用CD4017组装的电子节拍器

IC应用电路图

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描述

  电子节拍器的基本构成

  电子节拍器主要由节拍脉冲产生电路、节拍信号产生电路、声音显示电路及灯光显示电路等组成。节拍脉冲产生电路产生周期性的脉冲信号,节拍信号产生电路产生2/4拍、3/4拍、4/4拍的控制信号。发声电路和显示电路同步显示节拍。

CD4017

  电子节拍器的基本工作原理

  IC-1(555)接成多谐振荡器,R12用来改变脉冲周期,即节拍速度。

  IC-2(CD4017)为1-10循环记数器,15端分别接入Q2、Q3、Q4端可改变计数器的模,从而控制节拍数,可用三档开关控制。

  IC-3(555)在IC-1、IC-2输出波形的作用下输出不同频率的声音信号,经功放放大后喇叭发出强弱的节拍声音,调节电位器R4可改变音量。红灯显示节拍速度,即IC-1输出的脉冲信号;绿的显示节拍的高音(重音),由IC-1、IC-2输出波形共同决定。

  节拍信号产生电路

  CD4017,是一种用途非常广泛的十进制计数/分频器。有3个输入端(MR、CP0和~CP1),和11个输出端(Q0—Q9及1个进位端~Q5-9)。

  CD4017有3个输(MR、CP0和~CP1),MR为清零端,当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平,其余输出端(Q1~Q9)均为低电平。CP0和~CPl是2个时钟输入端,若要用上升沿来计数,则信号由CP0端输入;若要用下降沿来计数,则信号由~CPl端输入。设置2个时钟输入端,级联时比较方便,可驱动更多二极管发光。

  CD4017有10个输出端(Q0~Q9)和1个进位输出端~Q5-9。每输入10个计数脉冲,~Q5-9就可得到1个进位正脉冲,该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。由此可见,当CD4017有连续脉冲输入时,其对应的输出端依次变为高电平状态,故可直接用作顺序脉冲发生器。

  CD4017很容易构成节拍信号控制电路,产生相应的分频信号,与时钟信号一起控制发光二极管发光和喇叭发声,电路图如图4-3所示。

CD4017

  开关A、B、C可用一个三档开关代替。14端(CP0)为脉冲输入信号,由脉冲发生电路产生,(Q1)为输出信号。当开关A闭合时,4端(Q2)信号反馈到15端(MR)构成模2计数器,得到2/4拍信号;同样,当B、C开关闭合时,可分别得到3/4拍、4/拍信号。

CD4017

  光显示电路

  光显示电路用于显示节拍状态,红灯指示节拍速率,绿灯指示节拍种类,电路图如图4-5所示。

CD4017

  二极管的发光状态由CP和节拍控制信号共同决定,红灯显示节拍速度,当CP为高电平时发光;绿灯显示节拍种类,当CP和节拍控制信号同为高电平时发光,与高音同步。晶体管可增大电流,其输入输出波形图如图4-6所示(以2/4拍为例)。

CD4017

  声显示电路

  如图4-7所示。该发声电路由555构成的多谐振荡器、放大器及喇叭组成,能发出间歇的高低音,从二显示节拍。555构成的多谐振荡器参考电压为节拍控制信号,若用Vo表示,则VTH=Vo;VTL=1/2Vo。而振荡器的频率与VTH、VTL有关,故Vo的高低电平决定音调的高低。同时,只有CP为高电平时多谐振荡器才能振动,从而发声,故CP使喇叭间歇发声。

CD4017

  放大电路可用LM386构成,电路如图4-8,放大倍数为Av=200,音量可通过电位器调节。

CD4017

  CD4017构成的低音节拍器电路

  加重低音节拍器可以加重每一个节拍,也可用于加重第2、第3、第4、第6及第9个节拍的低音强度。由于该节拍器选用了红、绿两种不同颜色的发光二极管,使其具有了光显示功能,红色发光二极管用作加重低音节拍的灯光指示,而非加重节拍则由绿色发光二极管指示,因此用户可以很容易地辨别出哪一个是加重低音节拍。加重低音节拍器的电路图如图所示。整个电路由4块CMOS数字集成电路组成。

CD4017

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