电子琴小制作报告

计算机与电子信息学院电子通信类专业电子技能实训1制作报告题目电子琴队长1307300405李璧江指导老师石松2014年6月目录一、制作任务…………………………………………………………………....1二、工作原理…………………………………………………………………....11、设计框图………………………………………………………………...12、设计原理………………………………………………………………...13、实验器材………………………………………………………………...24、原理介绍………………………………………………………………...3三、制作调试过程……………………………………………………………....41、认识元器件……………………………………………………………...42、选取合适的实验参数…………………………………………………...43、组装步骤及注意事项…………………………………………………...54、电路调试………………………………………………………………...6四、作品完成情况……………………………………………………………....6五、制作感想与展望…………………………………………………………....7六、附录………………………………………………………………………....81、电子琴电路板正面……………………………………………………...82、电子琴电路板背面……………………………………………………...9七、参考文献…………………………………………………………………....9-1-一丶制作任务1.通过实践，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力;了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。2.培养和锻炼在校学生综合应用所学理论知识解决实际问题能力。为了巩固和运用所学课程，理论联系实际，提高分析、解决实际问题以及团队的合作能力，旨培养在培养大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。3.电子琴能够弹奏出美妙的音符，对我们充满了吸引同时也让我们充满了好奇，通过此次的课程设计让我们亲手来揭开电子琴神秘的面纱。让我们知道我们也是有能力来制作出一个简易的电子琴的。二丶工作原理1.设计框图2.设计原理由于老师已经给出实验原理图,我们只需要按照原理图连接电路和调试即可.-2-本实验采用一个555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由主振荡器，扬声器和琴键按钮等部分组成: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4.主振荡器由555定时器，七个琴键按钮S1~S7，外接电容C1、C2，电解电容C3,负载电阻RL以及R1~R7,若干滑动变阻器以及震荡调节电阻R8,R9等元件组成.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。电路仿真图如下:3.实验器材名称NE555按键开关电阻电容电路板电源导线扬声器-3-数量1710311若干14.原理介绍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。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器电路，由于矩形波中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a所示，R1，R2和C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R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数T放＝R2C0随着C的放电，uc下降，当uc下降到（1/3）Vcc时，输出uo。为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容c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，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc之间变化。图1（b）所示为工作波形。-4-三丶制作调试过程1.认识元器件根据老师所提供的PDF文件,555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如下：2.选取合适的实验参数-5-根据老师所给的简易电子琴参数表,选取其中7个参数作为实验值:3.组装电路步骤及注意事项准备元器件:自己购买了电子琴所需的基本材料和在电协用积分换了一套材料后,在实验室用万用表测出所需要的电阻的具体阻值,若有偏差的则串联一个滑动变阻器进行调节,最后拆下收音机的喇叭作为扬声器.焊接:有了电子工艺实习的基础,这次的焊接显然有些驾轻就熟了.对整个电路板的布局控制,整齐度还有布线的方式都有了一定的理解.一开始我先焊接了几个开关,由于购买的轻触开关是4脚的,不太符合洞洞板焊点的间距设定,若是强插进去会显得不太美观.焊接了2个之后我始终感觉不-6-太合适,于是我便看了看别人焊接的电子琴,发现别人的轻触开关是2脚的,后来知道实验室就有2脚的轻触开关提供,我拿来了几个后,大大提高了焊接的美观程度和速度.整个电路布局完后开始焊接,因为很多阻值不能没有精确的电阻提供,不得不使用滑动变阻器,就拿那个10兆欧的电阻来说就用了五个2兆欧的电阻串联达成,这样使得我的电路看上去有复杂了了那么一些,这是我一开始没有想到的,也是我的疏忽.连线方面由于我使用的是双面的洞洞板,一开始连线我采用的是在洞洞板是直接用焊锡把两个焊点连接起来的方式进行连线,但是这样一来会有一些焊锡漏到下面那一面,很不美观,我又找来几根电线,一开始找来的是铝丝和铁丝的电线,这两种线太软太细,不能起到理想的效果,只能作为跳线使用.我又找来一根铁丝,拉直后点直接用铁丝布线再用焊锡固定铁丝这样相对来说好看一些.4.电路调试将焊好的电路板正确接入电源线和地线，检查电路是否能够正常工作，如果不能，则需要以下几个步骤进行检测：1．检查电路连接是否正确。根据原理检查电路连接是否正确，是否符合工作原理。查看指导书看芯片引脚功能是否理解正确。2．在电路连接没有错误的情况下，检查焊接牢不牢固，是否有虚焊，以及不该连接的点是否因失误连接。用万用表检测电路，可以要万用表的蜂鸣档测量电路是否导通。3.检验芯片是否已被损坏。换一个芯片检验。整个过程我进行的比较严谨,一边焊接我也一边讲滑动变阻器的阻值调整好了,在测试的时候一次就成功了,虽然一开始的音质不是很理想,但是在同学帮助下,我又把滑动变阻器的阻值调的更加精确了,误差不超贵0.01千欧,使得音质也比较理想了.四丶作品完成情况总的来说这次的电子工艺实训完成的还是比较成功的,在一系列改换电阻和滑动变阻器的调节之下,最终能够在按下按键的时候听得出7个音符.但是由于布局方面的原因,10兆欧的电阻我没有加焊一个滑动变阻器这个可能对电路造成-7-了一些影响,希望以后如果还能接触到类似的项目,或者用单片机来实现这样的任务我可以做到更好.五丶制作感想与展望1.制作感想在焊接过程中由于有之前积累下来的经验，整个布局和接线也比较迅速，只花了一个下午就完成了这个实训的任务，刚刚完成焊接之后才发现没有喇叭,就很着急,后来看了大一同学才发现可以使用收音机上的喇叭,也明白了遇事要多想,不要总想等着别人来帮助自己.在第一次调试的过程中音频不是很准，经过万用表测量用滑动变阻器进行调节，使得与标准值误差不超过100欧姆，再进行调试音频也比较符合实际值了，但是由于心理急于求成，时间也比较紧迫，RB和10兆欧电阻没有串联滑动变阻器调节使得音阶不是那么完美。同时也经过这次实验体会到了电子的神器之处，可以用电子电路实现一些现实中的功能这自然是极好的。也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因。他是为了教会我们如何运用所学的知识去解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计到电路的焊接以及调试过程中，我也观察了大一同学的焊接，感觉到人外有人，山外有山，不能骄傲，自己多吃了一年饭，最基本的焊接并不能优于学弟多少，甚至有些地方做的不如学弟，尤其是细节方面，学弟们刚刚入学，对原理的掌握不是很透彻，但他们也很有热忱，不断的调试，互相帮助。希望自己在日后能对自己要求更高一些，毕竟有压力才有动力嘛。但是电路的调试是一个经验积累的过程，经过了一年的历练，我感觉我这方面的能力有所提升，遇到问题能够静下心来解决，不像以前那样浮躁了，而且对调试的方法和细节也有了掌握，相信这一点我是不输给大一同学的。2.展望在整个设计到电路板的制作、电路的焊接以及调试过程中，我虽然不能每一步都做到完美，即使电子琴原理简单焊接不是很困难，但是每一份付出背后的成功都是值得开心的。如果日后有时间，我希望能够进一步的设计一个电子琴，结合所学的知识用单片机来实现，实现更多的音阶，做一个真正的电子琴，弹奏一首真正的曲子！最后，此次实训中，在我没有领全器件时，找不到扬声使用器时，调试时需要-8-同学帮助时，得到了很多老师同学的帮助，在此我要感谢他们。六丶附录电子琴电路板--------正面-9-电子琴电路板--------反面七丶参考文献A.NE555元器件参数.PDFB.简易电子琴参数表.xlsC.简易电子琴555.ms12