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＿创新型实验＿专题＿＿简易电子琴的设计与制作＿姓名＿X）学号＿X姓名X学号X手机XEmailX指导教师及职称＿＿＿＿赵洪亮＿＿＿＿＿＿开课学期2011至2012学年＿2＿学期提交时间2012年6月28日一、实验摘要本实验采用555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由主振荡器，颤音振荡器，蜂鸣器，扬声器和琴键按钮等部分组成。二、实验目的1、将课程的理论知识转换为技能。2、掌握简易电子琴的组成原理及设计方法。3、掌握集成555定时器应用电路的设计、制作与调试方法。4、掌握制作电子电路的技能。5、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则，掌握电子仪器的正确使用6、学会电子电路的安装与调试技能。7、学会撰写课程设计总结报告。8、通过课程设计的综合训练，为以后毕业设计打下一定的基础。三、实验场地及仪器、设备和材料：实验场地：院数电实验室实验设备及材料：两个SYB-120面包板、NE5551个、LM3861个、琴键开关8个（小体积）、单刀双掷开关2个、扬声器1个、音乐蜂鸣器1个、陶瓷电容0.1μF1个、电解电容10uF1个、电解电容220uF1个、系列电阻：510kΩ、20kΩ、10kΩ、1kΩ、6.8kΩ、2kΩ、4.7kΩ、3.3kΩ、100Ω、200Ω、10Ω若干。可调电阻（电位器）1kΩ1个，面包板用独股线导线若干、直流稳压电源一台。四、实验内容1、实验原理555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。简易电子琴主要使用555定时器和电子元件实现C调八个音阶1.2.3.4.5.6.7.i，具有一般基音演奏功能，其颤音振荡器振荡频率较低为64Hz，若将其输出电压U连接到主振荡器555定时器复位端4，则主振荡器输出端出现颤音。NE555单元模块（1）多谐振荡器的工作原理多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡电路，由于矩形波肿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2-2所示：图2-2、和、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）并接后接到和的连接处，将放电端（7脚）接到和的连接处。由于接通电源瞬间，电容来不及充电，http://www.shennonggao.com电容器两端电压为低电平，小于，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出为高电平，放电管VT截止。这时电源经和向充电，使电压按指数规律上升，当上升到时，输出为低电平，放电管VT导通，把从上升到这短时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数。由于放电管VT导通，电容通过电阻和放电管VT放电，电路进入第二暂稳态，其维持时间的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数，随着的放电，下降，当下降到，输出为高电平，放电管VT截止，再次对电容充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，的电压总是在之间变化。电容的充电时间和放电时间各为：。故振荡周期为：振荡频率为：由上式可以求出8个音调需要的电阻分别是44k、38k+10、33k、30.3k、26k+10、22k、17.8k、16.8k。（2）集成555定时器有双极型和CMOS型两种产品。一般双极型产品型号的最后三位数都是555，CMOS型产品型号的最后四位HYPERLINK"http://www.shennonggao.com"神农百草膏数都是7555，它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。器件电源电压推荐为4.512V，最大输出电流200mA以内，并能与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。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2-3、图2-4、图2-5所示：图2-3图2-4图2-5（3）内部原理图图2-6（TH）:高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。（TR）:低电平触发端，简称低触发端，标志为TR。：控制电压端。：输出端。：放电端。：复位端。555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生和两个基准电压，两个电压比较器