课程设计---多音信号发生器电路的设计

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1、1 目录 1 课程名称 2 2 任务设计及要求 2 3 设计方案及其比较 2 3.1 方案一 2 3.2 方案二 3 4 实现方案 4 4.1 NE555 定时器的内部结构和工作原理 4 4.2 实现变音信号发生器电路图及其原理 5 5 计算机仿真 6 6.1 电路的连接 7 6.2 电路的调试 8 6.3 结论 8 7 心得体会 8 8 参考文献 9 2 多音信号发生器电路的设计 1、课程名称：多音信号发生器电路的设计 2 2、设计任务及要求、设计任务及要求 设计一个多音信号发生器，使它能按一定规律交替发出两种不同的声音。 要求：1） 、电路由 555 构成； 2） 、根据开关的转换能改变发

2、出不同的声音。 3、设计方案及其比较 3.1 方案一 电路如图 1 所示 。 图 1 方案一电路原理图 电路主要由两片 555 定时器组成，第一片实现多谐振荡器，输出周期变化的高低电平， 输出端 3 接到第二片的 5 端。利用二极管的单向导特性，使电容器 C11的充放电回路分开： 充电时，Vcc 经 R11和 Rp1后流经 D1对电容 C 充电；放电时，电容 C 两端电压经过 D2， Rp1流到该片定时器的 7 端。 3 当第一片输出为高电平时，第二片 2 和 6 端的参考电压分别为 1/2Vo1和 Vo1；当第一 片输出为低电平时，第二片 2 和 6 端的参考电压分别为 1/3Vcc 和 2

3、/3Vcc。后一片 555 定 时器也可实现多谐振荡，但由于参考电压的不同，会出现两种不同的振荡周期，从而交替 发出两种声音。调节 Rp1可以改变声音的节拍，调节 Rp2可以改变声音的频率。 3.2 方案二 电路如图 2 所示。 图 2 方案二电路原理图 电路由定时器和 RC 元件组成的低频两级多谐振荡器， 由 S1S3 的开闭情况不同而产 生不同的声音。 （1）当 S1 闭合，555（1）构成的低频振荡器工作，输出频率为 1HZ; （2）当 S2 闭合，555（2）构成的低频振荡器工作，输出频率为 1KHZ 的矩形脉冲; （3）当 S1、S2 均闭合，两级定时器均产生振荡。 4 4 4 实现

4、方案实现方案 4.1 NE555 定时器的内部结构和工作原理 图 3 555 定时器内部结构图 图 3 为 NE555 的内部电路结构图。图 4 为 NE555 的管脚分布图。它含有两个电压比较器 A1 和 A2，一个基本 RS 触发器，一个放电开关 T，比较器的参考电压由三只 5K 的电阻器 构成分压，它们分别使高电平比较器 A1 同相比较 端和低电平比较器 A2 的反相输入端的参考电平为 2Vcc/3 和 Vcc/3。 A1 和 A2 的输出端控制 RS 触发器 状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过 2Vcc/3 时，触发器复位，555 的输出端 3 脚输出低 电平，同时放电，开关管

5、导通；当输入信号自 2 脚 输入并低于 Vcc/3 时，触发器置位，555 的 3 脚输 出高电平，同时放电，开关管截止。 图 4 555 定时器管脚图 4 脚是复位端，当其为 0 时，555 输出低电平。平时该端开路或接 Vcc。 Vcc 是控制电压端（5 脚），平时输出 2Vcc/3 作为比较器 A1 的参考电平，当 5 脚外 接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外 加电压时，通常接一个 0.01uF 的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保 5 参考电压的稳定。 T 为放电管，当 T 导通时，将给接于脚 7 的电容器提供低阻放电电路。7

6、脚一般都要 接上拉电阻。 下表为 555 定时器功能表 表 1 555 定时器功能表 NE555 引脚图介绍如下： 1 地 GND ；2 触发； 3 输出；4 复位； 5 控制电压； 6 门限(阈值） ；7 放电端 ；8 电源 电压 Vcc 。 4.2 实现变音信号发生器电路图及其原理 电路如图5所示。 图5 实 现 方 案 电 路 原 理 图 输入 输出 阈值输入 触发输入 复位 输出 放电管 * * 0 0 导通 Vcc/3 1 0 导通 Vcc/3 1 不变 不变 6 电路由定时器和 RC 元件组成的低频两级多谐振荡器， 由 S1S3 的开闭情况不同而产 生不同的声音。 （3）当 S1 闭合，555（1）构成的低频振荡器工作，输出频率为 1HZ; （4）当 S2 闭合，555（2）构成的低频振荡器工作，输出频率为 1KHZ 的矩形脉冲; （3）当 S1、S2 均闭合，两级定时器均产生振荡。 图 6 为图 5 的 PCB 电路图。 图 6 实现方案的 PCB 电路图 5、计算机仿真图 图 7 计 算 机 仿 真 电 路 7 6.1 电路的连接 由