電子節(jié)拍器數(shù)電課程設(shè)計(jì)(共9頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上長 沙 學(xué) 院數(shù)電課程設(shè)計(jì)說明書題目電子節(jié)拍器系(部)電子與通信工程系專業(yè)(班級)姓名學(xué)號指導(dǎo)教師起止日期數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(15)系（部） 專業(yè)： 指導(dǎo)教師： 課題名稱電子節(jié)拍器設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求基本要求設(shè)計(jì)一個(gè)電子節(jié)拍器，要求本節(jié)拍器具有聲光顯示功能；設(shè)有 2/4，3/4，4/4 三檔節(jié)拍轉(zhuǎn)換開關(guān)，音響有強(qiáng)弱之分。節(jié)拍速度連續(xù)可調(diào)。主要參考元器件555：CD4017，8050，LM386設(shè)計(jì)工作量1、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)；2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真；3、在Multisim或同類型電路設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行仿真并進(jìn)行演示；4、提交一份完整的課程設(shè)計(jì)說明書，包括設(shè)計(jì)原理、仿真分析、調(diào)試過

2、程，參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)總結(jié)等。進(jìn)度安排起止日期（或時(shí)間量）設(shè)計(jì)內(nèi)容（或預(yù)期目標(biāo)）備注第一天課題介紹，答疑，收集材料第二天設(shè)計(jì)方案論證第三天進(jìn)行具體設(shè)計(jì)第四天進(jìn)行具體設(shè)計(jì)第五天編寫設(shè)計(jì)說明書教研室意見年 月 日系（部）主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日長沙學(xué)院課程設(shè)計(jì)鑒定表姓名學(xué)號專業(yè)班級設(shè)計(jì)題目電子節(jié)拍器指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師意見：評定等級： 教師簽名： 日期： 答辯小組意見：評定等級：答辯小組長簽名：日期：教研室意見：教研室主任簽名： 日期： 系（部）意見：系主任簽名：日期：說明課程設(shè)計(jì)成績分“優(yōu)秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四類；目 錄一、電子節(jié)拍器簡介電子節(jié)拍器，英文名：digital metronom

3、e。一種能在各種速度中發(fā)出一種穩(wěn)定的節(jié)拍的電動(dòng)或電子裝置，作為一種節(jié)奏性樂器使用.1696年巴黎人E.盧列創(chuàng)制第一架節(jié)拍器后，這種裝置的種類很多，最普遍使用的是1816年由奧地利人J.N.梅爾策爾發(fā)明的節(jié)拍器。梅爾策爾的節(jié)拍器外形呈金字塔形，內(nèi)部為時(shí)鐘結(jié)構(gòu)，有齒輪及發(fā)條，帶動(dòng)一擺桿，擺桿每次擺動(dòng)結(jié)束時(shí)發(fā)出尖銳的“滴噠”聲，這些滴噠聲的速度可根據(jù)刻在擺桿上的游尺刻度上下移動(dòng)擺錘，進(jìn)行調(diào)整，其速度每分鐘40210拍。約在1945年瑞士鐘表業(yè)生產(chǎn)有袖珍節(jié)拍器，形如掛表。電子節(jié)拍器是一種新穎的節(jié)拍器，它具有應(yīng)用范圍廣、節(jié)拍可調(diào)，聲音悅耳、成本低、容易自制、調(diào)試簡單等優(yōu)點(diǎn)。構(gòu)成電子節(jié)拍器的電子線路很多。

4、現(xiàn)代半導(dǎo)體和集成電路的節(jié)拍器小巧靈便 ，具有多種功能?，F(xiàn)在音樂的發(fā)展以及音樂對人們生活的重要影響，使得樂器發(fā)展變得更加迅猛。人們希望樂器的發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)智能化及人性化，而節(jié)拍器則是樂器當(dāng)中必不可少的元器件。G.利蓋蒂在交響詩中用過100個(gè)節(jié)拍器以不同速度鳴響。二、電子節(jié)拍器的組成本設(shè)計(jì)電路主要由四部分組成，分別是：脈沖產(chǎn)生電路、節(jié)拍信號產(chǎn)生電路、燈光顯示電路和發(fā)聲電路。節(jié)拍信號產(chǎn)生電路：以脈沖信號作為輸入信號產(chǎn)生節(jié)拍信號。 燈光顯示電路：燈光使用節(jié)拍信號控制。發(fā)聲電路：利用功率較大的放大電路來驅(qū)動(dòng)發(fā)生器，繼而通過蜂鳴器產(chǎn)生聲音。首先由振蕩電路產(chǎn)生一系列的脈沖信號，傳至脈沖信號接收電路，

5、通過接收脈沖信號電路對這一脈沖進(jìn)行一系列的轉(zhuǎn)換，使其能夠產(chǎn)生不同的節(jié)拍，再將這些轉(zhuǎn)換的脈沖信號傳至蜂鳴器，使其能夠發(fā)出不同的節(jié)拍來，同時(shí)連接四個(gè)發(fā)光二極管，以達(dá)到有燈光隨節(jié)拍閃亮的效果。 三、電子節(jié)拍器的工作原理脈沖產(chǎn)生電路，用來產(chǎn)生矩形脈沖信號作為節(jié)拍信號產(chǎn)生電路的控制信號；節(jié)拍信號產(chǎn)生電路，以脈沖信號作為輸入信號產(chǎn)生節(jié)拍信號；顯示電路,燈光使用節(jié)拍信號控制；發(fā)聲電路，利用功率較大的放大電路來驅(qū)動(dòng)發(fā)生器。     以555芯片和CD4017芯片組成振蕩電路,驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光和蜂鳴器發(fā)出聲音，達(dá)到聲音和發(fā)光同步。CD4017組成的節(jié)拍選擇控制

6、電路。當(dāng)開關(guān)與不同的管腳接通時(shí)。就會(huì)有不同的節(jié)拍。該節(jié)拍器的設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，有3個(gè)模塊即節(jié)拍脈沖模塊、節(jié)拍選擇控制模塊、以及聲光同步顯示模塊組成。此電路是以555及CD4017構(gòu)成振蕩器產(chǎn)生節(jié)拍脈沖，并將脈沖輸入到CD4017構(gòu)成的節(jié)拍選擇控制開關(guān)，此電路是以555構(gòu)成自激振蕩器產(chǎn)生脈沖，并將脈沖輸入到蜂鳴器產(chǎn)生節(jié)拍的聲音,及驅(qū)動(dòng)發(fā)光二級管,達(dá)到聲光同步顯示效果。四、設(shè)計(jì)電路及分析1、設(shè)計(jì)電路圖設(shè)計(jì)電路圖 12、脈沖產(chǎn)生電路    電路通過555自激震蕩產(chǎn)生方波輸出，其頻率范圍為570-2800Hz,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可使節(jié)拍在每分鐘34至170次范圍內(nèi)

7、變化。  3、節(jié)拍信號產(chǎn)生電路     節(jié)拍產(chǎn)生器由555、CD4017等組成。其中脈沖分配器CD4Ol7，其十個(gè)輸出端QO-Q9，只有一個(gè)輸出高電平，復(fù)位狀態(tài)下QO輸出高電平，在CP0端輸入第一個(gè)脈沖后Ql輸出高電平，輸入第二個(gè)脈沖后Q2輸出高電平，以此類推，輸入十個(gè)脈沖后電路恢復(fù)初始狀態(tài)。如果把某個(gè)輸出端接到復(fù)位端MR，當(dāng)該輸出端為高電平時(shí)電路提前進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)，利用這一特點(diǎn)通過開關(guān)接在不同的輸出端上形成不同的節(jié)拍輸出。4、聲光顯示電路     當(dāng)Q0、Q2、Q4、Q6其中

8、一路輸出高電平時(shí)，通過與其相連接的發(fā)光二極管再過R3連接到地從而同步發(fā)光，另外二極管與四個(gè)電阻相連，由于R7的阻值小于R4、R5、R6的阻值,故當(dāng)Q0輸出高電平時(shí)，聲音控制信號輸出的電流大一些，發(fā)出強(qiáng)音，區(qū)別于其他弱音信號。聲音控制信號輸出后通過三級管放大，再輸出到蜂鳴器進(jìn)行發(fā)聲，這樣所聽到的聲音就大。 5、仿真示波器圖設(shè)計(jì)電路仿真圖 2 2/4節(jié)拍仿真圖 3 3/4節(jié)拍仿真圖 4 4/4節(jié)拍仿真圖 56、分析將導(dǎo)線開關(guān)連在2/4拍，接通電源開關(guān)，蜂鳴器發(fā)出“強(qiáng) 弱 強(qiáng) 弱”的節(jié)奏聲，發(fā)光二極管D3和D4也隨著節(jié)拍聲交替發(fā)光,發(fā)出強(qiáng)音時(shí)D4亮，發(fā)出弱音時(shí)

9、D3亮。 分析：“強(qiáng) 弱 強(qiáng) 弱”的節(jié)奏聲正是2/4拍的節(jié)奏，說明電子節(jié)拍器能夠正常發(fā)聲和發(fā)光。將導(dǎo)線開關(guān)連在3/4拍，蜂鳴器發(fā)出“強(qiáng) 弱 弱 強(qiáng) 弱 弱”的節(jié)奏聲，發(fā)光二極管D2、D3和D4也隨著節(jié)拍聲交替發(fā)光，發(fā)出強(qiáng)音時(shí)D4亮，發(fā)出第一聲弱音時(shí)D3亮，發(fā)出第二聲弱音時(shí)D2亮。 分析：“強(qiáng) 弱 弱 強(qiáng) 弱 弱”的節(jié)奏聲正是3/4拍的節(jié)奏，說明電子節(jié)拍器能夠正常發(fā)聲和發(fā)光。將導(dǎo)線開關(guān)連在4/4拍，蜂鳴器發(fā)出“強(qiáng) 弱 弱

10、0;弱 強(qiáng) 弱 弱 弱”的節(jié)奏聲，發(fā)光二極管D1、D2、D3和D4也隨著節(jié)拍聲交替發(fā)光，發(fā)出強(qiáng)音時(shí)D1亮，發(fā)出第一聲弱音時(shí)D2亮，發(fā)出第二聲弱音時(shí)D3亮, 發(fā)出第三聲弱音時(shí)D4亮。 分析：“強(qiáng) 弱 弱 弱 強(qiáng) 弱 弱 弱”的節(jié)奏聲正是4/4拍的節(jié)奏，說明電子節(jié)拍器能夠正常發(fā)聲和發(fā)光。五、課程設(shè)計(jì)的心得體會(huì)于2014-6-16我得到了我的課程設(shè)計(jì)的題目電子節(jié)拍器。看到題目的一瞬間聯(lián)想到的東西自然是有節(jié)奏的東西，比如音樂樂器。這此課程設(shè)計(jì)，是一次將數(shù)字電子技術(shù)與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)踐。其中包括電路的設(shè)計(jì)，資料的查找，分析問題解決問題的能力。如果不能以一種認(rèn)真的態(tài)度去面對這次實(shí)踐，而只是簡簡單單的在書本之中尋找到一個(gè)電路，并將其簡單的連接起來，那就失去了本次電子課程設(shè)計(jì)的意義。在這次的課程設(shè)計(jì)中，遇到的很多的困難，比如：電阻阻值的大小，不能太大也不能太小，否則容易引起電路的脈沖不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致電路不能運(yùn)行;在放入電容時(shí)，要考慮電容與滑動(dòng)變阻器阻值的百分比的大小，過小的話，脈沖速率過慢，指示燈的反應(yīng)沒有想要的效果，過大的話，電路運(yùn)行一會(huì)就回停止，不能運(yùn)行。所以只能一點(diǎn)點(diǎn)的調(diào)節(jié)，不能操之過急，這次考慮的主要就是細(xì)心與耐心。六、參考文獻(xiàn)