《数电课程设计-音乐彩灯控制器》.doc

电子技术课程设计 题目名称： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 日 期： 2.1任务： 1. 设计一种组合式彩灯控制电路，该电路由不同控制方法的彩灯所组成，采用不同颜色的发光二极管作课题。2.第一路为音乐节奏控制彩灯，按音乐节拍变换彩灯花样。3.第二按音律的强弱（信号幅度大小）控制彩灯。强音时，灯的亮度加大，且被点亮的数目增多。4.第三路按音调高低（信号频率高低）控制彩灯。低音时，某一部分灯点亮；高音时，另一部分点亮。 1、综合运用电子技术课程中所学的理论知识完成课程设计。2、通过查阅手册和文献资料，提高独立分析和解决实际问题的能力。3、熟悉常用电子器件的类型和特征，并掌握合理选用的原则。4、学会电子电路的安装与调试技能。5、进一步熟悉电子仪器的正确使用。根据课题要求，可将控制器分为三部分来实现（1）由于音乐的节奏是具有一定时间间隔的节拍脉冲信号。因此，可采用数、译码驱动电路构成节拍脉冲信号发生器，使相应的彩灯按节奏点亮和熄灭。（2）将声音信号变成电信号，经过放大、整流滤波，来点亮彩灯，以实现声音信号强弱的控制。（3）采用高、低通有源滤波电路来实现高、低音对彩灯的控制。  如图所示，控制器包括声、电转换和放大电路、时钟脉冲发生器、记数电路和控制电路等。它控制四路彩灯伴随乐曲而闪烁发光。拾音话筒控制MIC将乐曲声响转变为电信号，经VT1~VT4加至四路模拟开关IC3（CD4066）。555和RP1、R1、R2、D1、C1等组成无稳态多谐振荡器t(通)=0.693（RP1+R1）C1t（放）=0.693R2C1T=0.693（RP1+R1+R2）C1图示参数的振荡周期T在0.5~5秒范围内变化。555的3脚输出加至IC2作为CP脉冲.IC2采用CMOS型十进制计数器/脉冲分配器CD4017，在时钟CP作用下，Q0（3脚），1（2脚），Q2（4脚），Q3（7脚），Q4（10脚）相继出现高电平脉冲，而Q4加至复位端R（15脚），使电路成为一个环形计数电路。Q0~Q3的初期依次将CD4066四模拟开关选通，使乐曲信号依次加至VT5，VT6，VT7，VT8，并依次导通，SCR1~SCR4依次触发导通，彩灯插座依次有电，彩灯顺序点亮，随着悠扬的音乐，彩灯闪烁生辉。5 原器件的设计原理: 5.1 双向晶闸管控制 图3.1示电路利用双向晶闸管控制加热器负载RL（电阻丝）。触发电路采用结晶体管弛张振荡器。其电源由交流电源经整流桥整流，电阻R1和稳压管VZ削波成梯形直流电后供给。单结晶体管输出经脉冲变压器耦合至双向晶闸管门极电路。如果要控制直流电动机M的转速，可以按图中虚线将双向晶闸管与电动机串联。并联阻容器件主要是为了吸收双向晶闸管上因电感负载放电有可能产生的过电压。 图3.1 双向晶闸管控制器 5.2 晶闸管控制闪光灯电路 图3.2示为两个利用晶闸管控制闪光灯电路，前者利用氖管FV1的转折导通电压触发晶闸管导通，后者利用单结晶体管UJT1触发晶闸管导通。前者有交流供电，后者则有直流供电。为使灯闪烁，电路中接入换相电容。 图3.2 晶闸管控制闪光灯电路 图3.3 振荡器 5.3 振荡器 如图3.3所示,该电路由一块双时基电路556组成两个同步的多谐振荡器,可输出同步的两个时钟脉冲信号,其间隔和振荡频率可通过调节时间常数来改变,灵活,方便. 当选择C1=C2=C时,其振荡频率为: F=0.91/(R1+R2)C 占空比D取决于R1和R2的值,可达5%~95% D=R2/(R1+R2) 图3.4 音乐鉴别器 6 实验仪器: 1. 555振荡器一台; 2. 双向晶闸管一个; 3电阻和电容若干. 附录：常用阻容元件性能与规格 一、电阻器 电阻器是电子产品中用得最多的电阻元件，约占元件总数的35％，而在某些产品中可达元件总数的50％以上。常用的电阻器有碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、实芯电阻器和线绕电阻器等。 （一）标称阻值 电阻器的标称阻值是指电阻器表面所标的阻值。电阻器上所标的标称阻值是按国家规定的阻值系列标注的，如表附1－1所示。因此选用电阻器时必须按国 家对电阻器的标称阻值范围去选用。 表附1－1 普通电阻器的标称阻值系列 E24 允许误差 ±5% E12 允许误差 ±10% E6 允许误差 ±20% E24 允许误差 ±5% E12 允许误差 ±10% E6 允许