基于51单片机和DA转换的数控音频功率放大器设计

1、程控音频功率放大器一.设计要求(1)输入信号为30mv峰峰值的正弦波，频率围20HZ20KHz输入阻抗Ri 20KQ ,前级程控放大器增益通过单片机键盘输入控制，增益可预置为10db ,20db, 30db, 40db。(2)后级功率放大器输出功率3W(8Q负载)。(3)液晶显小。液晶单片机Vi前级程控放大三.方案对比选择(1)选用继电器控制前级放大K1R11K3.3K用继电器控制电阻的选择进而控制放大倍数用模拟开光的断和同来控制放大倍数(3)用DAC0832空制前级放大Rf1Rf2前级放大100倍后用单片机控制DAC0832!行衰减。经对比选择用DAC0832空制前级放大比较简单，而且较精确

2、四.电路图设计U1C130pF30pF1918XTAL1C21 11.0592MXTAL2C30uFPSENRSTEA/VPPALER1VSSAT89C52P1.4S2P1.5S3P1.6P3.0/RxDP3.1/TxDP3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDP3.2/INT0P3.3/INT1R151K1VDDVLRS410kVCC5EN39P0.0/AD0P0.1/AD1836inP0.4/AD41134P0.5/AD5P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.7P2.4/A12220uF+VCCP2.7/A158U?ALF353D11U4IOUT1TDA203012D

3、I5IOUT2IDI6DI7GND10R5GND22KR6DAC0830680P0.2/AD2P0.3/AD3P0.6/AD6P0.7/AD7P2.2/A10P2.3/A11P2.5/A13P2.6/A14P2.0/A8P2.1/A9P1.3P1.4P1.5P1.6DI3DI467910R13(1K)C41uF(4)7uF)C8 100nFC51C9 C10220nF d00nf )22uF100uF100nF-Vs五.主要元件选择及参数设计(1)运放 LF353前级放大分别放大10倍，总共放大100倍。LF353的工作电压是+15v,各 引脚的接法见上图。将7号输出脚的信号作为DAC0832

4、勺输入。(2)功率放大器TDA2030TDA2030的工作电压是+15v0它将输入的电流进行放大，然后驱动喇叭响。 具体接法见上图。利用TDA2030!行功率放大。TDA2030M有体积小，输出功率 大，失真小等特点。功率放大器含多种保护电路，工作安全可靠性高，主要保护 电路有：短路保护，热保护，地线偶然开路，电源极性反接，以及负载泄放电压 反冲等。其中，热保护电路能够容易承受输出的过载，甚至是长时间的，或者环 境温度超过时均起到保护作用。与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系 数。结温超过时，也不会对器件有所损害。(3)单片机 STC89S52UIVCC4039P0.0/AD0XTAL1

5、P0.1/AD137 XTAL2P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD632-P0.7/AD7,RST,EA/VPPP1.0/T21 12- 3= PSENP1.1/T2EX ALEP1.2-4-P1.3P1.4.6,P3.0/RxDP1.57-,P3.1/TxDP1.6P3.2/INT0P1.7,P3.3/INT1,P3.4/T0P2.0/A82112T2r,P3.5/T1P2.1/A9P3.6/WRP2.2/A10P3.7/RDP2.3/A11P2.4/A12P2.5/A132,VSSP2.6/A14P2.7/A1520AT89C528OSTC89S

6、52是比较常用的52系列单片机。它的工作电压是+5v。外围电路加上 12M的晶振，使其正常工作。P2 口控制DAC0832通过对P2 口赋值来改变输出 增益的大小。(4)1602 液晶1602显示容量为16乘2个字符。工作电压为+5v编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2Date I/O2VDD电源止极10D3Date I/O3VL液晶显示偏压11D4Date I/O4RS数据/命令选 择端12D5Date I/O5R/W读写选择端13D6Date I/O6E使能端14D7Date I/O7D0Date I/O15BLA背光源正极:8D1Date I/O16BLK背光源负极(5)

7、 DAC0832DI0DI7:数据输入线，TLL电平。ILE :数据锁存允许控制信号输入线， 高电平有效。CS:片选信号输入线，低电平有效。WR1:为输入寄存器的写选通信号。XFER:数据传送控制信号输入线，低电平有效。WR2:为DACU存器写选通输入线。Iout1:电流输出线。当输入全为1时loutl最大。Iout2: 电流输出线。其值与Ioutl之和为一常数。Rfb:反馈信号输入线，芯片部有反 馈电阻.Vcc:电源输入线(+5v+15v) Vref:基准电压输线 (-10v+10v )AGNDg拟地,摸拟信号和基准电源的参考地DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好.六.软件编程按

8、照电路图的设计焊接好硬件电路。 就开始软件编程。程序主要分为两个部 分，即液晶显示部分和控制DAC0832勺部分。由于本设计采用的是用按键分别控 制。可以在主函数中调用一个键盘扫描的函数， 当相应的不同按键按下后控制液 晶显示和单片机P2的输出，从而控制DAC0832勺输出增益。源程序见附录。七.调试部分本次实验的调试部分花了大量的时间。当程序写好编译通过后，下载到单片 机中，调试硬件看有无显示和输出。调试主要分为3个部分。分别是液晶显示部 分，前级放大部分，功放输出部分。首先是液晶部分，经过几次程序的修改，和 对液晶部分电路的检测终于将液晶部分调出有显示。然后检查前级放大部分。在 输入端输入

9、峰峰值为50mv的正弦波。用示波器检查运放的输出。最后一遍联合 按键控制用示波器观察 DAC0832俞出部分的波形。结果显示良好。八.实验心得体会与总结经过这次试验，我还是有一些收获的。首先感觉到我们所学知识的肤浅， 既 没学活也没学深。以后要想做好电信专业的工作，我们还有很长的路要走。我也 认识到模拟电路是一门很值得研究而且可以大有作为的学科，要想成功做出一个模拟电路出来需要付出许多汗水，并不是能够将电路设计出来就算成功，由于模 拟电路本身的特点，理论值和实际情况往往有着很大的区别，当我们设计出一个合理的电路并把它焊接出来后，心中小有成就感，然而在调试的过程中却遭受了 失败的一次次打击，我们

10、甚至出现了上午把电路板调试好，下午输出信号完全混乱的情况，幸运的是我们任然坚持到最后并且品尝到了成功的喜悦。可以说完成理论设计只是完成了整个课题的很小一部分,调试过程占了很大的比重，在这个过程过与同学交流我们学到了很多,比如说电源要接去耦电容、液晶背光灯调节电阻的几种解法，单片机程序中几个函数的用法，电路虚焊的检验方法等等。通过这次实验，进一步验证了我的编程能力，使我看到了自己有许多需要提可以说以后不管是读研高和改进的地方，也增强了我学习本专业的兴趣和信心,还是找工作，我要想成为一名合格的电子工程师还有很长的路要走。附录实验电路图R15)vVDDqi30PF 匕一C2 J1.0呼30pFU1v

11、u-RS-I 40 vqq1918MXTAL1XTAL2P0.0/AP0.1/AP0.2/AP0.3/ADOD2D3kc310u221F1 31 u vqC0TP0.4/AD34P0.5/AD5P0.6/AD32P0.7/AD32D4D5D6D7K20S1P1.3P1.4RST EA/vPPPSENALEP3.0/RxDP3.1/TxDP3.2/INT0P3.3INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDVSSAT89q52S2EL+P1OP1.P1.P1.P1.P1.P1.P2.0/P2.1/P2.2/P2.3/P2.4/P2.54P2.64P2.7”ELU27-褶益13

12、3101234567812131416qsWR1 WR2 ILE XFERDI0DI1DI2DI3DI4DI5DI6DI7GNDGNDinvqq20vdrj8vref-RF11 IOUT12 IOUDAq0830Rf110kin-1+vqc8R13(1K)U5R141K-vqq+vqqVI-vqqU?ALF353Dq41UF(4 -1R522K rRf210k+Vs尸220iIFU5Eout7uF)R6680-C8100nFD1U4 TDA2030 x-22KR9RLD2S4P1.6_J士.01122C9 Z! C100)uF-p100nF220nF00nfS5P1.7 J附录二实验源程序-v

13、sS3P1.5 1#include#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit E=P1A2;sbit RS=PW0；sbit RW=PW1；sbit key1=P1A3;sbit key2=P1A4;sbit key3=P1A5;sbit key4=P1A6;sbit key5=P1A7;void lcd_init();void write_comm(uchar);void write_data(uchar);void write_string(uchar,uchar,uchar *);void lcd_d

14、elay();void delay_ms(uint);void delay_ms(uint i) / 延时 i 毫秒(.uint j;while(i-)(for(j=0;j=3) return;elseswitch(row)/这种结构保持以后升级到多行显示液晶(case 1:write_comm(0 x80);break;case 2:write_comm(0 x80+0 x40);break;/重新调整数据地址指针一default:break;void lcd_delay()(uchar i;for(i=0;i255;i+);void main()(lcd_init();/cntl1=1;cntl3=1;tl2=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=0 x02;write_string(2,0,0dB);.if(key2=0)(delay_ms(15);if(key2=0)(while(!key2);P2=0 x08;write_string(2,0,10dB);if(key3=