555简易电子琴电路制作
一设计要求与任务
1.学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力。
2.了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。
二总体框图
、【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】
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，七个琴键按钮S1~S7，外接电容C1、C2，外接电阻R8以及R1~R7等元件组成，颤音振荡器由555定时器，电容C5及R9、R10
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。
三选择器件
【实验器材】
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1所示，R
1，R
2
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R
1，R
2
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=（R
1＋R
2
）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。
图1 555定时器构成的多谐振荡器电路及工作波形
集成555定时器有双极性型和CMOS型两种产品。
一般双极性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4．5～12V，最大输出电流200mA以内，并能与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。
其主要参数见表8.1。
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
：【逻辑符号】
【内部原理图】
V
（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。
i1
（TR）：低电平触发端，简称低触发端，标志为TR。
V
i2
：控制电压端。
V
CO
：输出端。
V
O
Dis：放电端。
Rd：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V
CC
和
V CC 两个基准电压；两个电压比较器C
1
、C
2
；一个由与非门G
1
、G
2
组成的基本RS
触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G
3。
Rd是复位端，低电平有效。
复位后, 基本RS触发器高端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。
【逻辑功能】
在555定时器的V
CC 端1/3和地之间加上电压，并让V
CO
悬空，则比较器C
1
的同相输入端接参考电压1/3V
CC ，比较器C
2
反相输入端接参考电压2/3V
CC
，为
了学习方便，我们规定：
当TH端的电压>1/3V
CC 时，写为V
TH
=1，当TH端的电压<2/3V
CC
时，写为V
TH
=0。
当TR端的电压>2/3V
CC 时，写为V
TR
=1，当TR端的电压<1/3V
CC
时，写为V
TR
=0。
① 低触发：当输入电压V
i2<V
CC
2/3 且V
i1
<1/3V
CC
时，V
TR
=0，V
TH
=0，比较器C
2
输出为低电平，C
1
输出为高电平，基本RS触发器的输入端TH=0、TR=1，，经输
出反相缓冲器后，V
O
＝1，T截止。
这时称555定时器“低触发”；
② 保持：若V
i2>1/3V
CC
且V
i1
<2/3V
CC
，则V
TR
=1，V
TH
=0，基本RS触发器保持，
V
O
和T状态不变，这时称555定时器“保持”。
③ 高触发：若V
i1>2/3V
CC
，则V
TH
=1，比较器C
1
输出为低电平，无论C
2
输出
何种电平，基本RS触发器,经输出反相缓冲器后，V
O
＝0；T导通。
这时称555定时器“高触发”。
555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态
的条件（即V
TH 、V
TR
的“0”、“1”）必须牢牢掌握。
V CO 为控制电压端，在V
CO
端加入电压，可改变两比较器C
1
、C
2
的参考电压。
正常工作时，要在V
CO
和地之间接0．01μF（电容量标记为103）电容。
放电管
T
l
的输出端Dis为集电极开路输出。
555定时器的控制功能说明见表8.2。
2音阶频率
本实验采用的是C调音阶，其音阶频率与对应电阻R8值如下表
根据T=0.7（R9+R8）C可计算R8的值
原理图如下：
IC555组成自激多谐振荡器，在⑦脚与电源之间加入一组音调电阻R1～R8，即是一架玩具电子琴。
未按琴键K1～K5时，时基电路555不振荡，扬声器不发声；按下某一琴键时，扬声器依555的振荡频率，发出相应的声响。
电阻R1～R8的选择调整方法，是用一只60～100kΩ的电位器，先接入电路，从高音（或低音）开始，转动电位器，使扬声器发出一个起始的标准音阶，测出电位器的阻值，并换上相同阻值的固定电阻，这样即可确定各音阶所需的电阻阻值。
原理主要是555的多谐振荡。
多谐振荡的频率：
f=1.43/((R+2R')C)
这是个约等于,其中R指7管脚与电源之间的电阻，R’指7管脚与6管脚之间的电阻，C是2管脚与地之间的电容。
实验中通过按键使R的阻值改变，从而改变振荡频率，扬声器就可与发出不同的声音，如果R的阻值取得好，扬声器就可以发出类似电子琴的声音了。
四功能模块
1开关输入端
逻辑功能：八个开关与经计算出来的固定电阻串联后再其并联，给555震荡器产生不同的信号，从而产生不同的频率
2 555振荡器。