课程设计--双功能音乐盒.doc

电子元器件调研与系统设计报告指导教师评语考勤（10）守纪（10）报告（30）作品（30）答辩（20）总成绩（100）专 业： 电气工程 班 级： 电气2011-4姓 名： 梅文科学 号： 201109443指导教师： 高锋阳兰州交通大学自动化与电气工程学院2013 年 7月 11日21.设计题目双功能音乐盒2.设计目的和任务通过电子元器件认识与系统设计，能够进一步熟悉电子元件的结构、工作原理和使用方法。巩固课堂所学的知识，提高把理论知识应用于实际中的能力。提高电子电路的理论知识及较强的实践能力，对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解。能够正确使用实验仪器进行的电路调试与检测。 根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元件参数。做出实物并验证其功能。通过学习使用protues软件，绘制电路的原理图并进行仿真。3.市场调研为了了解实验所需各种原件的种类、价格、用途等，我们到兰州西北电子商贸城进行了实地调研，并进行了相关原件的选购。 虽然市场上有各种各样的音乐盒，但为了在实践中利用到自己所学知识，我们在自己设计的器件中增加了555芯片，此外可以通过此次调研了解市场上相关产品的不同功能及价格，也认识到自己所学知识在社会生活中的作用。4.功能实现报警和音乐于一体的双功能器件，手动按下开关可以选择多种音乐中的任意一个，内置报警器可以在紧急情况时按下报警按钮，做出提示。5.方案方案一:运用两片555定时器组成一个延时系统，再接入音乐芯片构成全自动器件。方案二:在基本报警器的电路中组合多个音乐芯片的电路构成双功能手动音乐盒。6.电路原理及电路图6.1 555芯片引脚图与集成电路555(如图7.1)的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为518V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器A1的5脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。5脚是控制端。7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高1。555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体1。 图6.1 555芯片引脚图与集成电路图6.2多谐振荡器用555时基电路可组成各种形式的自激式多谐振荡器。当电路刚接通电源时，由于C来不及充电，555电路的脚处于零电平，导致其输出脚为高电平。当电源通过RA、RB向C充电到VcVcc时，输出端脚由高电路平变为低电平，电容C经RB和内部电路的放电开关管放电。当放电到VcVcc时，输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。图(b)给出了输出端及电容器C上电压的波形1。、图6.2多谐振荡器6.3单稳态单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度tw，就 是暂稳态的维持时间，其长短取决于电路的参数值。图中R，C为外接定时元件，输人的触发信号ui接在低电平触发端。稳态时，输出uo为低电平，即无触发器信号（ui为高电平）时，电路处于稳定状态输出低电平。在 ui负脉冲作用下，低电平触发端得到低于（1/3）Vcc，触发信号，输出uo为高电平，放电管VT截止，电 路进入暂稳态，定时开始。在暂稳态期间，电源VccRC地，对电容充电，充电时间常数TRC，uc按指数规律上升。当电容 两端电压uc上升到（2/3）Vcc后，6端为高电平，输出uo变为低电平，放电管VT导通，定时电容C充电结束 ，即暂稳态结束。电路恢复到稳态uo为低电平的状态1。图6.3单稳态6.4音乐芯片音乐芯片是一种比较简单的语音电路，它通过内部的振荡电路，再外接小量分立元件，就能产生各种音乐信号，音乐芯片由以下几个部分组成：逻辑控制电路、振荡器、地址计数器、音符节拍存贮器（ROM）、音阶发生器、输出驱动器。它的工作原理为：振荡电路产生的信号供各个电路使用；控制电路从存储器中读出代码，根据代码来控制节拍器和音调器协调工作，产生相应的音乐输出。市场上的音乐芯片很多，种类也不同，根据音乐输出的特点我们将音乐电路分为以下几类：单曲、复音、音乐带闪灯、唱歌;它们主要应用在做死的音乐播放器上，如生日贺卡芯片是单曲芯片。按是否可录分可录和不可录，可录芯片是可以通过电路把人的声音录到芯片上，然后通过电路播放出来。图6.4.1 TQ-06F 图6.4.2 TS-088BD图6.4.3 PX-036.5仿真电路图及波形图6.5 电路仿真及波形图7.元件清单表7.1 所用原件名称型号数量（个）价格（元）555定时器NE55521.5电阻R1 电阻R2电阻R3电阻R4电容C1电解电容C2电解电容C3音乐芯片1音乐芯片2音乐芯片3音乐芯片4二极管1二极管2三极管扬声器 开关1开关2 电池1电池2电池盒电路板导线120K100k470470K0.01uF100uF10uFTS-088BDTS-088BPX-03TQ-06FLED-GREENLED-REDS9013YDB45-1六脚开关拨码开关7号 蓄电池3V实验板杜邦线222171131212153212112若干0.08O.080.080.080.10.30.333330.050.050.320.3 0.5 2.5 8 2 6 5 8.总结 我们小组四位成员，分两部分，调研和电路的焊接，在此之前，我们首先用proteus软件对声响电路做了仿真，我们反复调试以得到最佳波形，最初我们仿真了555定时器所构成的最基本的报警器，成功之后，又添加了我们自己的创意音乐芯片，由于购买时老板没有提供芯片资料，在网上查找消耗了许多时间，第一次的焊接并不成功，但是耐心修改之后音乐芯片电路也成功了，最后是组装的一部分，焊接是采用的是杜邦线，安装在盒子上时必须小心翼翼，否则细铜丝很容易断，造成电路的断路，以保证作品的质量，最后是作品的包装，用包装纸包装。在调研和焊接的分组过程中，我主要负责声响报警电路电路的焊接和辅助焊接，由于是初次自己焊接，难免经验不足，但在焊接过程中，首先做一些准备工作，例如电解电容和二极管正负极的了解，色环电阻阻值的查询，电路在实验板上的布局，这样在安装有限的空间上可以省很多额外的功夫；以及在初次焊接好之后电路的检查与修改，例如二极管的限流保护，三极管发热的原因，考虑到音乐芯片的实际效果，焊接时间不宜过长，以保证音乐芯片不损坏，电容对三极管保护作用等等。本次课程设计实践的过程中，我不仅学习了电路仿真工作的重要性，也通过其他两位同学的调研基本了解了部分元件的价位，也让我更加深刻理解数字电路与