基于lm324的音乐电平led显示电路设计

基于 LM324 的音乐电平 LED 显示电路设计 姓 名： 徐 连 胜 专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 2010-3 学 号： 201001051829 同组人 ：_ 指导教师： 王 桂 海 信息科学与工程学院电子信息系 2012 年 6 月 18 日 摘 要 音乐与灯光，听觉与视觉，婉转的音乐配合上曼妙多姿的 led 灯光，能烘托出 更加优美的音乐氛围。音乐电平 LED 即为一种可以把声音的起伏变化转变为可视 的 LED 的明灭变化的设计。解决方案有多种，比如可以利用单片机检测电平变化， 控制 LED 的亮与否。本设计采用的是 LM324 集成运放。LM324 系列器件带有真 差动输入的四运算放大器，与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些 显著优点。该四放大器可以工作在低到 3.0 伏或者高到 32 伏的电源下，静态电流 为 MC1741 的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许 多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。 LM324 系列由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从 单电源供电的电压范围经营。从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立 的电源电压的幅度。 应用领域包括传感器放大器，直流增益模块和所有传统的运算放大器现在可以 更容易地在单电源系统中实现的电路。例如，可直接操作的 LM324 系列，这是用 来在数字系统中，轻松地将提供所需的接口电路，而无需额外的15V 电源标准的 5V 电源电压。 关键词：音乐 电平 LED LM324 山东科技大学 Shandong University of Science and Technology 目 录 1、设计的主要目的与要求 1.1 实验目的 1.2 设计要求 1.3 设计目的 2 、主要设计方案 2.1 集成运放芯片介绍 2.2 原理说明 3 、电路设计、参数计算及其元器件选择 3.1 电路图 3.2 元器件选择 4、结论与心得 5、参考文献 引 言 音乐电平 LED 显示电路可以通过对输入的音频信号的分析与处理，控制若干 LED 的亮与灭，或者按照音乐的节奏闪烁。而 LM324 是四运放集成电路，它采用 14 脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算 放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。由于 LM324 四运放电路具有电源电 压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛 应用在各 种电路中。 山东科技大学 Shandong University of Science and Technology 1、设计的主要目的与要求 1.1 实验目的 通过音乐电平 LED 的设计、安装和调试、要求学会： （1）选择集成运放、前级放大、音量增益及 LED 来进行设计； （2）掌握功率放大电路的调试及主要技术的测试方法。 1.2 设计要求 （1）随着输入信号的增加 LED 被逐次点亮 （2）点亮数目的反映声音的强度 1.3 设计目的 （1）音乐电平 LED 做理论设计 （2）合理选择集成运放及三级管 （3）完成全电路理论设计，安装调试，绘制电路图，自制印刷版 （4）撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。 2 、主要设计方案 2.1 集成运放芯片介绍 四运算放大器 LM324 内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿 的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用, 也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源 电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、 直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放 大器的场合。 LM324 的封装形式为塑封 14 引线双列直插式。 特点 内部频率补偿 直流电压增益高(约 100dB) 单位增益频带宽(约 1MHz) 电源电压范围宽：单电源(332V) ； 双电源(1.516V) 低功耗电流，适合于电池供电 低输入偏流 低输入失调电压和失调电流 共模输入电压范围宽，包括接地 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 输出电压摆幅大(0 至 VCC-1.5V) 内部电路图 山东科技大学 Shandong University of Science and Technology 极限参数 电参数（除非特别说明，Vcc=5.0V,VEE=GND,TA=25） 电参数（除非特别说明，Vcc=5.0V,VEE=GND,0TA70） 管脚排列图 外形尺寸图 山东科技大学 Shandong University of Science and Technology 2.2 原理说明 该音乐电平 LED 指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的 输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量 控制电路之前） ，作为前置级的电平指示器。 电路中，由 LM324 运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻 RP 用来调 节增益量； LED 驱动电路由三极管 V、电容器 C3、稳压二极管 VS,电阻器 R1 一 Rn、发光二极管 VLl 一 VLn 和二极管 VD1 一 VDn 组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经 C2 藕合加至 LM324 运 放的 5 脚，经 LM324 和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将 VLl 一 V Ln 逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。 3 、电路设计、参数计算及其元器件选择 3.1 电路图 3.2 元器件选择 R01-R05 和 R1-Rn 选用 1/4W 碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP 选用超小型 电位器或立式可变电阻器。 C1-C3 均选用耐压值为 16V 的铝电解电容器。VD1-VDn 选用 1 N4148 型 硅开关二极管或 2AP5VS 选用 1/2W、3.6V 的硅稳压二极管。 VU-V Ln 均选用币 5mm 的红色高亮度发光二极管。 V 选用 C8050 或 58050、3 DG8050 型硅 NPN 晶体管。 IC 选用 LM324 型运算放大集成电路。 山东科技大学 Shandong University of Science and Technology 4、结论与心得 通过本次设计，让我们更进一步的了解到集成运放的工作原理以及它的要 求和性能指标。也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题，而通过不断 的努力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。在设计 的过程中，我遇到了很多的困难，主要是对自己所学的知识不牢固，许多的知 识没有学会和理解，对一些一般的设计问题没有掌握很好的解决方法。在以后 的学习中