北京交通大学简易电子琴课程设计报
告
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：
、
三、预备知识：
1.555定时器的相关知识
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，就能够构成单稳态触发器、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。

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所示：
由555定时器构成的多谐振荡器如图1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经过电阻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
【逻辑功能】
RST TH TR OUT
0 X X 0
1 >2/3VCC >1/3VCC 0
2、简易电子琴各音阶对应频率：
8个音阶的振荡频率分别由1、2、3、4、5、6、7、8号数字键控制，其频率分别是：1 - 261.6HZ ； 2 - 293.6HZ；3 - 329.6HZ；
4 - 349.2HZ；
5 - 392HZ；
6 - 440HZ；
7 - 493.8HZ ；8-523HZ。

能够经过改变R的阻值来调节出各个频率，从而产生相对应的音阶。

四、设计：
1.各个模块及其功能：
（1）按键模块：
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，在电路板上安装八个按键开关，分别接入对应的电路中来控制输出频率。

采用一个单刀单掷开关，从左到右依次闭合开关，能够获得所需的频率。

（2）音调发声模块：
整个电路设计的关键，由一个555芯片和几个电容以及电阻组成多谐振荡器，经过可调电阻输出设计所需对应的频率。

（3）音响模块：
在输出端接一喇叭组成音响，将输出的电信号转化成音频信号。