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程控音頻功率放大器
一．設(shè)計(jì)要求
（1）輸入信號(hào)為30mv 峰峰值的正弦波，頻率范圍 20HZ~20KHZ，輸入阻抗
Ri ≥ 20KΩ，前級(jí)程控放大器增益通過單片機(jī)鍵盤輸入控制，增益可預(yù)置為
10db，20db，30db，40db。
（2）后級(jí)功率放大器輸出功率≥ 3W（8Ω負(fù)載）。
（3）液晶顯示。
三．方案對(duì)比選擇
（1）選用繼電器控制前級(jí)放大
用繼電器控制電阻的選擇進(jìn)而控制放大倍數(shù)。
（2）模擬開關(guān)控制前級(jí)放大
用模擬開光的斷和同來控制放大倍數(shù)。
（3）用 DAC0832 控制前級(jí)放大
前級(jí)放大 100 倍后用單片機(jī)控制 DAC0832 進(jìn)行衰減。
經(jīng)對(duì)比選擇用 DAC0832 控制前級(jí)放大比較簡單，而且較精確。
四．電路圖設(shè)計(jì)
五．主要元件選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)
（1） 運(yùn)放 LF353
前級(jí)放大分別放大 10 倍，總共放大 100 倍。LF353的工作電壓是 +15v，各引腳的接法見上圖。將 7 號(hào)輸出腳的信號(hào)作為 DAC0832 的輸入。
（2）功率放大器 TDA2030
TDA2030 的工作電壓是 +15v。它將輸入的電流進(jìn)行放大，然后驅(qū)動(dòng)喇叭響。 具體接法見上圖。利用 TDA2030進(jìn)行功率放大。 TDA2030具有體積小，輸出功率 大，失真小等特點(diǎn)。功率放大器內(nèi)含多種保護(hù)電路，工作安全可靠性高，主要保 護(hù)電路有：短路保護(hù)，熱保護(hù)，地線偶然開路，電源極性反接，以及負(fù)載泄放電 壓反沖等。其中，熱保護(hù)電路能夠容易承受輸出的過載，甚至是長時(shí)間的，或者 環(huán)境溫度超過時(shí)均起到保護(hù)作用。 與普通電路相比較， 散熱片可以有更小的安全 系數(shù)。結(jié)溫超過時(shí)，也不會(huì)對(duì)器件有所損害。
(3) 單片機(jī) STC89S52
STC89S52 是比較常用的 52 系列單片機(jī)。它的工作電壓是 +5v。外圍電路加上12M的晶振，使其正常工作。 P2 口控制 DAC083。2增益的大小。
通過對(duì)P2 口賦值來改變輸出
(4)1602液晶
（5）DAC0832
六．軟件編程
按照電路圖的設(shè)計(jì)焊接好硬件電路。 就開始軟件編程。 程序主要分為兩個(gè)部
分，即液晶顯示部分和控制 DAC0832的部分。由于本設(shè)計(jì)采用的是用按鍵分別控
制。可以在主函數(shù)中調(diào)用一個(gè)鍵盤掃描的函數(shù)， 當(dāng)相應(yīng)的不同按鍵按下后控制液 晶顯示和單片機(jī) P2 的輸出，從而控制 DAC0832的輸出增益。源程序見附錄。
七．調(diào)試部分
本次實(shí)驗(yàn)的調(diào)試部分花了大量的時(shí)間。 當(dāng)程序?qū)懞镁幾g通過后， 下載到單片 機(jī)中，調(diào)試硬件看有無顯示和輸出。 調(diào)試主要分為 3 個(gè)部分。 分別是液晶顯示部 分，前級(jí)放大部分，功放輸出部分。首先是液晶部分，經(jīng)過幾次程序的修改，和
對(duì)液晶部分電路的檢測終于將液晶部分調(diào)出有顯示。 然后檢查前級(jí)放大部分。 在 輸入端輸入峰峰值為 50mv的正弦波。用示波器檢查運(yùn)放的輸出。最后一遍聯(lián)合 按鍵控制用示波器觀察 DAC0832輸出部分的波形。結(jié)果顯示良好。
八．實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)與總結(jié)
經(jīng)過這次試驗(yàn)， 我還是有一些收獲的。 首先感覺到我們所學(xué)知識(shí)的膚淺， 既 沒學(xué)活也沒學(xué)深。 以后要想做好電信專業(yè)的工作， 我們還有很長的路要走。 我也 認(rèn)識(shí)到模擬電路是一門很值得研究而且可以大有作為的學(xué)科， 要想成功做出一個(gè) 模擬電路出來需要付出許多汗水， 并不是能夠?qū)㈦娐吩O(shè)計(jì)出來就算成功， 由于模 擬電路本身的特點(diǎn)， 理論值和實(shí)際情況往往有著很大的區(qū)別， 當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)出一個(gè)
合理的電路并把它焊接出來后， 心中小有成就感， 然而在調(diào)試的過程中卻遭受了 失敗的一次次打擊， 我們甚至出現(xiàn)了上午把電路板調(diào)試好， 下午輸出信號(hào)完全混
亂的情況， 幸運(yùn)的是我們?nèi)稳粓?jiān)持到最后并且品嘗到了成功的喜悅。 可以說完成理論設(shè)計(jì)只是完成了整個(gè)課題的很小一部分， 調(diào)試過程占了很大的比重， 在這個(gè)
過程中通過與同學(xué)交流我們學(xué)到了很多， 比如說電源要接去耦電容、 液晶背光燈 調(diào)節(jié)電阻的幾種解法， 單片機(jī)程序中幾個(gè)函數(shù)的用法， 電路虛焊的檢驗(yàn)方法等等。
通過這次實(shí)驗(yàn)， 進(jìn)一步驗(yàn)證了我的編程能力， 使我看到了自己有許多需要提 高和改進(jìn)的地方， 也增強(qiáng)了我學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣和信心， 可以說以后不管是讀研 還是找工作，我要想成為一名合格的電子工程師還有很長的路要走。
附錄二 實(shí)驗(yàn)源程序
- #include<reg51.h>
- #include <intrins.h>
- #define uchar unsigned char
- #define uint unsigned int
- sbit E=P1^2; sbit RS=P1^0; sbit RW=P1^1; sbit key1=P1^3; sbit key2=P1^4; sbit key3=P1^5; sbit key4=P1^6; sbit key5=P1^7;
- void lcd_init();
- void write_comm(uchar);
- void write_data(uchar);
- void write_string(uchar,uchar,uchar *);
- void lcd_delay();
- void delay_ms(uint);
- void delay_ms(uint i) // 延時(shí) i 毫秒
- {
- uint j;
- while(i--)
- {
- for(j=0;j<=74;j++)
- {
- _nop_();
- }
- }
- }
- void lcd_init()
- {
- lcd_delay();
- write_comm(0x38); // 顯示模式控制：設(shè)置 16*2 顯示， 5*7 點(diǎn)陣， 8
- 位數(shù)據(jù)口
- write_comm(0x08); // 關(guān)顯示
- write_comm(0x01); // 清屏
-
- write_comm(0x06); // 輸入模式控制：光標(biāo)右移，整屏不移動(dòng)
- write_comm(0x0c); // 開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍
- //0x0e ，開顯示，顯示下光標(biāo)，光標(biāo)不閃爍
- write_comm(0x80);
- write_comm(0x02); // 數(shù)據(jù)指針清零
- }
- void write_comm(uchar i)
- {
- RS=0; RW=0; P0=i;
- lcd_delay(); E=0; lcd_delay(); E=1;
- }
- void write_data(uchar i)
- {
- RS=1; RW=0; P0=i;
- lcd_delay(); E=0; lcd_delay(); E=1;
- }
- void write_string(uchar row,uchar column,uchar *dis_buffer)
- {
- switch(row) // 這種結(jié)構(gòu)保 持以后升級(jí)到多行顯示液晶
- {
-
- 地址指針
- }
-
- case 1:write_comm(0x80+column);break;
- case 2:write_comm(0x80+0x40+column);break;// 重新調(diào)整數(shù)據(jù)
- default:break;
-
- while(*dis_buffer!='\0') // '\0' 結(jié)束符
- {
- write_data(*dis_buffer);
- dis_buffer++;
- column++;
-
- if(column==16)
- {
- column=0; row++; if(row>=3)
- return; else switch(row)
- // 這種結(jié)構(gòu)保持以后升級(jí)到多行顯示液晶
- {
- case 1:write_comm(0x80);break;
- case 2:write_comm(0x80+0x40);break;
- // 重新調(diào)整數(shù)據(jù)地址指針
- default:break;
- }
- }
- }
- }
- void lcd_delay()
- {
- uchar i;
- for(i=0;i<255;i++);
- }
- void main()
- {
- lcd_init();
- //cntl1=1;cntl3=1; cntl2=0;cntl4=0;cntl5=1;cntl6=0;
- write_string(1,0,"Gain:");
- while(1)
- {
- if(key1==0)
- {
- delay_ms(15);
- if(key1==0)
- {
- while(!key1); P2=0x02;
- write_string(2,0,"0dB");
- }
- }
- if(key2==0)
-
- {
- delay_ms(15);
- if(key2==0)
- {
- while(!key2); P2=0x08;
- write_string(2,0,"10dB");
- }
- }
- if(key3==0)
- {
- delay_ms(15);
- if(key3==0)
- {
- while(!key3); P2=0x1A;
- write_string(2,0,"20dB");
- }
- }
- if(key4==0)
- {
- delay_ms(15);
- if(key4==0)
- {
- while(!key4); P2=0x51;
- write_string(2,0,"30dB");
- }
- }
- if(key5==0)
- {
- delay_ms(15);
- if(key5==0)
- {
- while(!key5); P2=0xff;
- write_string(2,0,"40dB");
- }
- }
- }
- }
完整的pdf格式文檔51黑下載地址：
基于51單片機(jī)和DA轉(zhuǎn)換的數(shù)控音頻功率放大器設(shè)計(jì).pdf
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2018-12-12 11:19 上傳
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