程控音頻功率放大器
一．設計要求
（1）輸入信號為30mv 峰峰值的正弦波，頻率范圍 20HZ~20KHZ，輸入阻抗
Ri ≥ 20KΩ，前級程控放大器增益通過單片機鍵盤輸入控制，增益可預置為
10db，20db，30db，40db。
（2）后級功率放大器輸出功率≥ 3W（8Ω負載）。
（3）液晶顯示。
三．方案對比選擇
（1）選用繼電器控制前級放大
用繼電器控制電阻的選擇進而控制放大倍數。
（2）模擬開關控制前級放大
用模擬開光的斷和同來控制放大倍數。
（3）用 DAC0832 控制前級放大
前級放大 100 倍后用單片機控制 DAC0832 進行衰減。
經對比選擇用 DAC0832 控制前級放大比較簡單，而且較精確。
四．電路圖設計
五．主要元件選擇及參數設計
（1） 運放 LF353
前級放大分別放大 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 號輸出腳的信號作為 DAC0832 的輸入。
（2）功率放大器 TDA2030
TDA2030 的工作電壓是 +15v。它將輸入的電流進行放大，然后驅動喇叭響。 具體接法見上圖。利用 TDA2030進行功率放大。 TDA2030具有體積小，輸出功率 大，失真小等特點。功率放大器內含多種保護電路，工作安全可靠性高，主要保 護電路有：短路保護，熱保護，地線偶然開路，電源極性反接，以及負載泄放電 壓反沖等。其中，熱保護電路能夠容易承受輸出的過載，甚至是長時間的，或者 環境溫度超過時均起到保護作用。 與普通電路相比較， 散熱片可以有更小的安全 系數。結溫超過時，也不會對器件有所損害。
(3) 單片機 STC89S52
STC89S52 是比較常用的 52 系列單片機。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
按照電路圖的設計焊接好硬件電路。 就開始軟件編程。 程序主要分為兩個部
分，即液晶顯示部分和控制 DAC0832的部分。由于本設計采用的是用按鍵分別控
制。可以在主函數中調用一個鍵盤掃描的函數， 當相應的不同按鍵按下后控制液 晶顯示和單片機 P2 的輸出，從而控制 DAC0832的輸出增益。源程序見附錄。
七．調試部分
本次實驗的調試部分花了大量的時間。 當程序寫好編譯通過后， 下載到單片 機中，調試硬件看有無顯示和輸出。 調試主要分為 3 個部分。 分別是液晶顯示部 分，前級放大部分，功放輸出部分。首先是液晶部分，經過幾次程序的修改，和
對液晶部分電路的檢測終于將液晶部分調出有顯示。 然后檢查前級放大部分。 在 輸入端輸入峰峰值為 50mv的正弦波。用示波器檢查運放的輸出。最后一遍聯合 按鍵控制用示波器觀察 DAC0832輸出部分的波形。結果顯示良好。
八．實驗心得體會與總結
經過這次試驗， 我還是有一些收獲的。 首先感覺到我們所學知識的膚淺， 既 沒學活也沒學深。 以后要想做好電信專業的工作， 我們還有很長的路要走。 我也 認識到模擬電路是一門很值得研究而且可以大有作為的學科， 要想成功做出一個 模擬電路出來需要付出許多汗水， 并不是能夠將電路設計出來就算成功， 由于模 擬電路本身的特點， 理論值和實際情況往往有著很大的區別， 當我們設計出一個
合理的電路并把它焊接出來后， 心中小有成就感， 然而在調試的過程中卻遭受了 失敗的一次次打擊， 我們甚至出現了上午把電路板調試好， 下午輸出信號完全混
亂的情況， 幸運的是我們任然堅持到最后并且品嘗到了成功的喜悅。 可以說完成理論設計只是完成了整個課題的很小一部分， 調試過程占了很大的比重， 在這個
過程中通過與同學交流我們學到了很多， 比如說電源要接去耦電容、 液晶背光燈 調節電阻的幾種解法， 單片機程序中幾個函數的用法， 電路虛焊的檢驗方法等等。
通過這次實驗， 進一步驗證了我的編程能力， 使我看到了自己有許多需要提 高和改進的地方， 也增強了我學習本專業的興趣和信心， 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 實驗源程序
- #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 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：設置 16*2 顯示， 5*7 點陣， 8
- 位數據口
- write_comm(0x08); // 關顯示
- write_comm(0x01); // 清屏
-
- write_comm(0x06); // 輸入模式控制：光標右移，整屏不移動
- write_comm(0x0c); // 開顯示，顯示光標，光標閃爍
- //0x0e ，開顯示，顯示下光標，光標不閃爍
- write_comm(0x80);
- write_comm(0x02); // 數據指針清零
- }
- 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) // 這種結構保 持以后升級到多行顯示液晶
- {
-
- 地址指針
- }
-
- case 1:write_comm(0x80+column);break;
- case 2:write_comm(0x80+0x40+column);break;// 重新調整數據
- default:break;
-
- while(*dis_buffer!='\0') // '\0' 結束符
- {
- write_data(*dis_buffer);
- dis_buffer++;
- column++;
-
- if(column==16)
- {
- column=0; row++; if(row>=3)
- return; else switch(row)
- // 這種結構保持以后升級到多行顯示液晶
- {
- case 1:write_comm(0x80);break;
- case 2:write_comm(0x80+0x40);break;
- // 重新調整數據地址指針
- 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");
- }
- }
- }
- }
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基于51單片機和DA轉換的數控音頻功率放大器設計.pdf
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2018-12-12 11:19 上傳
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基于51單片機和DA轉換的數控音頻功率放大器設計
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