2014江苏省赛自动增益控制放大器

2014年TI杯大学生电子设计竞赛主题：自动增益控制放大器指导老师：罗锦宏，程新与会者：柏广阳、贾增刚、朱海斌2014年8月15日摘要在该产品中，以DAC8802作为自动增益控制的核心，利用MSP430F149单片机中的AD10对整流的输入信号进行采样，并且还根据按钮控制采样后的最后一级的输出信号的电平来自动控制DAC8802关键词：程序频率测量精密整流Abstracttheproductionusesdac 8802 asagcore using MSP 430 f 149 mcuinternalad 10 rectifiedaftershapingoftheinputsignalissampledbyabutonbutonconted callycontrolleddac 8802 autodingsignalbasedonthesizeofthefiredsandconthefiredstandconthefiredstandconth自动增益控制放大器目录摘要Abstract第一章方案设计论证与比较11.1整体方案论证11.2电路部分方案论证3第二章单元模块设计52.1信号收集和处理电路62.2后级频率检测电路62.3电源电路72.4 MSP430F149系统主板扩展接口电路72.5可编程电路8第三章系统调试83.1软件设计块93.2主程序10第4章系统功能、指标参数114.1说明系统可实现的功能114.2系统的测试方法114.3系统功能和指标参数的分析11第五章设计总结125.1设计总结125.2设计收获体会125.3对进一步改进设计提出意见和建议12参考文献附录：附属1 :系统基板的电路图附件二：部分方案清单第一章方案设计论证与比较1.1总体方案论(1)通过模拟开关切换反馈电阻，改变放大率。(2)、用数字电位器改变反馈电阻，改变增益。(3)，乘法型DAC内部的电阻网络中使反馈电阻变化，使增益变化。提案1、2模拟开关和数字电位器提供的电阻值变化范围小，难以正确控制自动增益。建议3，乘法型DAC在内部有丰富的电阻网络，12位DAC有4095个动态范围的电阻值，能够满足动态范围。 可编程放大器的输入、输出用单片机内部的A/D采样在单片机内部处理数据得到直流电压值或交流电压的幅度，通过输入确定放大率，测量输出调整放大率是稳定的。所以采用方案三。1.2回路部分案论(1)、统一配送的选择方案1: LM324差动输入的四运算放大器LM324是四个独立的高增益、内部频率补偿运算放大器，并且专门经营在来自单个电源的电压范围内。 来自分裂电源的操作也有可能是与低电源电流消耗独立的电源电压的幅度。 与单电源应用情况下的标准运算放大器相比，具有一些显着优点。 这四个放大器可以在低至3.0伏或高至32伏的电源下操作，其中，静态电流是MC1741的静态电流的五分之一。 由于共模输入范围包含负电源，因此无需在多种用途中采用外部偏置元件。场景2:NE5532是高性能低噪声双运算放大器NE5532是高性能低噪声双运算放大器(双运算放大器)集成电路。 类似于许多标准传输，但其具有更好的噪声性能、优良的输出驱动能力、相当高的信号带宽、电源电压范围等特点。 因此，适用于高质量专业的音响设备、仪器、控制电路及电话信道放大器。 声音放大时的音色温暖而忠实度高方案3:LM358内部频率补偿的双运算放大器LM358内部具有2个独立的高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适用于电源电压范围宽的单电源使用，还支持双电源动作模式，在推荐动作条件下，电源电流不依赖于电源电压。 其使用范围包括使用传感器放大器、直流增益模块及能够从所有单电源供给电力运算放大器的情况。这次测量了音频信号，所以采用了情景2。第二章单元模块设计2.1信号收集和处理电路图本模块采用精密全波整流电路，将交流信号整形为直流电位，测量并显示在单片机AD上。2.2频率检测电路该模块将整形后的全波改变为方波，对单片机AD测量频率，比较器优选采用LM358低频响应。2.3电源电路电源模块对变压器输出的交流电流进行整流并稳定后，输出4种电压供给电路2.4 MSP430F149最小系统MSP430F149最小系统适配器板适用于调试2.5编程电路使用现有的模块DAC8802调整程序控制第三章系统调试3.1软件设计框图3.2主程序一、总设计框图：AD测量全波整流VinVpp功率输出控制扩大负极放大Vin整形AD频率测量半波整流拾音(6)、编程流程图开始初始化读出AD值得到VIN振幅值读取VIN的频率的双曲馀弦值返回初始化第四章系统功能、指标参数4.1说明系统可实现的功能系统最终会实现以下功能(1)放大器可从MP3或信号源输入音频(100HZ-10KHZ )信号，具有600负载，或驱动8扬声器(2-5W )。(2)当输入信号幅度在10mv到5v之间变化时，放大器输出的默认值被保持在2v0.2v。(3)能够显示输入信号的振幅和频率的大小。(可在1v-3v范围内逐步调节放大器的输出宽度，步长为0.2v。(5)能够根据环境噪声自动调整放大器的输出幅度。4.2系统测试方法调试一般采用通电观察、块调试、单元整体的调整方法(1)通电观察。 确认电路连接没有错误时，打开电源。 首先，观察是否有短路等异常现象。 如有异常，立即关闭电源，排出故障。(2)块调试。 根据功能分为不同的模块，调试各个模块。 一般的调试都是沿着信号流进行的，因此很容易输出座位后面的级别输入，为最后的连调创建条件。(3)整个单元的调整。 调整各单元的电路后，将其连接整个单元进行调整，确认是否满足要求。4.3系统功能和指标参数分析输入(VIN )0.10.30.50.71.02.03.04.0频率(fhz )1.031.011.031.031.021.041.081.03误差(% )31322222第五章设计总结1 )通过实验，自己要有清晰的想法和具体的流程。 不要一步一步地计算。 仔细考虑，仔细考虑，能很好地完成整个设计的实现。2 )在实际出手之前，不要理解和模糊实验各部分的工作原理。 在切实掌握理论知识的基础上，自己分析实验中出现的问题，最终解决问题。 只有这样，才能在实践中培养自己的思维逻辑思维，独立分析、发现和解决问题。3 )我们通过设计制作过程，着眼于系统的性能指标和运行稳定性，根据兼顾稳定性和准确性的原则，采取了许多有效措施，完成了设计主题规定的指标和要求，达到了基本的性能指标。4 )在实验硬件的焊接和程序调整过程中，不要着急，自己每个部门，一步一步，自信，按照正确的方法慢慢来，自己一定会解决问题，最终能够正确地实现设计。5 )、本文对自动增益控制放大器进行了精细、全面、规范的分析，整体设计、制作、调整了相应的软件，贯穿了设计的全过程。 处理本文提到的各种算法，得出结论。 工作包括：(1)对设计所需部件分析其原理和性能，进行极其应用和发展。(2)给出自动增益控制放大器硬件设计方案、电路图，并附说明。(3)介绍软件的设计方法，给出部分程序列表。系统设计中需要改进的几点(1)测量输入信号，振幅较小或较大时。 等待输出信号稳定度(2)需要提高测量频率范围附件#include#include 12864.h #include capture.h #include key.h #include other.h #include dac8802.h 外部浮点频道； /form capture.c未标识的char timerb0_ count；char Timerb0_flag=0；无符号长vin _ val _ temp； /外部信号电压幅度#defineout_switch_on810=bit4#defineout_switch_off810|=bit4void init_clk(void )装模作样bcscontl1=xt2off；BCSCTL2|=SELM1 SELS； /MCLK=XT2；do装模作样IFG1=OFIFG； /清除振荡器故障标志for(unsigned int i=20； i0； i-； /延迟一段时间，稳定的时间以下称为while！ ifg1ofifg！=0； /振荡器故障判定标志位IFG1=OFIFG；以下称为void TIMERB_Init ()装模作样TBCTL=TBSSEL0 TBCLR； /SMCLK，clear TARTBCCTL0=CCIE； /CCR0 interrupt enabledTBCCR0=8000；TBCTL |=MC1； /start timer _ a in continuous模式以下称为/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *。以下称为int main(void )装模作样volatile unsigned int i；WDTCTL=WDTPW WDTHOLD； /Stop watchdog timerfor (i=0； i20000； I )/delayforcrystalstabilization装模作样以下称为init_clk ()；capture_int ()； /捕捉功能初始化init_12864 ()； /key_port_init ()； /密钥初始化init_ADC12 ()； /ADC测量初始化DAC8802_INIT ()； /DAC8802初始化TIMERB_Init ()；_EINT ()； /开放中断/* send _ DAC 8802 (1，16383 )_delay_cycles ()；send _ DAC 8802 (1，10000 )_delay_cycles (