课程设计说明书
课程设计名称：模拟电路课程设计
课程设计题目：简易电子琴
学院名称：南昌航空大学信息工程学院专业：通信工程班级：
学号：姓名：
评分：教师：
20 13 年 3 月12 日
模拟电路课程设计任务书2012－2013 学年第2学期第 1 周－ 3 周
注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。
2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。
摘要
随着社会的发展进步，音乐已成为我们生活中很重要的一部分，电子琴则是一种很常见的键盘乐器，是现代电子科技和音乐结合的产物。在各个领域扮演很重要的角色，早已融入现代人们的日常生活中，成为不可替代的一部分。
简易电子琴主要是由8个按键控制，根据固定电阻的不同，从而产生不同的振荡频率，并且将信号放大后由扬声器输出声音。
为了能得到频率不同的波，波形产生部分首先使用了NE555芯片，从而得到振荡的正弦波；将信号传给LM386进行功率放大，使扬声器发出相应的音阶。分块调试测试电子琴，先是震荡电路的线路测试，再是功率放大电路的测试。
经过调试之后，焊接而成的作品能产生8个音调的不同振荡频率的音阶。
关键词：NE555 LM386 频率电子琴
目录
第一章设计任务........................................................................ - 6 -
1.1设计要求....................................................................................................................... - 7 -
1.2设计目的....................................................................................................................... - 7 -
1.3总体思想构图............................................................................................................... - 7 - 第二章系统组成及工作原理...................................................... - 11 -
2.1 NE555简介................................................................................................................. - 11 -
2.2逻辑符号..................................................................................................................... - 12 -
2.3 NE555内部原理图..................................................................................................... - 13 -
2.4逻辑功能..................................................................................................................... - 14 -
555定时器逻辑功能................................................................................................. - 14 -
2.5 LM386芯片介绍....................................................................................................... - 16 -
2.5.1 外形、管脚排列及内电路.......................................................................... - 16 -
2.5.2 LM386主要性能指标..................................................................................... - 17 -
2.6 简易电子琴系统组成................................................................................................ - 18 -
2.6.1 按键模块........................................................................................................ - 18 -
2.6.2音调发生模块................................................................................................. - 18 -
2.6.3音响模块......................................................................................................... - 18 -
2.7 简易电子琴的工作原理............................................................................................ - 18 - 第三章模块定路设计与参数计算............................................ - 20 -
3.1波形发生部分............................................................................................................. - 20 -
3.2功率放大部分............................................................................................................. - 20 - 第四章系统调试........................................................................ - 23 -
4.1 调试步骤.................................................................................................................. - 23 -
4.2 调试过程.................................................................................................................. - 23 -
4.3 调试结论.................................................................................................................. - 24 - 参考文献 ...................................................................................... - 25 - 附录 .............................................................................................. - 26 -
附录一:元器件清单.......................................................................................................... - 26 - 附录二电路仿真.............................................................................................................. - 28 -
附录三制作作品原图.................................................................................................... - 32 -
前言
现在是信息高速发达的时代，了解一定的电子产品是相当必要的。电子琴作为其中的一个典型代表，引领着许多孩子进入音乐的殿堂。因此，我们选择了简易电子琴这个题目来制作，因为它不仅能够提高我的实践动手能力，还与实际生活有着紧密地联系。
模拟电路是一门实践性很强的课程，而此次课程设计依据的理论基础是模拟电路的相关知识。主要目的在于培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真，实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。锻炼学生自学软件的能力和分析并解决问题的能力。通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程制图、查阅设计资料、计算机应用方面能力的训练和提高。巩固、深化和拓展学生的理论知识与初步的专业技能。
在模拟电子课程设计的过程中，系统的概念十分重要。基本方法除了实验课中要求掌握的功能测试、故障排除等各种一般方法以外，要特别注重使用“电路拼装”的方法。课程设计的一般步骤如下：
（1）选择一个课题；
（2）查阅有关资料；
（3）进行可行性论证；
（4）通过设计方案的比较，定出最优的设计方案；
（5）分解为多个模块；
（6）分别设计各个功能模块电路，并完成调试；
（7）组装成完整的数字系统；
（8）编写设计、安装、调试报告。
第一章设计任务
1.1设计要求
1．产生e调8个音阶的振荡频率，它分别由1、2、3、4、5、6、7、0号数字键控制。其频率分别为：
1.261.6 2：293.6 3：329.6 4：349.2 5：39
2.0 6：440.0 7：49
3.9 0：523 。如表1.1
2.利用集成功放放大该信号，驱动扬声器。
3.设计一声调调节电路改变生成声音的频率。
1.2设计目的
1.熟悉NE555和LM386等相关芯片的内部结构和功能，合理运用其内部及其功能，完成相应的设计工作。
2.学会使用电路仿真软件如：Mutisim。
3.能够对电子电路、印刷电路板、电子元器件等一些相关与电子和焊接等方面的知识有进一步的认识，并独立对其进行测试与检查。
4.这次试验对焊接技术、排错调试、以及相关设备的使用等方面的得到了比较全面的锻炼和提高。并进一步巩固了在课堂上学习的理论知识。
1.3总体思想构图
如图1.1,首先从输入按钮开关开始，然后通过频率发生器根据不同值的固定电阻产生不同频率，然后通过功率放大器放大，最后由扬声器表现出来。
图1.1 总体思想构图
【模块功能】
该电路包括按钮开关，定值电阻，555振荡器和扬声器三部分组成，
1输入端：由八个按钮开关与各自的定值电阻串联在并联组成输入端
2频率产生端：根据定值电阻的不同输入，由555产生不同的信号频率
3扬声器端口: 接受信号频率发出特定的频率
【设计方案一】
555定时器
本实验采用两个555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由主振荡器，颤音振荡器，扬声器和琴键按钮等部分组成。
主振荡器由555定时器，8个琴键按钮S0~S7，外接电容C1、C2，外接电阻R以及R0~R7等元件组成，颤音振荡器由555定时器，电容C等元件组成，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。
按图接线后闭合不同开关即可令喇叭发出不同频率的声响，从而模拟出电子琴的工作。
【设计方案二】
LM324振荡
由RC选频网络、集成运算放大器、信号发生器组成。其原理图如1.2所示。
图1.2 LM324振荡思路图
电阻、电容等组成RC桥式正弦波振荡电路，选用8个电阻和电容构成RC 串并联选频网络,分别取不同的电阻值（通过琴键开关接通RC串并联网络的8对电阻）使振荡器产生八个音阶信号。通过运算放大电路的放大最后，通过扬声器发出乐音。
8个开关对应着电子琴8个音阶琴键，使用时闭合不同的开关选择不同电阻的大小，再通过RC振荡电路，可以发出不同的声音。
【设计方案三】
由两个555芯片以及其他元件组成的简易电子琴电路如图1.3：
图1.3 简易电子琴仿真电路
该方案是用两个555芯片组成。主要核心是555芯片，前一个555芯片是用来产生振荡信号，接入不同阻值的电阻Rw*产生不同的音阶频率信号，发出锯齿波形。然后通过第二个555芯片，该555芯片接成施密特触发器，用来将锯齿波形转变为方波波形，从而得到1、2、3、4、5、6、7、0八个音频音阶所对应的频率，再经LM386集成功率放大器将信号放大，驱动扬声器发出对应的音频音阶。
最终选择方案：方案一
原因用555定时器比LM324方便简洁，而且在实际仿真过程中，LM324方案未能成功，故为保险起见选择了555定时器，方案三中电路虽然简单，但是经过实践，得到的声音很小，得到的音阶不是很准，不能很好的实现预期的效果，所以此方案也不用。方案一的电路相对二者比较合理，选择的元器件也不多，由于电路比较简单，得到的音阶准，声音较大，符合设计的要求，所以选用的是此方案。