最新基于定時(shí)器電子琴的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-22 14:34 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第二章 硬件的電路及主要元器件圖21為根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)所畫的簡(jiǎn)易電子琴的電路圖，由于清晰度和大小的問題，中間的38這幾個(gè)開關(guān)省略，用CAD制圖工具畫圖，為后面的Protues仿真調(diào)試，和實(shí)物的制作提供更好的參考?？傮w設(shè)計(jì)電路圖如圖21 圖21電子琴電路圖總電路包括有按鈕開關(guān)和定值電阻還有555定時(shí)器和揚(yáng)聲器四部分組成，1． 輸入端：由八個(gè)按鈕開關(guān)與八個(gè)不同定值的電阻串聯(lián)一起為一組，并每一組并聯(lián)來構(gòu)成這個(gè)輸入端。2． 頻率產(chǎn)生端：555定時(shí)器的不同頻率的產(chǎn)生，是因?yàn)榻M裝不同數(shù)值的電阻來調(diào)控。3． 揚(yáng)聲器端口: 接受信號(hào)頻率發(fā)出特定的頻率。 總體框圖整體電路設(shè)計(jì)過程，可見總體框圖如圖22 圖22電子琴的總體框圖根據(jù)電子琴電路設(shè)計(jì)的框圖，可以進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)公式來計(jì)算電阻值，通過安裝不同數(shù)值的電阻與按鈕開關(guān)串聯(lián)，再把整體的八個(gè)按鈕并聯(lián)到555定時(shí)器的引，控制發(fā)出不同的頻率，通過揚(yáng)聲器把音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音信號(hào)。 實(shí)驗(yàn)器材如表21表21試驗(yàn)所需器材名稱555定時(shí)器按鍵開關(guān)撥動(dòng)開關(guān)電阻電容電池導(dǎo)線電路板揚(yáng)聲器數(shù)量181931N個(gè)11 定時(shí)器內(nèi)部構(gòu)造定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖23圖23 555定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖Vi1（TH）：高電平觸發(fā)端，簡(jiǎn)稱高觸發(fā)端，又稱閾值端，用TH表示。Vi2（TR）：低電平觸發(fā)端，簡(jiǎn)稱低觸發(fā)端，用TR表示。VCO：控制電壓端。VO：輸出端。Dis：放電端。Rd：復(fù)位端。555定時(shí)器的內(nèi)部構(gòu)造，里面有一個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)分壓網(wǎng)絡(luò)是三個(gè)阻值相同的電阻R一起構(gòu)成的，產(chǎn)生VCC同VCC兩個(gè)基準(zhǔn)電壓；有兩個(gè)電壓比較器一個(gè)C1一個(gè)C2；有一個(gè)RS觸發(fā)器（低電平觸發(fā)），這個(gè)觸發(fā)器分別是由兩個(gè)與非門GG2構(gòu)成的；放電三極管T同輸出反相緩沖器G3。[[1]林東軒. 直流無刷電機(jī)無傳感器啟動(dòng)方法研究[D].華南理工大學(xué),2012]里面的Rd是個(gè)復(fù)位端，低電平有效。在復(fù)位之后, 基本RS觸發(fā)器高端為1（高電平），在經(jīng)過反相緩沖器之后，輸出則變?yōu)?（低電平）。 不同555定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖及邏輯符號(hào)和管腳排列分別如圖24圖（a） 圖（b） 圖(c)圖24 不同555定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖以及邏輯符號(hào)和管腳排列多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路，由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波，故稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在自身因素的作用下，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之 間來回轉(zhuǎn)換，故又稱它為無穩(wěn)態(tài)電路。圖25（a）圖中看到555定時(shí)器所組成的多諧振蕩器，R1，R2和電容C都是安裝在外部的定值元器件。在這個(gè)電路中把R2和電容C相連的地方，與高電平的觸發(fā)端（6引腳）與低電平觸發(fā)端（2引腳）并聯(lián)的地方連接在一起。接通電源的時(shí)候，電容C此時(shí)還沒充上電，這時(shí)電容器兩端的電壓Uc都為低電平，在這時(shí)是小于（1/3）電壓Vcc，所以，高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端在這時(shí)都是低電平。但，輸出的U則為高電平，放電管VT這時(shí)截止。電源經(jīng)過R1，R2后，又對(duì)電容C充電，讓電壓Uc按一定的指數(shù)規(guī)律變高，當(dāng)電壓Uc變高到（2/3）Vcc時(shí)，輸出電壓Uo為低電平，經(jīng)過放電管VT的導(dǎo)通，把電壓Uc從（1/3）Vcc 提升到（2/3）Vcc，在這個(gè)時(shí)間段電路的狀態(tài)，稱之為第一暫穩(wěn)態(tài)，在這個(gè)暫穩(wěn)態(tài)相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間TPH和電容的充電時(shí)間有關(guān) 。充電時(shí)間常數(shù)為：T0=（R1＋R2）C。 （2—1）放電管Vt傳導(dǎo)，電容C經(jīng)過電阻R2和放電管后，電路就會(huì)進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài)。維持時(shí)間TPL時(shí)間的長(zhǎng)短與電容在這時(shí)的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù)為：T1＝R2C0。[[2]《》來自互聯(lián)網(wǎng)] （2—2）緊跟著電容C放電的時(shí)間，電壓Uc也會(huì)變低，當(dāng)Uc下降到（1/3）Vcc的時(shí)候，此時(shí)的輸出就為Uo高電平，接著放電管VT停止，此時(shí)Vcc會(huì)再一次的對(duì)電容c進(jìn)行充電，這時(shí)電路又會(huì)回到第一暫穩(wěn)態(tài)。很容易理解，每當(dāng)連接電源后，電路就會(huì)有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，并且來回交替變換，可以得到矩形波。電路開始發(fā)起振蕩后，此時(shí)的Uc電壓會(huì)一直在（1/32/3）Vcc 之間翻轉(zhuǎn)變化。圖25（b）所示為工作波形圖25 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路及工作波形Uc的波形圖來推算出的振蕩的周期T為：T=Tph+Tpl （23）Tph對(duì)應(yīng)的充電時(shí)長(zhǎng)T為： T = (R1+R2)C （24）Tpl對(duì)應(yīng)的放電時(shí)長(zhǎng)T為： T = （25）振蕩周期 T ： T =Tph+Tpl=（R1+2R2C） （26）振蕩頻率 f ： f = 1/T （27）集成555定時(shí)器有兩種，一種是雙極性型，一種CMOS型。后三位是555的是雙極性的[[3]《555定時(shí)器的基本特性和用法_百度文庫(kù)
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