坏。 2.4.2 扬声器 扬声器是一种把电认转变为声信号转变为声信号的换能器件，扬声器和性能优劣对音质的高低影响很大。 扬声器的种类： 扬声器的种类很多，按其换能原理可分为电动式（即动圈式）、静电式（即电容式）、电磁式（即舌簧式）、压电式（即晶体式）等几种，后两种多用于农村有线广播网中，按频率范围可分为低音扬声器、中音扬声器、高音扬声器，这些常在音箱中作为组合扬声器使用。 扬声器的参数： 扬声器的参数是指采用专用的扬声器测试系统所测试出来的扬声器具体的各种性能参数值.其常用的参数主要包括:Z,Fo,η0。扬声器的主要参数：额定功率，额定阻抗，频率特性，失真度，灵敏度，指向性。 扬声器分为内置扬声器和外置扬声器，而外置扬声器即一般所指的音箱。内置扬声器是指MP4播放器具有内置的喇叭，这样用户不仅可以通过耳机插孔还可以通过内置扬声器来收听MP4播放器发出的声音。具有内置扬声器的MP4播放器，可以不用外接音箱，也可以避免了长时间配带耳机所带来的不便 第二章 用PCB绘制电路图，用Keil uVision2仿真软件进行仿真及面包板的结构 3.1 用PCB绘制电路图 PCB绘制的简易电子琴电路图（如图3-1，）根据以前所学的绘制电路板的知识，用Protel DXP绘制出九键简易电子琴的电路图。Protel是一款功能非常强大的电路设计与制板软件，它能绘制出非常理想的标准电路图外和将绘制的电路图转换成印刷电路板的功能，这就是Protel PCB 技术。同样，Protel PCB技术先进、功能强大、设计严密。它除了能进行手工、半自动布线绘制电路板之外，也能自动布线绘制电路板；它除了能绘制简单的电路板之外，也能绘制非常复杂的电路板；它除了能绘制双面电路板之外，还能绘制多达几十层的电路板。 图3-1  PCB绘制的简易电子琴 在绘制电路图时，首先要新建一个原理图文件，从元器件库中找出所需要的元器件及集成片80C51，修改它们的属性后放入原理图中，然后根据前面的电路图进行布线，最后检查元器件是否放置正确，完成电路图的绘制。 3.2 用Keil uVision2仿真软件进行仿真 1、用Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加“电子琴.ASM”源程序，进行编译，直到编译无误。 2、全速运行程序，按查询式键盘的1～7键，扬声器发出高低不同的声音。 3、也可以把源程序编译成可执行文件，把可执行文件用ISP烧录器烧录到89S52/89S51芯片中运行。 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图及源程序 1．流程图 定时中断程序框图 2.源程序： Pulse    equ 10h  ;脉冲 PulseCNT equ 50h  ;脉冲计数 ToneHigh equ 40h  ;高音调 ToneLow  equ 41h  ;低音调 Tone    equ 42h  ;音调 KeyBuf  equ 54h Speaker  BIT  P3.2            ;P3.2（INT0）  接扬声器 ORG  0000H ljmp  Start org  000bh LJMP  Timer0Int ORG  0030H Timer0Int:        ;定时中断 push  PSW clr  TR0 mov  TH0, ToneHigh mov  TL0, ToneLow setb  TR0 mov  C, Pulse MOV  Speaker,C CPL  Pulse pop  PSW reti ToneTable: DW    64578,64686,64778,64821 DW    64898,64968,65029 TestKey: MOV  P1,  #0FFH      ;P1 键盘读入口    查询式 MOV  A,  P1 CPL  A                ; 读入键状态 ret KeyTable:DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H DB 0EFH,0DFH,0BFH,07FH    ; 键码定义 GETKEY: MOV      R6,#10 ACALL    DELAY MOV      A,P1 CJNE      A,#0FFH,K01              ;确有键按下 LJMP      MLOOP K01:    MOV      R3,#8                    ;8个键 MOV      R2,#0                    ;键码 MOV      B,A                      ;暂存键值 MOV      dptr,#KeyTable K02:    MOV      A,R2 movc      A,@A+dptr                ;从键值表中取键值 CJNE      A,B,K04                  ;键值比较 MOV      A,R2                    ;得键码 INC      A RET K04:    INC      R2            ;不相等，到继续访问键值表 djnz      R3,K02 MOV      A,#0FFH      ;键值不在键值中，即多键同时按下 LJMP      MLOOP Delay:                          ; 延时子程序 mov  r7, #0 DelayLoop: djnz  r7, DelayLoop djnz  r6, Delay ret ;######################### Start: mov  sp, #70h mov  TMOD, #01  ;  Timer mov  IE, #82h  ;  EA=1, IT0 = 1 mov  Tone,#0 MLoop: call TestKey jz  MLoop call GetKey mov  b, a jz  MLoop      ; = 0, < 1 anl  a, #8 jnz  MLoop      ; > 8 dec  b mov  a, b rl  a          ; a = a*2 mov  b, a mov  dptr, #ToneTable movc a, @a+dptr mov  ToneHigh, a mov  TH0, a mov  a, b inc  a movc a, @a+dptr mov  ToneLow, a mov  TL0, a SETB      TR0 MOV      P1,#0FFH WAIT: MOV      A,P1 CJNE      A,#0FFH, WAIT MOV      R6,#10 ACALL    DELAY CLR      TR0 LJMP      MLOOP END 3.3 面包板的结构 面包板是实验室中用于搭试电路的重要工具，它本身就是一种免焊电板，熟练掌握面包板的使用方法是提高实验效率，减少实验故障出现机会的基础之一。 下面我们就面包板的结构和使用技巧做一个简单的介绍：面包板的内部结构如图3-2所示，其外观如图3-3所示。面包板分上下两部分，上面部分一般是由一行或两行的插孔构成的窄条，行和行之间电气不连通。每5列插孔为一组，通常的面包板上有10组或11组。对于10组的结构，左边3组内部电气连通，中间4组内部电气连通，右边3组内部电气连通，但左边3组、中间4组以及右边3组之间是不连通的。对于11组的结构，左边4组内部电气连通，中间3组内部电气连通，右边4组内部电气连通，但左边4组、中间3组以及右边4组之间是不连通的。若使用的时候需要连通，必须在两者之间跨接导线。 下面部分是由中间一条隔离凹槽和上下各5行的插孔构成。在同一列中的5个插孔是互相连通的，列和列之间以及凹槽上下部分则是不连通的。 图3-2 面包板的内部结构    在具体使用的时候，通常是两窄一宽同时使用，两个窄条的第一行一般和地线连接，第二行和电源相连。由于集成块电源一般在上面，接地在下面，如此布局有助于将集成块的电源脚和上面第二行窄条相连，接地脚和下面窄条的第一行相连，减少连线长度和跨接线的数量。中间宽条用于连接电路，由于凹槽上下是不连通的，所以集成块一般跨插在凹槽上。                                                                       图3-3面包板的外观 使用面包板的注意事项： 1. 面包板旁一般附有香蕉插座，用来输入电压、信号及接地。 2. 上图中连着的黑线表示插孔是相通的。 3. 拉线时，尽量将线紧贴面包板，把线成直角，避免交叉，也不要跨越元件。 4. 面包板使用久后，有时插孔间连接铜线会发生脱落现象，此时要将此排插孔做记号并不再使用。 第四章  组装、调试及焊接 4.1 组装 前面介绍了简易电子琴电路的四个模块（其中有元器件的主要参数和如何检测好坏的方法），然后要对它进行组装。组装过程中要根据电路图进行组装。在组装中要注意各个元器件的正负极，集成片的引脚等，是否错装、漏装、正负极是否弄错。根据电路图把元器件正确的安装在万能电路板上后，要对它进行焊接。 AT89S52组成自激多谐振荡器，在⑦脚与电源之间加入一组音调电阻R1～R7，即是一架简易电子琴。未按琴键SB1～SB7时，定时电路不振荡，扬声器不发声；按下某一琴键时，扬声器依89C51的振荡频率，发出相应的声响。 4.2 焊接及调试 焊接调试的大体步骤如下： 1. 利用PROTEL制作的电路图（图3-1），将相关的模块、元件依次安插到面包板上。测试各部分元件是否正常工作，用面包板调试，若各部分元件正常，则开始焊接。不正常则用万用表测试，直到找出错误和不良元件，更换后再调试。 2.开始焊接，首先焊动和型开关，焊接完毕，用万用表测试各个开关闭合电阻是否为0，正常后进行下一步。 3.焊接显示电路，将发光二极管及保护电路串联焊接，分别测试其是否正常工作。 4. 焊接频率调节部分，主要是可调电位器。 5. 焊多谐振荡电路，主要是AT89S52集成块及周边辅助电路，包含扬声器，完毕后通电测试电路是否工作。 4.3 焊接调试的注意事项： 对于模块连接就是依照电路图将所用元件连接到电路板上，连接模块是要注意元器件要按照电路图所示逐个的进行连接，要分类进行。连接电阻时分清电阻的阻值和类别。集成块的安装要对应好了方可安装。三极管的安装要分清它的集电极、基极、发射极。电位器的安装要分清开关的位置。焊接时要看好元器件，不能错装，而且焊接时要注意焊接时间不要过长，防止焊坏电路板。 装配时注意不要扭动固定爪、拆卸；不要随意修改PCB板、装配孔、电路；不要修改导电胶条；不要压、碰、摔、折、扭动模块。 在安装前，我们对电路图之中的电路进行了相对仔细的观察，弄懂了电路中各个元器件的功能、作用和连接方法。电路连接中，我们先对电路中的路线进行了简单的铺设，由于我们使用面包板进行安装，所以一些路线一般都是由面包板的内置电板进行连接，我们的连接主要是对各个元器件之间的线路进行连接。 在面包板中，我们最注意的就是各个元件的安插方向。由于面包板的安插方向不都是一个方向，有的是横排连接，有的是竖排连接，这给我们的连接器件造成了一定的困难。在面包板中，我们还是严格的遵照电路图中的连接方法，主要是将四个基本电路分开连接，然后将这四个基本控制电路再连接到一起，组成一个完整的回路。 简易电子琴的发音及频率如（表4-1）： 表4-1 简易电子琴的发音及频率 字符 1 2 3 4 5 6 7 音阶 1 2 3 4 5 6 7 频率/hz 261.1 293.7 329.6 349.2 392.0 440.0 473.9                 最后完成电路板的封装，要保持电路板的干燥，避免电路板受潮，注意防静电损伤电路，避免电路板受到损坏，避免元器件损坏。 4.4 整体调试中出现的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 1.在焊接完成后，由于焊接过程中对电路图没有充分掌握，芯片部分引脚焊错位置，导致电路整体出现较大问题，在检查过程中及时发现错误并重新改正。 2.在仿真过程中，出现仿真过程不顺利，效果时好时坏。重新检查程序并一一矫正后程序正常运行并成功烧录进芯片。 3.电路整体调试过程中，经通电后电子琴蜂鸣器一直处于鸣叫状态，而正常按键则毫无反应。对此现象一直迷惑不解，随经过电路的焊接、程序的调试、电路中各重点元器件的电压进行逐一测试，一切处于正常状态却毫无结果。此后经过***老师和其他老师的帮助，才进一步找到问题的原因，一切恢复正常，电子琴也顺利弹出音符，效果明显。 第五章  结论 5.1 论文总结 通过本次设计，我懂得了如何解决电路中出现的问题，从而能够使自己更好的学习和掌握一些电路常识。在本次设计中，我又相当于把以前学过的知识再复习一遍，对以前学过的知识加以巩固。 我又对一些电子元件有了进一步的了解，如：电阻、电容、二极管和三极管等元件，还对一些常用的集成块有了一些了解，如：AT89S52。 在用Protel DXP绘制电路板时用到许多知识，也发现许多问题，还有以前上课没有学到的知识。通过小组成员及指导老师的指导解决问题。这次设计后对用Protel DXP绘制电路板的知识更加巩固。 由于对以前学过的知识掌握不牢，所以在本次设计中遇到了许多问题，如：在调试阶段的时候，根据电路图把电路连接好以后，扬声器没有任何的反应；在调试的最后阶段的种种问题，经过指导老师的指导及同学的共同探讨，最后根据大家掌握的知识和通过查阅资料，把简易电子琴顺利完成设计。 总之，通过这次设计我确实感到自己还有许多不足之处，在以后的工作中还要更好的学习，从而充实自己，并且在本次设计中使我学到了不少的东西，有的是我以前没有接触的东西，也有的是以前没有掌握牢固的知识。我会在日后的开发中深入学习，加深研究，我会争取把本系统应用到实际工作中，使之产生商业价值。电子技术发展日新月异，我会在以后的研发中加入新技术，使之更趋完善，总之本次毕业设计是我的电子研发之路的良好开端。我会以此为契机，在以后的电子开发工作中取得更好的成绩。 参考文献    致谢 在这首先衷心地感谢我的导师***老师，本文不论从选题到完成，还是从理论上的探讨到实际问题的解决，无不饱含着朱老师的心血，同时其他成员的相互鼓励和帮助为毕业设计的正常进行起到了非常大效果。在整个毕业设计过程中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响，而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中的探索的艰难和成功的喜悦。虽然这个项目还不是很完善，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。***老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此论文完成之际，谨向***老师致以深深的谢意和崇高的敬意，更希望老师在以后的学习生涯中多加指点，并提出宝贵意见，使我们的知识更加巩固，从而在以后的实际应用中充分发挥。