目 錄 II 電子工程學院 課程 設計 （ 設計 ） 課 題 音樂彩燈控制器設計 教 研 室 專 業(yè) 應用電子 班 級 08級電子 學生姓名 學 號 導師姓名 職稱 2011 年 月 日 目 錄 III 摘 要 聲控音樂彩燈是音樂聲響與彩燈燈光的相互組合 ,使音樂的旋律伴以亮度、顏色和圖案不斷變換的燈光 ,使人的視覺和聽覺結合在一起 ,獲得綜合的藝術享受。 設計了一個由音樂聲響控制彩燈燈光效果的控制電路 .該彩燈控制器有兩路 ,分別由不同顏色的 LED 組成 ；駐極體話筒拾取語音信號經過運放放大以及電容耦合 ,RC 濾波后去控制后續(xù)電路 .第一路通過一組電壓比較器對輸入的信號進行比較達到點亮不同數(shù)目的 LED 的目的 ；音量大 ,彩燈被點亮的數(shù)目增多 ,音量低 ,彩燈被點亮數(shù)目減少 ；第二路分別通過一個高通濾波器和低通濾波器達到按音調高低控制彩燈的目的 .低音時 ,某一部分亮 ；高音時 ,另一部分燈亮 . 一、課程設計目 的 1、 通過電子技術基礎（模電、數(shù)電）課程的學習，使學生在掌握基本 理論知識的基礎上，學會常見電子集成器件的使用。 2、 通過設計一個模數(shù)結合的小型電子電路系統(tǒng)，使學生了解電子電路設計的方法、步驟；學會元器件的選用；學會用軟件仿真驗證設計方案的正確性； 培養(yǎng)綜合運用知識和獨立開展實踐創(chuàng)新的能力 。 3、 通過搭建調試電路， 進一步熟悉相關儀器設備的使用 。 4、 通過繪制電路圖，熟悉 Protel的使用，擴充專業(yè)知識技能。 5、 規(guī)范化訓練學生撰寫技術研究報告，提高書面表達能力。 二、課程設計任務與要求 （ 1） 設計一個音樂聲響與彩燈燈光相互組合的彩燈控制電路。 （ 2） 有三路不同控制方法的彩燈，用不同顏色的 LED 表示。 （ 3） 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。 （ 4） 第二路按音樂大小控制彩燈，音量大時，彩燈亮度加大，反之亦然 （ 5） 第三路按因音調高低控制彩。 關鍵字： 555 時基電路、音樂大小、節(jié)奏、音調。 目 錄 IV 目 錄 第一章 緒 論 . 錯誤 !未定義書簽。 第二章 音樂大小控制彩燈 . 5 2.1 系統(tǒng)設計思路 . 5 2.2 音樂大小控制彩燈的工作原理 . 6 2.3 音樂大小控制彩燈的電路 設計 . 7 2.3.1 電源電路設計 . 7 2.3.3 放大電路設計 . 8 2.3.2 音樂大小控制彩燈的電路圖的設計實現(xiàn) . 9 第三章 音樂節(jié)奏控制彩燈 . 11 3.1 音樂節(jié)奏控制彩燈的工作原理 . . 11 3.2 音樂節(jié)奏控制彩燈的 電路 設計 . 11 3.2.1 音樂節(jié)奏控制彩燈的主要參數(shù)計算 . 11 3.2.2 音樂節(jié)奏控制彩燈總電路實現(xiàn) . 13 第四章 音調高低控制彩燈 . 14 4.1 音調高低控制彩燈的工作原理 . 14 4.2 音調高低控制彩燈的電路 設計 . 15 4.2.1 音調高低控制彩燈的主要參數(shù)計算 . 15 4.2.2 音調高低控制彩燈的電路圖 . 16 第五章 實物的制作和調試 . 17 總 結 . 20 參考文獻 . 22 附 錄 . 23 附 錄 5 第一章 系統(tǒng) 設計 隨著科學的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們不滿足于吃飽穿暖，而要有更高的精神享受。不論是思想，還是視覺，人們都在追求更高的美。特別使在視覺方面，人們不滿足于一種光，彩燈的誕生讓人們是視覺對美有了更深的認識。但現(xiàn)在市面上的音樂彩燈只是按照一定的方式閃爍，讓人們感覺到十分的粗糙無味，更沒有聲音那樣用震撼力，音樂彩燈的出現(xiàn)讓我們既有了聽覺上的享受，更有了精神上的享受。但現(xiàn)在市面上的音樂彩 燈只是按照音樂的一種方式閃爍，和音樂沒多大關系，根本不能稱為音樂彩燈。 本設計是一個音樂彩燈控制器 ，使其實用于 家庭、商場、櫥窗、舞廳、咖啡廳、公共廣場等場所的擺設、裝飾、廣告、環(huán)境凈化與美化 ，本電路的最大優(yōu)點是可以實現(xiàn)音樂以三種方式控制彩燈的閃亮。實現(xiàn)了音樂大小、節(jié)奏、音調的控制。 該彩燈控制器有兩路 ,分別由不同顏色的 LED 組成 ；通過音源端拾取語音信號經過運放放大以及電容耦合 ,RC 濾波后去控制后續(xù)電路 .第一路通過一組電壓比較器對輸入的信號進行比較達到點亮不同數(shù)目的 LED 的目的 ；音量大 ,彩燈被點亮的數(shù)目增多 ,音量低 ,彩燈被點亮數(shù)目減少 ；第二路分別通過一個高通濾波器和低通濾波器達到按音調高低控制彩燈的目的 .低音時 ,某一部分亮 ；高音時 ,另一部分燈亮 . 第 二 章 音樂大小控制彩燈 2.1 系統(tǒng)設計思路 音頻在電信號中表現(xiàn)為多個正弦波疊加而形成。音樂的大小就表現(xiàn)為是演唱者的聲音的強弱起伏，它在音頻信號中表現(xiàn)為正弦波的波峰和波谷，所以在他達到波峰時說明他的音量大。在波谷是音量就小，所就需要一個觸發(fā)電路使他在音量大的時候就彩燈發(fā)光，音量小的時候燈滅。綜合考慮：選擇了 NE555 夠成的單穩(wěn)態(tài)電路，由于單穩(wěn)態(tài)電路是低電平觸發(fā)所以還 需要一個反相放大器。 音樂的節(jié)奏往往是由樂隊的鼓點來體現(xiàn)，實質上是具有一定時間間隔的脈沖信號。根據(jù)設計要求，彩燈要隨著節(jié)奏閃亮，需要一個觸發(fā)電路來檢測脈沖信號并產生計數(shù)脈沖。根據(jù)要求選擇了 NE555 構成的無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，由于觸發(fā)器的觸發(fā)電壓比音頻信號的高就還需要一個放大電路，有觸發(fā)信號后就還需要計數(shù)器和譯碼器來使彩燈閃亮。 附 錄 6 音調主要由聲音 的 頻率 決定，同時也與聲音強度有關。對一定強 度的純音，音調隨頻率的升降而升降；對一定頻率的純音、低頻純音的音調隨聲強增加而下降，高頻純音的音調卻隨強度增加而上升 ，所以應用濾波器濾出高頻、低頻。以方便驅動彩燈發(fā)光。 圖 2-1 總體框圖 信號源經放大器放大后輸出分別送往：（ 1）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸出脈沖信號通過驅動電路來驅使彩燈發(fā)光；（ 2）多諧振蕩器脈沖輸出到計數(shù)器，計數(shù)脈沖通過計數(shù)和譯碼驅使彩燈發(fā)光；（ 3）送往高低通電路，取出所需要頻段信號后驅動彩燈發(fā)光 2.2 音樂大小控制彩燈的工作原理 音樂的大小，是原唱者的聲音的強弱起伏，它在音頻信號中表現(xiàn)為正弦 波的波峰，所以在他達到波峰時說明他的音樂大。在波谷是他就小，所以就需要設計一個觸發(fā)電路，由聲音的強弱控制，根據(jù)要求使用了 NE555 時基電路中的單穩(wěn)態(tài)電路，觸發(fā)后驅動 LED 發(fā)光。由于音頻電壓過小，所以還要設計一個放大電路。 圖 2-2 音樂大小 附 錄 7 2.3 音樂大小控制彩燈的電路實現(xiàn) . 2.3.1 電源電路設計 單穩(wěn)態(tài)電路的工作電壓在 3 18V 之間，選取 12V 電壓為電源電壓，所以設計時使用 220V 交流電壓經過變壓后得到 12V 的交流電壓，再經過橋式整流、整流濾波后由三端穩(wěn)壓 7812 穩(wěn)壓為 12V，供給各個電路元件使用 。 1電源電路結構 常見小功率直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路等四部分組成，如圖 2-3 所示： 圖 2-3 電源電路結構圖 穩(wěn)壓電路根據(jù)調整元件類型可分為電子管穩(wěn)壓電路、三極管穩(wěn)壓電路、可控硅穩(wěn)壓電路，集成穩(wěn)壓電路等。根據(jù)調整元件與負載連接方法，可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型。根據(jù)調整元件工作狀態(tài)不同，可分為線性和開關型穩(wěn)壓電路。本電路主要采用集成三端穩(wěn)壓電路。 圖 2-4 電源電路 2 電源電路參數(shù)計算 （ 1）橋式整流二極管參數(shù)計算 正向平均電流： mAmAODF III 1543082121 最大反向電壓： VVRRM UUU 107222( m a x ) 附 錄 8 （ 2）濾波電容參數(shù)： 31( 3 5 ) ( 3 5 ) 2 0 1 0221 2 7 . 3LTC R FF 1830100000183.0001.0 取 C2=1000 F 電容耐壓： VCM UU 1222 取 25CMU V,故電容參數(shù)為 C:1000 F/25V。 通過穩(wěn)壓管 7812后 穩(wěn)壓為 12V，提供給各個電路。 2.3.3 放大電路 由于 555 單穩(wěn)態(tài)電路是低電平觸發(fā)，所以設計時采用了反向放大，三極管起反向作用，放大電源由 1R 可得如圖 2-5 所示。 圖 2-5 放大電路 VT（ 9014） b-e極承受的極限電壓在 0.7V，最大電流為 0.1A，所以根據(jù)基爾霍夫定理得： beR UUU 1 , bebe URIU 1 可得： 1R =330K RP 為調諧電阻，由于單穩(wěn)態(tài)電路的觸發(fā)電壓在 Vdd/3 左右，所以調整 555的 2 腳電壓在 3Vdd 上下波動，這樣才能是單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)，由于電阻可變放大倍數(shù)不用計算， 9014 的放大倍數(shù)在 100 1000 之間足以 使電壓達到單穩(wěn)態(tài)所需的 3Vdd =4V。 附 錄 9 3單穩(wěn)態(tài)電路： 圖 2-6 單穩(wěn)態(tài)電路 由于電容的容量和耐壓不好選，所以就先選電容為1 0 .0 2 2C uF，設單穩(wěn)態(tài)的暫態(tài)時間為 0.123t ms 。 根據(jù)公式： 1.1t RC 得 3610022.01.11.0 R 所以 3R 取 5k 4.限流電阻 2R 的計算 由于 2U 的 腳電壓 3V 為 2V， LED 的承受電流為 30mA，取 R 的最大取值為：2R = mA303V = mAV302 =667 2R =680 2.3.2 音樂大小控制彩燈的電路圖的設計實現(xiàn) 設計電源電路為了 NE555 提供穩(wěn)定的直流電源 12V；設計 NE555 時基電路構成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路， 經過限流電阻 ，點亮電路用 LED 發(fā)光二極管。 附 錄 10 圖 2-6 音樂大小電路圖 音頻輸入后，經過由 VT組成的音頻放大器電壓放大。 555時基電路與電阻3R、電容3C接成典型的但問他了工作模式，由于3R、3C的取值較小，所以暫態(tài)時間非常短， sCRt 42.1 231.1 33 。限流電阻3R構成保護電路，去驅動 LED 閃亮。 音頻輸入時，經 VT 反向放大，使時基電路 2 腳電平在 3Vdd 上下波動。當電位不大于 3Vdd 時，時基電路置位，進入暫態(tài)， 3腳輸出高電平，晶閘管導通， LED發(fā)光。由于暫態(tài)時間很短，很快又翻回穩(wěn)態(tài)， LED 彩燈熄滅，也就是說彩燈不會有停滯狀態(tài)，它能隨時基電路的 2 腳電平即音頻電信號的變化而變化。當變阻器的電阻越小，靜態(tài)時 555 的 2 腳電平越高，電路的聲控靈敏度就越低，所以根據(jù)需要調節(jié)變位器。 仿真實驗： 圖 2-6 仿真波形 附 錄 11 圖 2-6 中的斜線表示觸發(fā)經放大后的音頻信號，方波表示的是輸出信號。由圖可知，音頻信號經過放大之后進入單穩(wěn)態(tài)集成電路 .從圖 2-6 可以看出正弦波處于正半波上升沿是，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)并輸出信號，由此可知當音樂音量大小改變時，正弦波增大，那么彩燈閃亮的速率加快，音量減小時，波的幅度減小，彩燈閃亮減慢或停止。 第 三 章 音樂節(jié)奏控制彩燈 3.1 音樂節(jié)奏控制彩燈的工作原理 . 音樂的節(jié)奏往往是由樂隊的鼓點來體現(xiàn)，實質上 是具有一定時間間隔的脈沖信號。我們的目標是 要彩燈按照節(jié)奏依次閃亮。因此，設計了一個多諧振蕩器，由音樂信號調諧，產生計數(shù)脈沖，使彩燈循環(huán)點亮的速率隨音樂的節(jié)奏而改變。有了節(jié)奏脈沖，還應有計數(shù)和譯碼，這樣才能依次點亮彩燈。 LED 點亮時，由于脈沖電流過大所以還需要限流電阻保護 LED。由于在觸發(fā)節(jié)奏脈沖的電壓比輸出的音頻信號大，所以還需要一個音頻放大電路。 電源與上電路公用一個。 電路工作原理：音頻信號輸入后經過放大電路放大后進入多諧振蕩調制其頻率，多諧振蕩產生出脈沖信號后送計數(shù)器計數(shù)后譯碼，再送入驅動電路驅動彩燈閃亮。 圖 3-1 節(jié)奏流程框圖 3.2 音樂節(jié)奏控制彩燈的實現(xiàn) 3.2.1 音樂節(jié)奏控制彩燈的主要參數(shù)計算 1、音頻放大電路 放大電路使用共集電極放大：工作電壓為 12V，三極管為 9014， 9014 的放大倍數(shù)在 1001000 ,而 b-e極電壓小于 0.7V 才能飽和導通，所以用 1M 的電阻使電壓適合于三極管的放大。由于 9014 承受的最大電流 0.1A , KR 1.55 。 2、無穩(wěn)態(tài)電路 附 錄 12 圖 3-2 無穩(wěn)態(tài)電路 該電路工作電壓 Vc 設為 12V，當 2R 遠遠大于 1R 時， 50%D ,此時輸出的波形為理想對稱的方波，所以 2R 使用 100K 的可變電阻，這樣實現(xiàn)了方波，也使 2R可以調節(jié)電路的靈敏度。 C1 在充、放電過程中，其電壓在 VCC 的 1/3 到 2/3 之間變化，所以時基電路 3 腳輸出高電平的時間 1t 可用以下式表示（即充電周期 ），即 3腳輸出低電平時間 2t （即放電周期） : 122 639.0 CRt 振蕩周期 T ： 12121 )2(6 3 9.0 CRRttT 振蕩頻率為 f ： 121 )2(44.1/1 CRRTf 輸出脈沖占空比 D ： )2/()(/ 21211 RRRRTtD 根據(jù)以上公式可以求出 1r 、 1c 、 2c ，由于電容在市場上的型號不多。所以就選相近的 Fc 47.01 , FC 7.42 121121DDDD1211)CR0 . 6 3 9 ( Rln 2)CR(R)V32ln ( V)CR(Rt附 錄 13 3 其他電路 CD4017 的供電的電壓為 3V 15V 為了方便電源供電就選用 12V 作為供電電壓。 LED 的供電電壓為 3V，電流為 15mA，所以要串聯(lián)一個穩(wěn)壓電阻，由 基爾霍夫定理得： RL UUU , 所以 4R =600 3.2.2 音樂節(jié)奏控制彩燈總電路實現(xiàn) 三極管構成放大電路 ,放大后送振蕩電路。用 NE555 夠成自激振蕩器送出方波，即是脈沖信號，計數(shù)器和譯碼器用 CD4017，他集成了計數(shù)和譯碼兩項功能，減小了電路，節(jié)約了成本， 經過限流電阻 LED 發(fā)光。 圖 3-4 節(jié)奏電路圖 晶體管 Q1組成音頻放大器，他將音頻信號加以放大，然后通過電容 C2電位器 R3 加到 ME555 時基電路的 5 腳，對 555 構成的振蕩 器進行調制。 CD4017 為十進制計數(shù)器，其 CP 端輸入的計數(shù)脈沖來自 NE555 時基電路組成的多諧振蕩器。當 CP端源源不斷地輸入計數(shù)脈沖時，它的輸出端 Q1-Q9 就依次循環(huán)輸出高電平。 使彩燈 LED1 LED10 依次點亮。調節(jié)電位器， 1R 因改時基電路 1U 的振蕩頻率，故使彩燈 LED1 LED4 的循環(huán)速率。音頻信號經過1Q放大、通過 RP2 加到 A1的 5 腳，因改變 5腳電平的高低，使 555 的閥值翻轉，電平發(fā)生變化，即對振蕩器頻率進行調制，亦使 U1 的振蕩頻率隨音樂的頻率而變化，所以 LED1 LED4的循環(huán)點亮的速率又隨音樂的節(jié)奏而改變。調節(jié) 1R 的阻值，則可調節(jié)電路的靈敏度。 附 錄 14 圖 3-5 節(jié)奏電路仿真圖 圖 3-5 中斜波表示的是放大后的音頻信號，方波表示的是經音頻信號調諧多諧振蕩后輸出的觸發(fā)信號。從圖中可以看出經放大后的音頻信號可以調制觸發(fā)信號的脈寬，從而使觸發(fā)信號驅動彩燈，并使彩燈隨音樂節(jié)奏的快慢而閃亮。 第 四 章 音調高低控制彩燈 4.1 音調高低控 制彩燈的工作原理 音調主要由聲音 的 頻率 決 定，同時也與聲音強度有關。對一定強度的純音 ， 音調隨頻率的升降而升降；對一定頻率的純音、低頻純音的音調隨聲強增加而下降，高頻純音的音調卻隨強度增加而上升 ，所以應用濾波器濾出高頻、低頻，以方便驅動彩燈發(fā)光。 音調即是聲音中的高音和低音，我們人類能識別的聲音頻率 20HZ 20 HZK ,所以設置 1 HZK 以上為高音、以下則為低音，所以要一個高低音濾波器去驅動彩燈發(fā)光。放大電路就和上面電路公用，電源公用一個。音頻放大后經高低通濾波，送限流電阻限流后使彩燈發(fā)光。 附 錄 15 圖 4-1 音調電路結構框圖 4.2 音調高低控制彩燈的電路設計 4.2.1音調高低控制彩燈的主要參數(shù)計算 圖 4-2 高通電路 RC有源高低通濾波器參數(shù)的計算（設上限頻率 Zc Hf 1000 ）： (1)通常電容 C 的容量宜在微法數(shù)量級以下， R 的值一般約為幾百千歐內，由于電容容量檔級較少，常先選用 C 值，再計算電阻 1R 的值。選擇120 .1C C uF,則 621 101.0100014.3211 CwRR l=16K (2)考慮到二價巴特沃斯濾波器的 Q =0.707 和 586.11 34 RRA uf ,故有43 586.0 RR , 運 算 放 大 器兩 輸 入 端的 外 接 電阻 必 須 滿足 平 衡 條件 ：KRRRR 32/ 43 由 43 586.0 RR 和 KRRRR 32/ 43 ，得3 20RK,4 33RK所以3 20RK,4 33RK、120 .1C C uF,1216R R K。 2 低通濾波電路 附 錄 16 圖 4-3 低通電路 由于高通濾波器與低通濾波器在電路結構上存在對偶關系，他們的幅頻響應也存在對偶關系，設置的頻率界限為 1000Hz，所以兩個電路參數(shù)一樣只是接法不一樣，如圖 4-3所 示 參數(shù)為：1216R R K、3 20RK、4 33RK、120 .1C C uF,供電為 12V，可 LED 承受的電流為 30mA 燈泡電壓為 2.5V ，由 燈電 UUU R 5 59550RR 4.2.2 音調高低控制彩燈的電路圖 音頻經放大（放大電路和節(jié)奏電路合用）輸入后分別送往高低通電路。 高通電路：由1C入經過4C到 U1（ LM358）的 5 腳入，濾出低頻， 7腳出。在LM358 內濾出低頻信號，高頻信號從 7 腳出來后使 Q1 導通，驅動 LED1 發(fā)光。 低通電路：由3R入經過4R到 LM358 的 3 腳入，濾出高頻， 1 腳出。在 LM358 內濾出低頻信號，高頻信號從 1腳出來后使9R導通，使 LED2 發(fā)光。 附 錄 17 圖 4-.4 音調電路圖 圖 4-5 音調仿真圖 圖 4-5 為音調控制的輸出仿真圖， 起伏大 的 線 代表高通 x1的波形， 起伏 小的線 代表低通 x2 的波形，當有高于 1000Hz 的脈沖到 LM358 時 x1 就輸出波峰達到 3v 的波形，而 x2 的波形就趨近 X軸。 第五章 實物的制作和調試 整體電路設計完成后，首先在軟件上仿真，軟件仿真正確，再畫出 PCB 板，刻出印板，安 裝元件，進行調試，最后實物調試成功，設計成功完成。所以，實物的制作和調試分以下幾步：軟件仿真制作 PCB元件安裝實物調試。 1、軟件仿真 整體設計完成后，我們要進行的第一步工作就是軟件仿真，測試其性能。用的軟件是 Multisim 7 軟件，他的仿真功能十分強大。首先調試分電路，在分電路調試完成后在調試總電路。 調試方法：首先在軟件中畫好電路圖，然后檢查電路中各元件是否連接正確，連接正確的情況下加入信號，由于此軟件不能直接加入音樂信號，所以用正弦（音頻電信號是由許多的正弦波疊加而形成）代替，加入信號后觀察 彩燈的閃亮情況，遇到不正常時及時修改。 調試中遇到的故障： 故障 1：放大電路不匹配。 分析：單穩(wěn)態(tài)電路需要的使反向電壓，無穩(wěn)態(tài)使用的事完整的正弦波。 解決：在兩個電路使用獨立放大。 故障 2：接地信號的交叉。 附 錄 18 分析：交流接地不能直流接地接在一起。 解決：兩個接地單獨接地。 2、 PCB 的制作與元件安裝 在軟件仿真完成后，下一步工作就 是 制作 PCB 版，以方便元件的安裝和實物的調試， PCB 的制作分為兩部分，第一就是軟件制作畫出 PCB 圖、第二步就事制作實物印板。兩步都相當重要，第一步就為方便的制作出優(yōu)良的 PCB 做好準備 ，第二步是讓做出的 PCB 在元件安裝時更方便。 、軟件 PCB 的制作：在軟件 PCB 制作時使用了 Protel 99 SE（它是專門制作 PCB 的軟件，具有強大的布線功能）。制作事首先在軟件中畫出電路圖，連接好各點的網(wǎng)絡飛線，填好各元件的封裝。然后生成網(wǎng)絡表，在進入 PCB 的制作，生成網(wǎng)絡表無誤時，調節(jié)各元件的位置，使其符合信號流程，以方便檢修。然后自動布線。 、 PCB 圖如下： 圖 5-1 PCB 圖 、 硬件 PCB 的制作：在畫好 PCB 圖時， 1.用復寫紙將布線圖復制到復銅墻鐵壁板上：復制前應先用銼刀將復銅板四周邊緣銼 至平直整齊，而且尺寸盡量與設計圖紙尺寸相符，并將復寫紙裁成與復銅板一樣的尺寸，為了防止在復制過程中產生圖紙移動，故要求用膠紙將圖紙左右兩端與印刷板貼緊。 .先用鉆床將元件插孔鉆好 一般插孔直徑為 0.9-1mm 左右，可采用直徑為 1mm 的鉆頭較適中 ,如果鉆孔太大將影響焊點質量 ,但對于少數(shù)元件腳較粗的插孔 ,例如電位器腳附 錄 19 孔 ,則需用直徑為 1.2mm 以上的鉆頭鉆孔。貼膠紙：先用刀片將封箱膠紙 切成多種寬度的膠紙條后再進行貼膠，貼膠時應根據(jù)線條所通過的電流大小及線條間的間隙來適當選擇線條的寬容。一般只需采用 2-3 種寬度即可，為了保證制作工藝水平，盡可能不要采用過寬或過窄，如需要鉆孔的線條其寬度應在 1.5mm 以上，才不致于在鉆孔時將線條鉆斷，貼膠時還應注意控制各相鄰線條的間隙不要太小，否則容易造成線條間短接，貼膠時一定超過鉆孔 1mm 左右，這樣才能保證焊瞇質量。 元件的安裝 元件的安裝： 根據(jù)原理圖在印制板上 進行元件的安裝，一定要找準相應的元件位置再進行焊接，在焊接的時候要小心注意焊接的時間，有時候焊接時間過長會損壞元件，因此要把握焊接是的時間。在焊接的時候焊點要合適，不宜過大也不宜過小，也不要出現(xiàn)掛焊或虛焊。否則會造成電路故障 。 4、電路的調試 安裝完成后，通電并加入信號。發(fā)現(xiàn)彩燈常亮，檢修思路：檢測電源是否正常，用萬用表檢測時發(fā)現(xiàn)電源電壓只有 8V，正常應當在 12V。然后判斷故障是在電源電路是在電源還是負載，斷開負載發(fā)現(xiàn)電源恢復到 12V。證明故障在負載，為了方便檢修，把三個負載電路分別斷開，分別通電檢測。 故 障 1： 音樂大小電路，通電檢測電壓時發(fā)現(xiàn)點要只有 8V。 分析 : 證明電路有輕微短路，用電阻發(fā)檢測各個焊點間無短路狀況，證明短路在原件，由以前的經驗。電阻壞是不可能是阻值變小，只可能變大。分析電路發(fā)現(xiàn)只有一個三極管和一個電容，除了就是 NE555 有可能壞 . 解決： 分別取下電容和三極管檢測，發(fā)現(xiàn)三極管的 ce 極的電阻為 0，證明三極管壞，換上新的三極管后，電壓正常，彩燈依舊常亮。 故障 2：檢測 NE555 的輸出端，發(fā)現(xiàn)電壓為 7V，有電壓跳變。但跳變時間很短，要仔細才能分辨。 分析：有可能使暫態(tài)時間過短，或限流電阻過大 。 解決：檢測 2腳調諧端，電壓為交流 -3V,證明各端電壓正常在工作。但單穩(wěn)態(tài)電路暫態(tài)時間過短，導致我們不能識別。根據(jù) T=1.1RC 可知增大電阻或電容都能使時間變大，所以就把電容改為 0.1uF.再檢測電路，正常。 附 錄 20 圖 5-2 故障 1.2 所在點 故障 3：節(jié)奏電路通電和加入信號彩燈不閃動。 分析：可能使電容擊穿或是三極管放大有問題。 解決：檢測電源電壓， 9V正常用萬用表去檢測 NE555 的 3 腳，發(fā)現(xiàn)電壓恒為0V,無跳變，再檢測 2 腳和 6 腳調諧端， V6=V2=0V，分析電路， 6 腳和 2 腳通過電容 c4 接地，斷電用電阻 法測 2 腳對地電阻為 0。取下 c4 檢測，發(fā)現(xiàn) c4 穿。換上后電路正常。 圖 5-3 故障所在點 再通電在音調電路時，接通后單個彩燈閃亮，電路正常再連接各電路檢測，運行正常，調試完成。 實驗總結 附 錄 21 本次設計主要是應用數(shù)字電路和模擬電路的知識來設計音樂彩燈控制器。使用了 NE555 時基電路的單穩(wěn)態(tài)電路和無穩(wěn)態(tài)電路實現(xiàn)音樂節(jié)奏控制彩燈和音樂大小控制彩燈；使用高低通電路實現(xiàn)音調控制彩燈。軟件仿真和實物都能達到設計要求。 但這只是設計用的演示電路，如果用于實際生活和生產中，還有一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1、電壓的匹 配上，實驗電路的電壓在 12V，彩燈只有 2.5V，但在實際中使用的都是 220V 電壓，這樣使用時就不是很方便。并且有了變壓器重量增加，不利于生產和運輸。 2、設計時用的是信號直接輸入，有線連接，這樣不便于安裝。 3、設計時用了電位器，要隨時調節(jié)靈敏度，這樣很麻煩。 下一步的工作將進一步完善電路，使其在實際應用中更加方便，使彩燈早藝術上更加完美。在視覺感受更加美好。 通過 過自己的努力制作和調試，我的 音樂彩燈控制器 終于完成。電路板調試成功，滿足了設計要求中的基本要求及大部分提高要求 .從這次課程設計中，學到了很多的 專業(yè)知識，以及一些寶貴的心得。從找尋參考書這方面來說，別人的答案只能參考，不能照搬。要有獨立的見解，善于發(fā)現(xiàn)錯誤，勤于討論和提問，這樣才能改正錯誤。 起初，拿到設計要求的時候，大腦是很空白的，因為這就是專業(yè)知識的缺乏成為了整個過程最大的阻力，“書到用時方知少”，此時才知自己專業(yè)知識的貧乏。通過不懈的找尋，查資料，以及向老師提問，對于電路的構造和基本設計有了大概的藍圖，從而開始了電路板的焊接制作。經過慢慢的探索和仔細的調試，電路功能得以實現(xiàn)，這讓自己很有滿足感！ 通過本次課程設計，也進一步讓自己熟悉了萬用表、 示波器、信號發(fā)生器NE555 等實驗設備的使用，判別元器件的引腳、好壞等能力有所提高。 致謝 附 錄 22 最后衷心的感謝 徐如生老師在這次畢業(yè)設計中給我的指導 ， 在徐老師的指導下我才能在規(guī)定的時間內圓滿的完成這次畢業(yè)設計。畢業(yè)設計的過程中我遇到了許多的問題和困難，有主觀的也有客觀的。由于自身缺乏設計的經驗及基礎，和對藥實現(xiàn)的功能要求不理解，導致我的一些細節(jié)上出現(xiàn)紕漏。在指導老師徐老師的指導下，總算完成了這次設計的基本任務，實現(xiàn)了產品設計的基本功能 。 感謝徐老師對我在學習上的耐