简易电子琴电路的设计仿真与实现课程设计

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: 简易电子琴电路的设计仿真与实现 初始条件： 可选元件：集成运算放大器LM324、电阻、电位器、电容若干，直流电源，或自备元器件。 可用仪器：示波器，万用表，直流稳压源，函数发生器 要求完成的主要任务: (1)设计任务 根据要求，完成对简易电子琴电路的仿真设计、装配与调试，鼓励自制稳压电源。 (2)设计要求 ①设计一简易电子琴电路，按下不同琴键即改变 RC值，能发出C调的八个基本音阶， 采用运算放大器构成振荡电路，用集成功放电路输出。 已知八个基本音阶在C调时所对应的频率如下表所列 C调 1 2 3 4 5 6 7 i f 0 /H Z 264 297 330 352 396 440 495 528 ② 选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。 ③ 利用Proteus或Multisim仿真设计电路原理图，确定电路元件参数、掌握电路工作原理并仿真实现系统功能。 ④ 安装调试并按规范要求格式完成课程设计报告书。 ⑤ 选做：利用仿真软件的PCB设计功能进行PCB设计。 时间安排： 1、 前半周，完成仿真设计调试；并制作实物。 2、 后半周，硬件调试，撰写、提交课程设计报告，进行验收和答辩。 指导教师签名： 年 月 日 系主任(或责任教师)签名： 年 月 日 目录 1.模电课设概述……………………………………………………………………(1) 1.1设计背景……………………………………………………………………(1) 1.2设计目的及意义……………………………………………………………(1) 1.3开发环境proteus简介……………………………………………………(1) 2.电路原理…………………………………………………………………………(3) 2.1 RC桥式振荡电路及频率选择………………………………………………(3) 2.2振荡条件……………………………………………………………………(4) 3.总体方案设计……………………………………………………………………(5) 3.1实验电路设计思路…………………………………………………………(5) 3.2设计电路图…………………………………………………………………(6) 3.3实验参数选择………………………………………………………………(6) 4.仿真曲线及结果分析……………………………………………………………(7) 4.1仿真操作过程及曲线………………………………………………………(7) 4.2仿真结果分析…………………………………………………………… (14) 5.实物制作及仿真、实物的差异……………………………………………… (15) 5.1实物制作过程和调试过程……………………………………………… (15) 5.2 仿真、实物的差异………………………………………………………(16) 6.心得体会………………………………………………………………………(17) 7.元件清单………………………………………………………………………(18) 8.参考文献………………………………………………………………………(19) 1模电课设概述 1.1 设计背景 电子琴是一种键盘乐器，采用半导体集成电路，对乐音信号进行放大，通过扬声器产生音响。 简易电子琴的设计方法：它采用模拟电路中的RC正弦振荡原理。设计出的电子琴音阶频率满足国际标准，La调频率满足国际标准音C调频率440 Hz。给出电路参数的选取方法和一组参考值。结果证明，用模拟电路方法制作电子琴结构简单，而且成本低廉。对于固定的简单功能的实现，模拟电路具有结构简单，实现方便，成本低廉的优点。在这方面，模拟电路得到广泛的应用。模拟电路中的RC正弦波振荡电路具有一定的选频特性，乐声中的各音阶频率也是以固定的声音频率为机理的。本文介绍基于RC正弦波振荡电路的简易电子琴设计方案。 1.2 设计目的及意义 1、培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 2、锻炼学生自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。 3、通过课程设计，使学生在理论计算、结构设计、工程绘图、查阅设计资料、标准与规范的运用和计算机应用方面的能力得到训练和提高。 4、巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能。 5、为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础基本要求。 1.3 开发环境proteus简介 Proteus软件是一款极好的单片机应用开发平台，它以其特有的虚拟仿真技术很好地解决了单片机及其外围电路的设计和协同仿真问题，可以在没有单片机实际硬件的条件下，利用PC以虚拟仿真方式实现单片机系统的软、硬件同步仿真调试，使单片机应用系统设计变得简单容易。Proteus软件涵盖了PIC、AVR、MCS8051、68HC11、ARM等微处理器模型，以及多种常用电子元器件，包括74系列、CMOS 4000系列集成电路、A/D和D/A转换器、键盘、LCD显示器、LED显示器，还提供示波器、逻辑分析仪、通信终端、电压/电流表、I2C/SPI终端等各种虚拟仪表，这些都可以直接用于仿真设计，极大地提高了设计效率和设计水平。 Proteus由ISIS和ARES两个软件构成，其中ISIS是一款便捷的电子系统仿真平台软件，ARES是一款高级的布线编辑器，它集成了高级原理布线图、混合模式SPICE电路仿真、PCB设计以及自动布线来实现一个完整的电子设计。 PROTEUS有两种截然不同的仿真方式：交互式仿真和基于图表的仿真。其中交互式仿真可实时观测电路的输出，因此可用于检验设计的电路是否能正常工作。 而基于图表的仿真能够在仿真过程中放大一些特别的部分，进行一些细节上的分析，因此基于图表的仿真可用于研究电路的工作状态和进行细节的测量。 Proteus提供了丰富的资源 (1)Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。(2)Proteus可提供的仿真仪表资源 ：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。(3)除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输