數(shù)電課程設(shè)計(jì)-音樂彩燈控制器

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目名稱： 班 級： 學(xué) 號： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 1. 引言音樂彩燈控制器是用音樂信號控制多組顏色的燈泡,利用其亮度變化來反映音樂信號，一種將聽信號轉(zhuǎn)化為視信號的裝置。該控制器具有渲染氣氛的作用,增強(qiáng)人們欣賞能力。2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：2.1任務(wù)： 1. 設(shè)計(jì)一種組合式彩燈控制電路，該電路由不同控制方法的彩燈所組成，采用不同顏色的發(fā)光二極管作課題。 2.第一路為音樂節(jié)奏控制彩燈，按音樂節(jié)拍變換彩燈花樣。 3.第二按音律的強(qiáng)弱（信號幅度大?。┛刂撇薀簟?qiáng)音時，燈的亮度加大，且被點(diǎn)亮的數(shù)目增多。 4.第三路按音調(diào)高低（信號頻率高低）控制彩燈。低音時，某一部分燈點(diǎn)亮；高音

2、時，另一部分點(diǎn)亮。2.2要求： 1、綜合運(yùn)用電子技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識完成課程設(shè)計(jì)。 2、通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料，提高獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。 3、熟悉常用電子器件的類型和特征，并掌握合理選用的原則。 4、學(xué)會電子電路的安裝與調(diào)試技能。 5、進(jìn)一步熟悉電子儀器的正確使用。3 設(shè)計(jì)思路：根據(jù)課題要求，可將控制器分為三部分來實(shí)現(xiàn)：（1）由于音樂的節(jié)奏是具有一定時間間隔的節(jié)拍脈沖信號。因此，可采用計(jì)數(shù)、譯碼驅(qū)動電路構(gòu)成節(jié)拍脈沖信號發(fā)生器，使相應(yīng)的彩燈按節(jié)奏點(diǎn)亮和熄滅。（2）將聲音信號變成電信號，經(jīng)過放大、整流濾波，來點(diǎn)亮彩燈，以實(shí)現(xiàn)聲音信號強(qiáng)弱的控制。（3）采用高、低通有源濾波電路來實(shí)現(xiàn)高、

3、低音對彩燈的控制。4 設(shè)計(jì)原理： 如圖2.1所示，控制器包括聲、電轉(zhuǎn)換和放大電路、時鐘脈沖發(fā)生器、記數(shù)電路和控制電路等。它控制四路彩燈伴隨樂曲而閃爍發(fā)光。拾音話筒控制MIC將樂曲聲響轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)VT1VT4加至四路模擬開關(guān)IC3（CD4066）。555和RP1、R1、R2、D1、C1等組成無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器t(通)=0.693（RP1+R1）C1t（放）=0.693R2C1T=0.693（RP1+R1+R2）C1圖示參數(shù)的振蕩周期T在0.55秒范圍內(nèi)變化。555的3腳輸出加至IC2作為CP脈沖.IC2采用CMOS型十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/脈沖分配器CD4017，在時鐘CP作用下，Q0（3腳），Q1（2

4、腳），Q2（4腳），Q3（7腳），Q4（10腳）相繼出現(xiàn)高電平脈沖，而Q4加至復(fù)位端R（15腳），使電路成為一個環(huán)形計(jì)數(shù)電路。Q0Q3的初期依次將CD4066四模擬開關(guān)選通，使樂曲信號依次加至VT5，VT6，VT7，VT8，并依次導(dǎo)通，SCR1SCR4依次觸發(fā)導(dǎo)通，彩燈插座依次有電，彩燈順序點(diǎn)亮，隨著悠揚(yáng)的音樂，彩燈閃爍生輝。 圖2.1 音樂彩燈控制電路4.1組成框圖如下:同步脈沖發(fā)生器階梯波發(fā)生器低頻段帶通濾波器放大器整流器電壓比較器10mV音樂信號鑒別器 &晶閘管電路15 原器件的設(shè)計(jì)原理:5.1 雙向晶閘管控制 圖3.1示電路利用雙向晶閘管控制加熱器負(fù)載RL（電阻絲）。觸發(fā)電路采

5、用結(jié)晶體管弛張振蕩器。其電源由交流電源經(jīng)整流橋整流，電阻R1和穩(wěn)壓管VZ削波成梯形直流電后供給。單結(jié)晶體管輸出經(jīng)脈沖變壓器耦合至雙向晶閘管門極電路。如果要控制直流電動機(jī)M的轉(zhuǎn)速，可以按圖中虛線將雙向晶閘管與電動機(jī)串聯(lián)。并聯(lián)阻容器件主要是為了吸收雙向晶閘管上因電感負(fù)載放電有可能產(chǎn)生的過電壓。圖3.1 雙向晶閘管控制器5.2 晶閘管控制閃光燈電路圖3.2示為兩個利用晶閘管控制閃光燈電路，前者利用氖管FV1的轉(zhuǎn)折導(dǎo)通電壓觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，后者利用單結(jié)晶體管UJT1觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通。前者有交流供電，后者則有直流供電。為使燈閃爍，電路中接入換相電容。 圖3.2 晶閘管控制閃光燈電路 圖3.3 振蕩器5.3

6、振蕩器如圖3.3所示,該電路由一塊雙時基電路556組成兩個同步的多諧振蕩器,可輸出同步的兩個時鐘脈沖信號,其間隔和振蕩頻率可通過調(diào)節(jié)時間常數(shù)來改變,靈活,方便.當(dāng)選擇C1=C2=C時,其振蕩頻率為: F=0.91/(R1+R2)C占空比D取決于R1和R2的值,可達(dá)5%95% D=R2/(R1+R2)圖3.4 音樂鑒別器6 實(shí)驗(yàn)儀器:1. 555振蕩器一臺;2. 雙向晶閘管一個;3電阻和電容若干.附錄：常用阻容元件性能與規(guī)格一、電阻器電阻器是電子產(chǎn)品中用得最多的電阻元件，約占元件總數(shù)的35，而在某些產(chǎn)品中可達(dá)元件總數(shù)的50以上。常用的電阻器有碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、實(shí)芯電阻器

7、和線繞電阻器等。（一）標(biāo)稱阻值電阻器的標(biāo)稱阻值是指電阻器表面所標(biāo)的阻值。電阻器上所標(biāo)的標(biāo)稱阻值是按國家規(guī)定的阻值系列標(biāo)注的，如表附11所示。因此選用電阻器時必須按國家對電阻器的標(biāo)稱阻值范圍去選用。表附11 普通電阻器的標(biāo)稱阻值系列E24允許誤差±5%E12允許誤差±10%E6允許誤差±20%E24允許誤差±5%E12允許誤差±10%E6允許誤差±20%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.01.01.21.51.82.22.71.01.52.23.33.63.94.34.75.15.66.26.87.5

8、8.29.13.33.94.75.66.88.23.34.76.8（二）標(biāo)稱阻值的表示方法標(biāo)稱阻值的表示方法有直標(biāo)法、文字符號法、色標(biāo)法。1、直標(biāo)法 就是在電阻器的表面直接用數(shù)字和單位符號標(biāo)出產(chǎn)品的標(biāo)稱阻值，其允許誤差直接用百分?jǐn)?shù)表示。直標(biāo)法中用、k、M這些文字表示電阻阻值的單位。2、文字符號法 將文字、數(shù)字符號有規(guī)律地組合起來表示電阻器的阻值與誤差。電阻器標(biāo)稱阻值的標(biāo)志符號規(guī)定如下：歐姆（100歐姆）用表示。千歐（103歐姆）用k表示。兆歐（106歐姆）用M表示。千兆歐（109歐姆）用G表示。兆兆歐（1012歐姆）用T表示。例如，0.33可標(biāo)志為33，5.1可標(biāo)志為51；4.7k標(biāo)志為4k7

9、；2200M標(biāo)志為2G2等。二、電容器及其電容量的標(biāo)志方法（一）電容器的主要參數(shù)1、標(biāo)稱容量和誤差標(biāo)在電容器外殼上的電容量數(shù)值稱標(biāo)稱值，電容器的容量是指電容器加上電壓后它能儲存電荷的能力。儲存電荷越多，電容量越大否則容量越小。國家規(guī)定了一系列容量值作為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，如表附14。 表附 14 電容器的標(biāo)稱容量系列 標(biāo)稱值系列允許誤差標(biāo)稱容量系列E24 ±51.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.02.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.34.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1E12±101.0 1.2 1.5 1.8

10、 2.2 2.73.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2E6 ±20 1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.82、額定電壓（耐壓）電容器的耐壓是表示電容器接入電路后，能長期連續(xù)可靠地工作，不被擊穿時所能承受的最大直流電壓。3、絕緣電阻絕緣電阻是指電容器兩級之間電阻，或叫漏電阻。絕緣電阻大小決定電容器好壞，使用電容器應(yīng)選絕緣電阻大的。絕緣電阻大小決定電容器介質(zhì)性能好壞。（二）電容器容量標(biāo)志方法1、標(biāo)有單位的直接表示法這種表示法是目前常見的標(biāo)志方法，具體內(nèi)容是：用24位數(shù)字和一個字母表示標(biāo)稱容量，其中數(shù)字表示有效數(shù)值，字母表示數(shù)值的量級。字母為m、µ、n、p。字母m

11、表示毫法（103F），µ表示微法（106F），n表示納法（109F），p表示皮法（1012F），字母有時也表示小數(shù)點(diǎn)，如33m表示33000µF；47n表示0.047µF；3µ3表示3.3µF；5n9表示5900pF；2p2表示2.2pF。7 收獲體會：   總的來說這次課程設(shè)計(jì)是比較難的，因?yàn)槲覀冃U多還是不熟悉的。但是借助網(wǎng)絡(luò)和書籍還是在我們的范圍之內(nèi)的。 做課程設(shè)計(jì)是為了讓我們對平時學(xué)習(xí)的理論知識與實(shí)際操作相結(jié)合，在理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步鞏固已學(xué)基本理論及應(yīng)用知識并加以綜合提高，學(xué)會將知識應(yīng)用于實(shí)際的方法，提高分析和解決問題的能力。在做課程設(shè)計(jì)的過程中，我深深感覺到自身所學(xué)知識的有限。有些題目書本上沒有提及，所以我就沒有去研究過，做的時候突然間覺得自己真的有點(diǎn)無知，雖所現(xiàn)在去看依然可以解決問題，但還是浪費(fèi)了許多，這一點(diǎn)是我必須在以后的學(xué)習(xí)中加以改進(jìn)的地方，同時也要督促自己在學(xué)習(xí)的過程中不斷的完善自我。另外一點(diǎn),也是在每次課程設(shè)計(jì)中必不可少的部分，就是同學(xué)之間的互相幫助。所謂“當(dāng)局者迷,旁觀者清”，有些問題感覺自己寫的是時候明明沒什么錯誤，偏偏運(yùn)行的時候就是有錯誤，讓其同學(xué)幫忙看了一下，發(fā)現(xiàn)其實(shí)是個很小的錯誤。所以說，相互幫助是很重要的一點(diǎn)；另外，通過這次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了不少的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。不僅對課堂所學(xué)