基于stc89c51单片机和DA的数控音频功率放大器DAC0832设计

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基于stc89c51单片机和DA的数控音频功率放大器DAC0832设计

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一．设计要求

   （1）输入信号为30mv峰峰值的正弦波，频率范围 20HZ~20KHZ，输入阻抗Ri ≥20KΩ，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（8Ω负载）。

   （3）液晶显示。

二．原理框图

三．方案对比选择

用DAC0832控制前级放大

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前级放大100倍后用单片机控制DAC0832进行衰减。

经对比选择用DAC0832控制前级放大比较简单，而且较精确。

四．电路图设计

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五．主要元件选择及参数设计

（1） 运放LF353

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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的输入。

（2）功率放大器TDA2030

TDA2030的工作电压是+15v。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进行功率放大。TDA2030具有体积小，输出功率大，失真小等特点。功率放大器内含多种保护电路，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STC89S52

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STC89S52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。

（5）DAC0832

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DI0~DI7：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DAC寄存器写选通输入线。  Iout1:电流输出线。当输入全为1时Iout1最大。   Iout2: 电流输出线。其值与Iout1之和为一常数。   RFb:反馈信号输入线,芯片内部有反馈电阻.   Vcc:电源输入线 (+5v~+15v)   Vref:基准电压输线 (-10v~+10v )  AGND:模拟地,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的部分。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的输出增益。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输出部分的波形。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，在这个过程中通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高和改进的地方，也增强了我学习本专业的兴趣和信心，可以说以后不管是读研还是找工作，我要想成为一名合格的电子工程师还有很长的路要走。。。

附录一  实验电路图

附录二  实验源程序

#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;

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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)   //延时i毫秒

{

        uint j;

        while(i--)

        {               

                for(j=0;j<=74;j++)

                {

                        _nop_();

                }

        }

}

void lcd_init()

{

        lcd_delay();

        write_comm(0x38);                //显示模式控制：设置16*2显示，5*7点阵，8位数据口

        write_comm(0x08);                //关显示

        write_comm(0x01);                //清屏

        write_comm(0x06);                //输入模式控制：光标右移，整屏不移动

        write_comm(0x0c);                //开显示，显示光标，光标闪烁

                                                        //0x0e，开显示，显示下光标，光标不闪烁

        write_comm(0x80);

    write_comm(0x02);                //数据指针清零

}

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)                                     //这种结构保持以后升级到多行显示液晶

      {

        case 1:write_comm(0x80+column);break;

        case 2:write_comm(0x80+0x40+column);break;//重新调整数据地址指针

        default:break;

      }

    while(*dis_buffer!='\0') // '\0'结束符

     {

                 write_data(*dis_buffer);

                        dis_buffer++;

            column++;

            if(column==16)

            {               

                column=0;

                row++;

                if(row>=3)

                    return;

                else

                  switch(row)                                     //这种结构保持以后升级到多行显示液晶

                  {

                    case 1:write_comm(0x80);break;

                    case 2:write_comm(0x80+0x40);break;                         //重新调整数据地址指针

                    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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资料很详细 谢谢楼主用心