數(shù)電課程設(shè)計(jì)-音樂(lè)彩燈控制器.doc

電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目名稱(chēng)： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 日 期： 1. 引言音樂(lè)彩燈控制器是用音樂(lè)信號(hào)控制多組顏色的燈泡,利用其亮度變化來(lái)反映音樂(lè)信號(hào)，一種將聽(tīng)信號(hào)轉(zhuǎn)化為視信號(hào)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(lè)節(jié)奏控制彩燈，按音樂(lè)節(jié)拍變換彩燈花樣。 3.第二按音律的強(qiáng)弱（信號(hào)幅度大?。┛刂撇薀?。強(qiáng)音時(shí)，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(hào)頻率高低）控制彩燈。低音時(shí)，某一部分燈點(diǎn)亮；高音時(shí)，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(shí)完成課程設(shè)計(jì)。 2、通過(guò)查閱手冊(cè)和文獻(xiàn)資料，提高獨(dú)立分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 3、熟悉常用電子器件的類(lèi)型和特征，并掌握合理選用的原則。 4、學(xué)會(huì)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(lái)實(shí)現(xiàn)：（1）由于音樂(lè)的節(jié)奏是具有一定時(shí)間間隔的節(jié)拍脈沖信號(hào)。因此，可采用計(jì)數(shù)、譯碼驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成節(jié)拍脈沖信號(hào)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(hào)變成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大、整流濾波，來(lái)點(diǎn)亮彩燈，以實(shí)現(xiàn)聲音信號(hào)強(qiáng)弱的控制。（3）采用高、低通有源濾波電路來(lái)實(shí)現(xiàn)高、低音對(duì)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(shí)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(lè)曲而閃爍發(fā)光。拾音話筒控制MIC將樂(lè)曲聲響轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)VT1VT4加至四路模擬開(kāi)關(guān)IC3（CD4066）。555和RP1、R1、R2、D1、C1等組成無(wú)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(shí)鐘CP作用下，Q0（3腳），Q1（2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(gè)環(huán)形計(jì)數(shù)電路。Q0Q3的初期依次將CD4066四模擬開(kāi)關(guān)選通，使樂(lè)曲信號(hào)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(lè)，彩燈閃爍生輝。 圖2.1 音樂(lè)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(lè)信號(hào)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(mén)極電路。如果要控制直流電動(dòng)機(jī)M的轉(zhuǎn)速，可以按圖中虛線將雙向晶閘管與電動(dòng)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(guò)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(gè)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 振蕩器如圖3.3所示,該電路由一塊雙時(shí)基電路556組成兩個(gè)同步的多諧振蕩器,可輸出同步的兩個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào),其間隔和振蕩頻率可通過(guò)調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)來(lái)改變,靈活,方便.當(dāng)選擇C1=C2=C時(shí),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(lè)鑒別器6 實(shí)驗(yàn)儀器:1. 555振蕩器一臺(tái);2. 雙向晶閘管一個(gè);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)芯電阻器和線繞電阻器等。（一）標(biāo)稱(chēng)阻值電阻器的標(biāo)稱(chēng)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(chēng)阻值是按國(guó)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(shí)必須按國(guó)家對(duì)電阻器的標(biāo)稱(chēng)阻值范圍去選用。表附11 普通電阻器的標(biāo)稱(chēng)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%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.01.01.21.51.82.22.71.01.52.23.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.13.33.94.75.66.88.23.34.76.8（二）標(biāo)稱(chēng)阻值的表示方法標(biāo)稱(chēng)阻值的表示方法有直標(biāo)法、文字符號(hào)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(hào)標(biāo)出產(chǎn)品的標(biāo)稱(chēng)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(hào)法 將文字、數(shù)字符號(hào)有規(guī)律地組合起來(lái)表示電阻器的阻值與誤差。電阻器標(biāo)稱(chēng)阻值的標(biāo)志符號(hào)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；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(chēng)容量和誤差標(biāo)在電容器外殼上的電容量數(shù)值稱(chēng)標(biāo)稱(chēng)值，電容器的容量是指電容器加上電壓后它能儲(chǔ)存電荷的能力。儲(chǔ)存電荷越多，電容量越大否則容量越小。國(guó)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(chēng)容量系列 標(biāo)稱(chēng)值系列允許誤差標(biāo)稱(chēng)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 9.1E12101.0 1.2 1.5 1.8 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(zhǎng)期連續(xù)可靠地工作，不被擊穿時(shí)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(jí)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(jiàn)的標(biāo)志方法，具體內(nèi)容是：用24位數(shù)字和一個(gè)字母表示標(biāo)稱(chēng)容量，其中數(shù)字表示有效數(shù)值，字母表示數(shù)值的量級(jí)。字母為m、n、p。字母m表示毫法（103F），表示微法（106F），n表示納法（109F），p表示皮法（1012F），字母有時(shí)也表示小數(shù)點(diǎn)，如33m表示33000F；47n表示0.047F；33表示3.3F；5n9表示5900pF；2p2表示2.2pF。7 收獲體會(huì)： 總的來(lái)說(shuō)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(shū)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(duì)平時(shí)學(xué)習(xí)的理論知識(shí)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(shí)并加以綜合提高，學(xué)會(huì)將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的方法，提高分析和解決問(wèn)題的能力。在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我深深感覺(jué)到自身所學(xué)知識(shí)的有限。有些題目書(shū)本上沒(méi)有提及，所以我就沒(méi)有去研究過(guò)，做的時(shí)候突然間覺(jué)得自己真的有點(diǎn)無(wú)知，雖所現(xiàn)在去看依然可以解決問(wèn)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(shí)也要督促自己在學(xué)習(xí)的過(guò)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(wèn)題感覺(jué)自己寫(xiě)的是時(shí)候明明沒(méi)什么錯(cuò)誤，偏偏運(yùn)行的時(shí)候就是有錯(cuò)誤，讓其同學(xué)幫忙看了一下，發(fā)現(xiàn)其實(shí)是個(gè)很小的錯(cuò)誤。所以說(shuō)，相互幫助是很重要的一點(diǎn)；另外，通過(guò)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(duì)課堂所學(xué)知識(shí)，比如