1、<p>　　音頻功率放大電路設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué)院名稱： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　姓 名：

2、 </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師職稱： </p><p>　　2012年 6 月 </p><p>　　音頻功率放大電路設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：本文所介紹的由單片機(jī)控制的音頻放大電路，

3、具有操作方便，音質(zhì)效果好等特點(diǎn)。而且，整個(gè)音頻放大器驅(qū)動(dòng)電壓范圍廣，從5V到15V均可做為音頻功率放大電路的驅(qū)動(dòng)電源。 本電路采用 TDA2030作為功率放大器，工作電壓是+15v。它將輸入的電流進(jìn)行放大，然后驅(qū)動(dòng)喇叭工作。TDA2030具有體積小，輸出功率大，失真小等特點(diǎn)，功率放大器內(nèi)含多種保護(hù)電路，工作安全可靠性高。本電路通過LF353對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行前級(jí)放大，通過DAC0832對(duì)前級(jí)放大進(jìn)行控制，并通過鍵盤輸入由STC89C52單片

4、機(jī)對(duì)放大倍數(shù)進(jìn)行控制由液晶顯示放大倍數(shù)。</p><p>　　關(guān)鍵詞: DAC0832；TDA2030；音頻放大器 ；功率</p><p>　　The Design of Audio Power Amplifier</p><p>　　Abstract: This paper introduces the microcomputer controlled by t

5、he audio amplification circuit, has the advantages of convenient operation, perfect sound quality characteristics. Moreover, the audio amplifier driving voltage range is wide, from 5V to15V can be used as an audio power

6、amplification circuit for the driving power supply. The circuit uses TDA2030 as the power amplifier, the operating voltage is +15v. It will be the input current is amplified, then drives a loudspeaker to work. TDA20</

7、p><p>　　Keywords: DAC0832 ；TDA2030；audio amplifier；power</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 前言1</b></p><p>　　1.1課題的意義目的1</p><p>　　1.

8、2主要研究?jī)?nèi)容范圍1</p><p>　　1.3應(yīng)解決的問題1</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)方案2</p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)思路2</b></p><p>　　2.2總體設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)4</p><p>

9、;　　3.1總體硬件電路4</p><p>　　3.2麥克風(fēng)輸入電路4</p><p>　　3.3前級(jí)放大電路模塊5</p><p>　　3.4單片機(jī)設(shè)計(jì)模塊8</p><p>　　3.5液晶顯示模塊11</p><p>　　3.6數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊19</p><p>　　3.7功率放大

10、模塊25</p><p>　　第4章 軟件部分設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.1軟件總體模塊26</p><p>　　4.2液晶顯示模塊26</p><p>　　4.3按鍵掃描模塊27</p><p>　　4.4前級(jí)程控放大模塊28</p><p>　　第5章 數(shù)據(jù)分析與電路完善

11、29</p><p>　　5.1相關(guān)數(shù)據(jù)記錄分析29</p><p>　　5.2功能的改進(jìn)以及完善29</p><p>　　5.2.1焊接方面的缺陷及完善29</p><p>　　5.2.2軟硬件設(shè)計(jì)方面的缺陷以及完善30</p><p><b>　　第6章 總結(jié)31</b></p

12、><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　致 謝33</b></p><p><b>　　附錄：34</b></p><p><b>　　1源程序34</b></p><p>　　2硬件電路原理圖

13、42</p><p><b>　　第1章 前言</b></p><p>　　1.1課題的意義、目的</p><p>　　研究音頻功率放大器的意義在于，音頻功率放大電路設(shè)計(jì)的領(lǐng)域十分廣泛，在我們身邊的許多電子產(chǎn)品中都會(huì)有它的身影，小到我們平時(shí)聽歌的mp4，大到城防警報(bào)系統(tǒng)，還有許多需要放大音頻信號(hào)的地方都要用到音頻功率放大電路，身為電子信息工程專

14、業(yè)的一名畢業(yè)生我有必要仔細(xì)研究一下它的工作原理以及構(gòu)成，通過細(xì)致的研究希望能在今后的工作以及相關(guān)類似產(chǎn)品的研究維修方面給我提供經(jīng)驗(yàn)。</p><p>　　1.2 主要研究?jī)?nèi)容、范圍</p><p>　　對(duì)于音頻功率放大電路設(shè)計(jì)的研究?jī)?nèi)容由硬件和軟件兩大部分組成，硬件部分由前級(jí)放大電路、功率放大電路、按鍵電路、喇叭輸入電路以及單片機(jī)電路組成，軟件部分由鍵盤掃描、液晶顯示、單片機(jī)控制等部分構(gòu)成

15、。研究的范圍是在音頻信號(hào)在人耳接受的20~20000Hz的頻率范圍內(nèi)對(duì)麥克風(fēng)出入進(jìn)來的聲音信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)放大倍數(shù)的放大最后由喇叭輸出。</p><p>　　1.3 應(yīng)解決的問題</p><p>　　我本次研究的課題和我以往研究的課題有很大的不同，原來研究的課題都是對(duì)軟件的程序上要就比較高，這次的音頻功率放大電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于硬件電路各個(gè)元器件的選取上，因?yàn)楣Ψ诺募夹g(shù)指標(biāo)要求相對(duì)較為細(xì)致，輸入

16、電壓輸入阻抗，失真度，負(fù)載能力等一系列指標(biāo)的要求下對(duì)硬件電路的設(shè)計(jì)尤其是元器件的選擇就要多下功夫進(jìn)行一些列的計(jì)算，需要不斷地調(diào)試硬件電路才達(dá)到了相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)。軟件方面需要解決的問題是熟練掌握C語(yǔ)言對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程，編寫程序時(shí)加強(qiáng)對(duì)程序?qū)哟位O(shè)計(jì)的能力以及程序的可讀性，不斷地修改程序最終實(shí)現(xiàn)功能。</p><p>　　第2章 總體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　2.1設(shè)

17、計(jì)思路</b></p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)目的及要求</p><p>　　(1) 學(xué)習(xí)電子電路、單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)與軟件編程。</p><p>　　(2) 熟悉各種功放電路的原理，選擇合適的音頻功放電路。</p><p>　　(3) 進(jìn)行硬件電路的制作，編寫程序并完成軟硬件調(diào)試。</p><p>　　

18、(4) 撰寫論文。 </p><p><b>　　2.1.2技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　(1) 音頻范圍20Hz～20KHz，麥克風(fēng)輸入音頻信號(hào)。</p><p>　　(2) 失真度0.5%～1%。</p><p>　　(3) 輸入電壓范圍100mV～4V,輸入阻抗10KΩ。</p><p&

19、gt;　　(4) 輸出負(fù)載能力8Ω/4Ω。</p><p><b>　　2.2總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　方案一：采用模擬電路設(shè)計(jì)該音頻放大器的設(shè)計(jì)方案主要由電源部分和功放部分組成，它分別由電源變壓器、整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路四部分組成穩(wěn)壓電源，由TDA2822，耦合電容，電阻組成功放電路。根據(jù)電路對(duì)不同電壓的需求可以由電源部分隨時(shí)改變電壓值，根據(jù)電

20、源提供不同的電壓值相應(yīng)功放的帶載能力也會(huì)不同。由音頻信號(hào)發(fā)生器提供信號(hào)源，通過功放管進(jìn)行功率放大從而達(dá)到對(duì)音頻信號(hào)放大的目的，最后用揚(yáng)聲器或是示波器來觀測(cè)顯示結(jié)果記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：用模擬電路設(shè)計(jì)的音頻功率放大電路其優(yōu)點(diǎn)是電路中設(shè)計(jì)了電源部分，所以在連接電源的過程中會(huì)更加的方便且不需要編寫任何程序。</p><p>　　缺點(diǎn)：元器件數(shù)量頗多加大了焊接的難度，在器件的

21、選擇方面難度較大需經(jīng)過大量的理論計(jì)算，調(diào)試過程較為復(fù)雜且失真度較大。</p><p>　　圖2-1硬件原理框圖</p><p>　　方案二：該設(shè)計(jì)思路中由單片機(jī)、液晶、鍵盤、前級(jí)放大、功率放大、喇叭等模塊組成。</p><p><b>　　圖2-2硬件原理圖</b></p><p>　　缺點(diǎn)：需要掌握相關(guān)單片機(jī)程序的編寫

22、，由于功放和單片機(jī)供電不同造成電源連接復(fù)雜。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制下的設(shè)計(jì)思路就大大簡(jiǎn)化了硬件電路部分的元器件的選擇，一切都可以由不同種類的芯片代替，在設(shè)計(jì)的指標(biāo)方面都可以更好的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化后期調(diào)試工作，通過軟件的編寫也讓電路的操作方面得到了優(yōu)化，通過按鍵便可以選取不同的放大倍數(shù)，這樣的操作方式也更具人性化更符合電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初衷[1]。</p><p>　　綜上所述：選

23、擇采用單片機(jī)為核心的設(shè)計(jì)思路對(duì)音頻功率放大電路進(jìn)行下一步系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　第3章 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1總體硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　以單片機(jī)為核心的音頻功率放大電路硬件電路主要有單片機(jī)外圍電路，液晶顯示電路，麥克風(fēng)輸入電路，前級(jí)放大電路數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，功率放大電路組成[2]。硬件部分由麥克風(fēng)輸入音頻信號(hào)經(jīng)過前級(jí)放大將音頻

24、信號(hào)進(jìn)行放大然后由單片機(jī)控制DAC0832進(jìn)行放大倍數(shù)的選擇再經(jīng)過功率放大輸出給喇叭再由喇叭輸出放大之后的音頻信號(hào)，下面分別介紹各模塊的硬件電路[2,3,4]。</p><p>　　圖3-1硬件電路總體框圖</p><p>　　3.2麥克風(fēng)輸入電路</p><p>　　麥克風(fēng)在輸入之前采用模擬電路的放大電路對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行放大[10]，由于采用的是駐極體話筒所以由話筒

25、得到的信號(hào)十分微弱需要放大電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大處理。</p><p>　　圖3-2麥克風(fēng)輸入電路圖</p><p>　　3.3前級(jí)放大電路模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1前級(jí)放大模塊的比較以及選定</p><p>　　(1) 選用繼電器控制前級(jí)放大</p><p>　　圖3-3繼電器控制前級(jí)放大圖</p&g

26、t;<p>　　用繼電器控制對(duì)不同阻值大小的電阻的選擇進(jìn)而可以控制不同的放大倍數(shù)。</p><p>　?。?）模擬開關(guān)控制前級(jí)放大</p><p>　　圖3-4模擬開關(guān)控制前級(jí)放大圖</p><p>　　用模擬開關(guān)的斷和同來控制放大倍數(shù)。</p><p>　　（3）用DAC0832程控前級(jí)放大</p><p&

27、gt;　　圖3-5 DAC0832控制前級(jí)放大</p><p>　　前級(jí)放大100倍后用單片機(jī)控制DAC0832進(jìn)行衰減。</p><p>　　由以上三種方案可以看出，用電磁繼電器和用模擬電路控制選擇不同的放大倍數(shù)來達(dá)到放大的目的電路較為復(fù)雜且焊接繁瑣，因?yàn)檫x擇不同的放大倍數(shù)所以對(duì)放大倍數(shù)的精確性要求就很高就；需要前期進(jìn)行大量的理論計(jì)算和實(shí)際調(diào)試且對(duì)于今后的放大倍數(shù)的操作也十分不簡(jiǎn)便，而用

28、STC89C52控制DAC0832來改變參考電壓的大小，由前級(jí)放大電路提供參考電壓然后再由11腳輸出改變的電壓信號(hào)給功率放大電路，這樣使得操作簡(jiǎn)便也大大簡(jiǎn)化了電路，所以綜上比較選擇第三種方案[9]。</p><p>　　3.3,2前級(jí)放大的設(shè)計(jì)</p><p>　　前級(jí)放大電路是由運(yùn)放LF353前級(jí)放大分別放大10倍，總共放大100倍。LF353的工作電壓是+15v，將7號(hào)輸出腳的信號(hào)作為

29、DAC0832的輸入。</p><p>　　圖3-6前級(jí)放大硬件電路</p><p>　　3.4 STC89C52電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.4.1 STC89C52單片機(jī)介紹</p><p>　　STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。使用Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器

30、技術(shù)制造，與工業(yè)80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。</p><p>　　STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2

31、級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p>　　圖3-7 STC89C52引腳圖</p><p>　　3.4.2 ST

32、C89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)</p><p>　　STC89C52是比較常用的52系列單片機(jī)。它的工作電壓是+5v。外圍電路加上12M的晶振，使其正常工作。P0端口通過附加1K的排阻來提高電路帶載能力，P0連接液晶顯示模塊，P1端口用來連接按鍵模塊，P2端口控制DAC0832通過對(duì)P2端口賦值來改變</p><p>　　輸出增益的大小。通過11，12腳連接下載線并將寫好的程序下載到單片機(jī)當(dāng)中。&

33、lt;/p><p>　　圖3-8單片機(jī)模塊引腳圖</p><p>　　3.4.3單片機(jī)時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　　STC89C52等CMOS型單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)可控的反相放大器，引腳XTAL1、XTAL2為反相放大器的輸入端和輸出端，在XTAL1、XTAL2上外接晶振（或陶瓷諧振器）和電容便組成振蕩器。</p><p>　　電容C1、C2的典

34、型值為30pFpF(晶振)或40pF10pF(陶瓷諧振器)。振蕩器頻率主要取決于晶振（或陶瓷諧振器）的頻率，但必須小于器件所允許的最高頻率。振蕩器的工作受（PCON.1）控制，復(fù)位以后PD=0振蕩器工作，可由軟件置“1”PD，使振蕩器停止振蕩，從而使整個(gè)單片機(jī)停止工作，以達(dá)到節(jié)電目的。CMOS型單片機(jī)也可以從外部輸入時(shí)鐘。</p><p>　　圖3-9單片機(jī)時(shí)鐘電路圖</p><p>　　

35、3.5 1602液晶電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1 1602液晶介紹</p><p>　　液晶顯示器簡(jiǎn)稱LCD顯示器，它是利用液晶經(jīng)過處理后改變光線的傳輸方向的特性實(shí)現(xiàn)顯示原理的。液晶顯示器具有體積小、重量輕、功耗極低、顯示內(nèi)容豐富、無(wú)輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影相穩(wěn)定不閃爍，可視面積大，畫面效果好，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用中得到了日益廣泛的應(yīng)用。液晶顯示器按其功能可分為

36、三類：筆段式液晶顯示器、字符點(diǎn)陣式液晶顯示器和圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器。前兩種可顯示數(shù)字、字符和符號(hào)等，而圖形點(diǎn)陣式液晶顯示器還可以顯示漢字和任意圖形，達(dá)到圖文并茂的效果。</p><p>　　字符型的液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式液晶顯示模塊，它是由若干個(gè)5*7或5*11等點(diǎn)陣符位組成的，每一個(gè)點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個(gè)字符。點(diǎn)陣字符位之間有一定點(diǎn)距的間隔，這樣就起到了字符間距和行距的作用。&

37、lt;/p><p>　　要使用點(diǎn)陣式LCD液晶顯示器，必須有相應(yīng)的LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器來對(duì)LCD顯示器進(jìn)行掃描、驅(qū)動(dòng)，以及一定空間的ROM和RAM來存儲(chǔ)寫入的命令和顯示字符的點(diǎn)陣?，F(xiàn)在往往將LCD控制器、驅(qū)動(dòng)器、RAM、ROM和LCD顯示器連接在一起，稱為液晶顯示模塊LCM。使用時(shí)只要向LCM送入相應(yīng)的命令和數(shù)據(jù)就可以實(shí)現(xiàn)顯示所須的信息。</p><p>　　目前市場(chǎng)上常用的有16字×

38、;1行，16字×2行，20字×2行和40字×2行等的字符液晶顯示模塊。這些LCM雖然顯示字?jǐn)?shù)各個(gè)不相同，但是都有相同的輸入輸出界面。本設(shè)計(jì)中所用的液晶顯示模塊的顯示容量為16×2字符型液晶顯示模塊；芯片工作電壓：4.5—5.5V；工作電流：2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓：5.0V；字符尺寸： 2.95×4.35(W×H)mm。</p><p>

39、　　1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無(wú)差別，1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14（無(wú)背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表三所示：</p><p>　　第1腳：VSS 電源地。</p><p>　　第2腳：VDD接5V正電源。</p><p>　　第3腳：VL液晶顯示偏壓信號(hào)，為液

40、晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)電位器調(diào)整對(duì)比度。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，數(shù)據(jù)/命令選擇端，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳：R/W為讀/寫選擇端，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS

41、為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳：BLA背光源正極。</p><p>　　第16腳：BLK背光源負(fù)極。<

42、;/p><p>　　1602的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及顯示原理</p><p>　　液晶顯示模塊RT—1602C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分成三部分：一為L(zhǎng)CD控制器，二為L(zhǎng)CD驅(qū)動(dòng)器，三為L(zhǎng)CD顯示裝置。</p><p>　　圖3-10液晶顯示模塊RT—1602C的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　控制器采用HD44780，驅(qū)動(dòng)器采用HD44100。HD44780是集控制

43、器、驅(qū)動(dòng)器于一體，專用于字符顯示控制驅(qū)動(dòng)集成電路。HD44100是作擴(kuò)展顯示字符位的。HD44780是字符型液晶顯示控制器的代表電路。</p><p>　　HD44780集成電路的特點(diǎn)：</p><p>　　（1）可選擇5*7或5*10點(diǎn)字符。</p><p>　?。?） HD44780不僅可作為控制器，而且還具有驅(qū)動(dòng)16*40點(diǎn)陣液晶像素的能力，并且HD44780

44、的驅(qū)動(dòng)能力還可通過外接驅(qū)動(dòng)器擴(kuò)展360列驅(qū)動(dòng)。HD44780可控制的字符高達(dá)每行80個(gè)字，也就是5*80=400點(diǎn)，HD44780內(nèi)藏有16路行驅(qū)動(dòng)器和40路列驅(qū)動(dòng)器，所以HD44780本身就具有驅(qū)動(dòng)16*40點(diǎn)陣LCD的能力（即單行16個(gè)字符或兩行8個(gè)字符）。如果在外部加一HD44100外擴(kuò)展40路/列驅(qū)動(dòng)，則可驅(qū)動(dòng)16*2LCD。</p><p>　?。?）HD44780的顯示緩沖區(qū)DDRAM、字符發(fā)生存儲(chǔ)器

45、（ROM）及用戶自定義的字符發(fā)生器CGRAM全部?jī)?nèi)藏在芯片內(nèi)。    </p><p>　　HD44780有80個(gè)字節(jié)的顯示緩沖區(qū)，分兩行，地址分別為00H—27H，40H—67H，它們實(shí)際顯示位置的排列順序跟LCD的型號(hào)有關(guān)，液晶顯示模塊RT—1602C的顯示地址與實(shí)際顯示位置的關(guān)系。</p><p>　　HD44780內(nèi)藏的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（ROM

46、）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖。</p><p>　　表3-1 1602的標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)</p><p>　　這些字符有阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。如數(shù)字“1”的代碼是00110001B（31H），又如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），可以看出英文字母的代碼與ASCII編碼相同。要顯示“1”時(shí)，只需將ASCII

47、碼31H存入DDRAM指定的位置，顯示模塊將在相應(yīng)的位置把數(shù)字“1”的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到數(shù)字“1”了。</p><p>　?。?）D44780具有8位數(shù)據(jù)和4位數(shù)據(jù)傳輸兩種方式，可與4/8位CPU相連。</p><p>　?。?）D44780具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)、閃爍等顯示功能。</p><p>　　HD44780的工作原理：&

48、lt;/p><p>　　示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM</p><p>　　DDRAM用來存放要LCD顯示的數(shù)據(jù)，只要將標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼送入DDRAM，內(nèi)部控制電路會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)傳送到顯示器上。</p><p><b>　　符發(fā)生器CGROM</b></p><p>　　HD44780內(nèi)藏的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGRAM），存儲(chǔ)了160

49、個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。</p><p>　　字符發(fā)生器CGRAM</p><p>　　CGRAM是供使用者儲(chǔ)存自行設(shè)計(jì)的特殊造型的造型碼RAM，CGRAM共有512BIT（64字節(jié)）。一個(gè)5*7點(diǎn)矩陣字型占用8*8BIT，所以CGRAM最多可存8個(gè)造型。</p><p>

50、<b>　　指令寄存器IR</b></p><p>　　指令寄存器IR負(fù)責(zé)儲(chǔ)存單片機(jī)要寫給LCM的指令碼。當(dāng)單片機(jī)要發(fā)送一個(gè)命令到IR時(shí)，必須要控制LCM的RS、R/W及E這三個(gè)引腳，當(dāng)RS及R/W引腳信號(hào)為0，E引腳信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)，就會(huì)把在D0—D7引腳上的數(shù)據(jù)送入IR。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)寄存器DR</b></p>

51、;<p>　　數(shù)據(jù)寄存器DR負(fù)責(zé)儲(chǔ)存單片機(jī)要寫到CGRAM或DDRAM的數(shù)據(jù)，或儲(chǔ)存單片機(jī)要從CGRAM或DDRAM讀出的數(shù)據(jù)，因此DR可視為一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，它也是由LCM的RS、R/W及E這三個(gè)引腳來控制。當(dāng)RS及R/W引腳信號(hào)為1，E引腳信號(hào)為1時(shí)，LCM會(huì)將DR內(nèi)的數(shù)據(jù)由D0—D7輸出。以供單片機(jī)讀??；當(dāng)RS引腳信號(hào)為1，E引腳信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)，就會(huì)把在D0—D7引腳上的數(shù)據(jù)存如DR。</p><

52、p>　　忙碌標(biāo)志信號(hào)BF（忙標(biāo)志）</p><p>　　BF的功能是告訴單片機(jī)，LCM內(nèi)部是否正忙著處理數(shù)據(jù)。當(dāng)BF=1時(shí)，表示LCM內(nèi)部正在處理數(shù)據(jù)，不能接受單片機(jī)送來的指令和數(shù)據(jù)。LCM設(shè)置BF的原因?yàn)閱纹瑱C(jī)處理一個(gè)指令的時(shí)間很短，只需幾微秒的時(shí)間，而LCM需要40US-1.64MS的時(shí)間，所以單片機(jī)要寫數(shù)據(jù)或指令到LCM之前，必須先查看BF是否為0。</p><p><b

53、>　　地址計(jì)數(shù)器AC</b></p><p>　　AC的工作是負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)寫到CGRAM、DORAM數(shù)據(jù)的地址，或從DDRAM、CGRAM讀出數(shù)據(jù)的地址。使用地址設(shè)定指令寫到IR后，則地址數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過指令解碼器，再存入AC。當(dāng)單片機(jī)從DDRAM或CGRAM存取資料時(shí)，AC依照單片機(jī)對(duì)LCM的操作而自動(dòng)修改它的地址計(jì)數(shù)值。</p><p>　　表3-2 HD44780接口部信號(hào)邏

54、輯功能組合表</p><p>　　用單片機(jī)來控制LCM，方式十分簡(jiǎn)單，LCM其內(nèi)部可以看成兩組寄存器，一個(gè)為指令寄存器IR，一個(gè)為數(shù)據(jù)寄存器DR，由RS引腳來控制。所有對(duì)指令寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的存取均需要檢查L(zhǎng)CM內(nèi)部的標(biāo)志BF，此標(biāo)志用來告知正在工作，并不允許接受任何的控制命令。而此位的檢查可以令RS=0，用讀取D7來加以判斷，當(dāng)D7為0時(shí)，才可以寫入指令或數(shù)據(jù)寄存器。LCM控制指令有11組，以下分別介紹。&l

55、t;/p><p><b>　　表3-3 清屏功能</b></p><p>　　指令代碼為01H，將DDRAM數(shù)據(jù)全部填入“空白”的ASCII代碼20H，執(zhí)行此指令將清除顯示器的內(nèi)容，同時(shí)光標(biāo)移到左上角。</p><p>　　表3-4 光標(biāo)歸位功能</p><p>　　指令代碼為02H，地址計(jì)數(shù)器AC被清0，DDRAM數(shù)據(jù)不變

56、，光標(biāo)移到左上角。X表示可以為0也可以為1。</p><p>　　表3-5 輸入方式設(shè)置</p><p>　　當(dāng)I/D=1時(shí)，光標(biāo)從左向右移動(dòng)；I/O=0時(shí)，光標(biāo)從右往左移動(dòng)。當(dāng)S=1時(shí)，內(nèi)容移動(dòng)，S=0時(shí)，內(nèi)容不移動(dòng)。</p><p>　　表3-6顯示開關(guān)控制</p><p>　　指令代碼為08H—0FH。該指令控制字符、光標(biāo)以及閃爍開與關(guān)

57、，有3個(gè)狀態(tài)位D、C、B，這3個(gè)狀態(tài)位分別控制著字符、光標(biāo)和閃爍的顯示狀態(tài)。D是字符顯示狀態(tài)位。當(dāng)D=1時(shí)為開顯示，D=0時(shí)為光標(biāo)移動(dòng)。光標(biāo)為底線形式（5*1點(diǎn)陣），光標(biāo)的位置由地址指針計(jì)數(shù)器AC確定，并隨其變動(dòng)移動(dòng)。當(dāng)AC值超出了字符的顯示范圍，光標(biāo)將隨之消失。B是光標(biāo)閃爍顯示狀態(tài)位。當(dāng)B=1時(shí)；B=0時(shí)，光標(biāo)不閃爍。</p><p>　　表3-7 光標(biāo)、字符位移</p><p>　　執(zhí)

58、行該指令將產(chǎn)生字符或光標(biāo)向左或向右滾動(dòng)一個(gè)字符位。如果定時(shí)間隔地執(zhí)行該指令，將產(chǎn)生字符或光標(biāo)的平滑滾動(dòng)。</p><p><b>　　表3-8功能 設(shè)置</b></p><p>　　設(shè)置數(shù)據(jù)位數(shù)，當(dāng)DL=1時(shí)數(shù)據(jù)位為8位，DL=0時(shí)數(shù)據(jù)位為4位。設(shè)置顯示行數(shù)，當(dāng)N=1時(shí)雙行顯示，N=0時(shí)單行顯示。設(shè)置字形大小，當(dāng)F=1時(shí)5*10點(diǎn)陣，F(xiàn)=0時(shí)為5*7點(diǎn)陣。</p

59、><p>　　表3-9 CGRAM地址設(shè)置</p><p>　　設(shè)置用戶自定義CGRAM的地址，對(duì)用戶自定義CGRAM訪問時(shí)，要先設(shè)定CGRAM的地址，地址范疇為0—63。</p><p>　　表3-10 DDRAM地址設(shè)置</p><p>　　該指令將7位的DDRAM地址寫入地址指針計(jì)數(shù)器AC內(nèi)，隨后，單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的操作是對(duì)DDRAM餓讀/寫操

60、作。</p><p>　　表3-11讀BF及AC值</p><p>　　讀忙標(biāo)志及地址計(jì)數(shù)器AC命令。當(dāng)BF=1時(shí)表示忙，這時(shí)不能接受命令和數(shù)據(jù)：BF=0時(shí)表示不忙。低7位為讀出的AC的地址，值為0—127。</p><p>　　表3-12寫DDRAM或CGRAM命令</p><p>　　向DDRAM或CGRAM當(dāng)前位置中寫入數(shù)據(jù)。對(duì)DDRA

61、M或CGRAM寫入數(shù)據(jù)之前須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址。</p><p>　　表3-13 讀DDRAM或CGRAM命令</p><p>　　從DDRAM或CGRAM當(dāng)前位置中讀出數(shù)據(jù)。當(dāng)DDRAM或CGRAM讀出數(shù)據(jù)時(shí)，先須設(shè)定DDRAM或CGRAM的地址[5]。</p><p>　　3.5.2 1602液晶模塊設(shè)計(jì)</p><p>　

62、　液晶1602主要由程序進(jìn)行控制顯示，與單片機(jī)的P0口相接。P0口接1k的排阻以提高帶載能力，1602顯示容量為16乘2個(gè)字符，工作電壓為+5v。圖3-11為液晶1602的引腳圖。</p><p>　　圖3-11 1602引腳圖</p><p>　　3.6數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1 DAC0832介紹</p><p>　

63、　DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成[6]。</p><p>　　圖3-12 DAC0832引腳圖</p><p>　　3.6.2 DAC0832模塊設(shè)計(jì)</p><

64、p>　　DI0~DI7：數(shù)據(jù)輸入線，TLL電平。ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線，高電平有效。CS：片選信號(hào)輸入線，低電平有效。WR1：為輸入寄存器的寫選通信號(hào)。XFER：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)輸入線，低電平有效 。WR2：為DAC寄存器寫選通輸入線。Iout1：電流輸出線。當(dāng)輸入全為1時(shí)Iout1最大。Iout2：電流輸出線。其值與Iout1之和為一常數(shù)。Rfb：反饋信號(hào)輸入線,芯片內(nèi)部有反饋電阻。 Vcc：電源輸入線 (+5v~+

65、15v)。Vref：基準(zhǔn)電壓輸入線 (-10v~+10v ) AGND：模擬地,摸擬信號(hào)和基準(zhǔn)電源的參考地。DGND：數(shù)字地,兩種地線在基準(zhǔn)電源處共地比較好。</p><p>　　圖3-13 DAC0832模塊設(shè)計(jì)圖</p><p>　　3.7功率放大模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　3.7.1 功率放大器的介紹</p><p>　　1.傳統(tǒng)的數(shù)

66、字語(yǔ)音回放系統(tǒng)包含兩個(gè)主要過程 </p><p>　?。?）數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)到模擬語(yǔ)音信號(hào)的變換(利用高精度數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC)實(shí)現(xiàn)； </p><p>　?。?）利用模擬功率放大器進(jìn)行模擬信號(hào)放大，如A類、B類和AB類放大器。從1980年代早期，許多研究者致力于開發(fā)不同類型的數(shù)字放大器，這種放大器直接從數(shù)字語(yǔ)音數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)功率放大而不需要進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，這樣的放大器通常稱作數(shù)字功率放大器或者D類放大

67、器。 </p><p><b>　　A類放大器 </b></p><p>　　A類放大器的主要特點(diǎn)是：放大器的工作點(diǎn)Q設(shè)定在負(fù)載線的中點(diǎn)附近,晶體管在輸入信號(hào)的整個(gè)周期內(nèi)均導(dǎo)通。放大器可單管工作，也可以推挽工作。由于放大器工作在特性曲線的線性范圍內(nèi)，所以瞬態(tài)失真和交替失真較小。電路簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。但效率較低，晶體管功耗大，功率的理論最大值僅有25％，且有較大的非線性失

68、真。 由于效率比較低 現(xiàn)在設(shè)計(jì)基本上不再使用。 </p><p><b>　　B類放大器 </b></p><p>　　B類放大器的主要特點(diǎn)是：放大器的靜態(tài)點(diǎn)在(VCC，0)處，當(dāng)沒有信號(hào)輸入時(shí)，輸出端幾乎不消耗功率。在Vi的正半周期內(nèi)，Q1導(dǎo)通Q2截止，輸出端正半周正弦波；同理，當(dāng)Vi為負(fù)半波正弦波(如圖虛線部分所示)，所以必須用兩管推挽工作。其特點(diǎn)是效率較高(78

69、%)，但是因放大器有一段工作在非線性區(qū)域內(nèi)，故其缺點(diǎn)是"交越失真"較大。即當(dāng)信號(hào)在-0.6V~ 0.6V之間時(shí)，Q1 Q2都無(wú)法導(dǎo)通而引起的，所以這類放大器也逐漸被設(shè)計(jì)師摒棄。 </p><p><b>　　AB類放大器 </b></p><p>　　AB類放大器的主要特點(diǎn)是：晶體管的導(dǎo)通時(shí)間稍大于半周期，必須用兩管推挽工作。可以避免交越失真。交替

70、失真較大，可以抵消偶次諧波失真。有效率較高，晶體管功耗較小的特點(diǎn)。 </p><p><b>　　D類放大器 </b></p><p>　　D類(數(shù)字音頻功率)放大器是一種將輸入模擬音頻信號(hào)或PCM數(shù)字信息變換成PWM(脈沖寬度調(diào)制)或PDM(脈沖密度調(diào)制)的脈沖信號(hào),然后用PWM或PDM的脈沖信號(hào)去控制大功率開關(guān)器件通/斷音頻功率放大器，也稱為開關(guān)放大器。具有效率高

71、的突出優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字音頻功率放大器也看上去成是一個(gè)比特的功率數(shù)模變換器。放大器由輸入信號(hào)處理電路、開關(guān)信號(hào)形成電路、大功率開關(guān)電路(半橋式和全橋式)和低通濾波器(LC)等四部分組成。D類放大或數(shù)字式放大器。系利用極高頻率的轉(zhuǎn)換開關(guān)電路來放大音頻信號(hào)的。 </p><p>　?。?）具有很高的效率，通常能夠達(dá)到85%以上。 </p><p>　?。?）體積小，可以比模擬的放大電路節(jié)省很大的空間。

72、 </p><p>　?。?）無(wú)裂噪聲接通。</p><p>　?。?）低失真，頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少，便于設(shè)計(jì)調(diào)試。 </p><p>　　A類、B類和AB類放大器是模擬放大器，D類放大器是數(shù)字放大器。B類和AB類推挽放大器比A類放大器效率高、失真較小，功放晶體管功耗較小，散熱好，但B類放大器在晶體管導(dǎo)通與截止?fàn)顟B(tài)的轉(zhuǎn)換過程中會(huì)因其開關(guān)特性不佳或因電路參數(shù)選

73、擇不當(dāng)而產(chǎn)生交替失真。而D類放大器具有效率高低失真，頻率響應(yīng)曲線好。外圍元器件少優(yōu)點(diǎn)。AB類放大器和D類放大器是目前音頻功率放大器的基本電路形式?！?</p><p><b>　　T類放大器 </b></p><p>　　T類功率放大器的功率輸出電路和脈寬調(diào)制D類功率放大器相同，功率晶體管也是工作在開關(guān)狀態(tài)，效率和D類功率放大器相當(dāng)。但它和普通D類功率放大器不同的是：

74、</p><p>　?。?）它不是使用脈沖調(diào)寬的方法，Tripath公司發(fā)明了一種稱作數(shù)碼功率放大器處理器“Digital Power Processing （DPP）”的數(shù)字功率技術(shù)，它是T類功率放大器的核心。它把通信技術(shù)中處理小信號(hào)的適應(yīng)算法及預(yù)測(cè)算法用到這里。輸入的音頻信號(hào)和進(jìn)入揚(yáng)聲器的電流經(jīng)過DPP數(shù)字處理后，用于控制功率晶體管的導(dǎo)通關(guān)閉。從而使音質(zhì)達(dá)到高保真線性放大。</p><p&

75、gt;　?。?）它的功率晶體管的切換頻率不是固定的，無(wú)用分量的功率譜并不是集中在載頻兩側(cè)狹窄的頻帶內(nèi)，而是散布在很寬的頻帶上。使聲音的細(xì)節(jié)在整個(gè)頻帶上都清晰可“聞”。</p><p>　?。?）此外，T類功率放大器的動(dòng)態(tài)范圍更寬，頻率響應(yīng)平坦。DDP的出現(xiàn)，把數(shù)字時(shí)代的功率放大器推到一個(gè)新的高度。在高保真方面，線性度與傳統(tǒng)AB類功放相比有過之而無(wú)不及。 </p><p>　　綜上所述，本電

76、路選擇的TDA2030為AB類功率放大器。</p><p><b>　　2.功率放大器原理</b></p><p>　　高頻功率放大器用于發(fā)射機(jī)的末級(jí)，作用是將高頻已調(diào)波信號(hào)進(jìn)行功率放大，以滿足發(fā)送功率的要求，然后經(jīng)過天線將其輻射到空間，保證在一定區(qū)域內(nèi)的接收機(jī)可以接收到滿意的信號(hào)電平，并且不干擾相鄰信道的通信。</p><p>　　高頻功率放

77、大器是通信系統(tǒng)中發(fā)送裝置的重要組件。按其工作頻帶的寬窄劃分為窄帶高頻功率放大器和寬帶高頻功率放大器兩種，窄帶高頻功率放大器通常以具有選頻濾波作用的選頻電路作為輸出回路，故又稱為調(diào)諧功率放大器或諧振功率放大器；寬帶高頻功率放大器的輸出電路則是傳輸線變壓器或其他寬帶匹配電路，因此又稱為非調(diào)諧功率放大器。高頻功率放大器是一種能量轉(zhuǎn)換器件，它將電源供給的直流能量轉(zhuǎn)換成為高頻交流輸出。</p><p>　　在 “低頻電子線

78、路”課程中已知，放大器可以按照電流導(dǎo)通角的不同，將其分為甲、乙、丙三類工作狀態(tài)。甲類放大器電流的流通角為360o，適用于小信號(hào)低功率放大。乙類放大器電流的流通角約等于 180o；丙類放大器電流的流通角則小于180o。乙類和丙類都適用于大功率工作。丙類工作狀態(tài)的輸出功率和效率是三種工作狀態(tài)中最高者。高頻功率放大器大多工作于丙類。但丙類放大器的電流波形失真太大，因而不能用于低頻功率放大，只能用于采用調(diào)諧回路作為負(fù)載的諧振功率放大。由于調(diào)諧回

79、路具有濾波能力，回路電流與電壓仍然極近于正弦波形，失真很小。 </p><p>　　除了以上幾種按電流流通角來分類的工作狀態(tài)外，又有使電子器件工作于開關(guān)狀態(tài)的丁類放大和戊類放大。丁類放大器的效率比丙類放大器的還高，理論上可達(dá)100％，但它的最高工作頻率受到開關(guān)轉(zhuǎn)換瞬間所產(chǎn)生的器件功耗(集電極耗散功率或陽(yáng)極耗散功率）的限制。如果在電路上加以改進(jìn)，使電子器件在通斷轉(zhuǎn)換瞬間的功耗盡量減小，則工作頻率可以提高。這就是戊

80、類放大器。我們已經(jīng)知道，在低頻放大電路中為了獲得足夠大的低頻輸出功率，必須采用低頻功率放大器，而且低頻功率放大器也是一種將直流電源提供的能量轉(zhuǎn)換為交流輸出的能量轉(zhuǎn)換器。高頻功率放大器和低頻功率放大器的共同特點(diǎn)都是輸出功率大和效率高，但二者的工作頻率和相對(duì)頻帶寬度卻相差很大，決定了他們之間有著本質(zhì)的區(qū)別。低頻功率放大器的工作頻率低，但相對(duì)頻帶寬度卻很寬。例如，自20至 20000 Hz，高低頻率之比達(dá) 1000倍。因此它們都是采用無(wú)調(diào)諧負(fù)

81、載，如電阻、變壓器等。</p><p>　　高頻功率放大器的工作頻率高（由幾百kHz一直到幾百、幾千甚至幾萬(wàn)MHz），但相對(duì)頻帶很窄。例如，調(diào)幅廣播電臺(tái)（535－1605 kHz的頻段范圍）的頻帶寬度為 10 kHz，如中心頻率取為 1000 kHz，則相對(duì)頻寬只相當(dāng)于中心頻率的百分之一。中心頻率越高，則相對(duì)頻寬越小。因此，高頻功率放大器一般都采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路。由于這后一特點(diǎn)，使得這兩種放大器所選用的工作

82、狀態(tài)不同：低頻功率放大器可工作于甲類、甲乙類或乙類（限于推挽電路）狀態(tài)；高頻功率放大器則一般都工作于丙類（某些特殊情況可工作于乙類）。近年來，寬頻帶發(fā)射機(jī)的各中間級(jí)還廣泛采用一種新型的寬帶高頻功率放大器，它不采用選頻網(wǎng)絡(luò)作為負(fù)載回路，而是以頻率響應(yīng)很寬的傳輸線作負(fù)載。這樣，它可以在很寬的范圍內(nèi)變換工作頻率，而不必重新調(diào)諧。綜上所述可見，高頻功率放大器與低頻功率放大器的共同之點(diǎn)是要求輸出功率大，效率高；它們的不同之點(diǎn)則是二者的工作頻率與相

83、對(duì)頻寬不同，因而負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和工作狀態(tài)也不同。 </p><p>　　高頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有：輸出功率、效率、功率增益、帶寬和諧波抑制度（或信號(hào)失真度）等。這幾項(xiàng)指標(biāo)要求是互相矛盾的，在設(shè)計(jì)放大器時(shí)應(yīng)根據(jù)具體要求，突出一些指標(biāo)，兼顧其他一些指標(biāo)。例如實(shí)際中有些電路，防止干擾是主要矛盾，對(duì)諧波抑制度要求較高，而對(duì)帶寬要求可適當(dāng)降低等。功率放大器的效率是一個(gè)突出的問題，其效率的高低與放大器的工作狀態(tài)有直接的關(guān)系。

84、放大器的工作狀態(tài)可分為甲類、乙類和丙類等。為了提高放大器的工作效率，它通常工作在乙類、丙類，即晶體管工作延伸到非線性區(qū)域。但這些工作狀態(tài)下的放大器的輸出電流與輸出電壓間存在很嚴(yán)重的非線性失真。低頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)大，不能采用諧振回路作負(fù)載，因此一般工作在甲類狀態(tài)；采用推挽電路時(shí)可以工作在乙類。高頻功率放大器因其信號(hào)的頻率覆蓋系數(shù)小，可以采用諧振回路作負(fù)載，故通常工作在丙類，通過諧振回路的選頻功能，可以濾除放大器集電極電流

85、中的諧波成分，選出基波分量從而基本消除了非線性失真。</p><p>　　所以，高頻功率放大器具有比低頻功率放大器更高的效率。高頻功率放大器因工作于大信號(hào)的非線性狀態(tài)，不能用線性等效電路分析，工程上普遍采用解析近似分析方法——折線法來分析其工作原理和工作狀態(tài)。這種分析方法的物理概念清楚，分析工作狀態(tài)方便，但計(jì)算準(zhǔn)確度較低。以上討論的各類高頻功率放大器中，窄帶高頻功率放大器：用于提供足夠強(qiáng)的以載頻為中心的窄帶信號(hào)功

86、率，或放大窄帶已調(diào)信號(hào)或?qū)崿F(xiàn)倍頻的功能，通常工作于乙類、丙類狀態(tài)。寬帶高頻功率放大器：用于對(duì)某些載波信號(hào)頻率變化范圍大得短波，超短波電臺(tái)的中間各級(jí)放大級(jí)，以免對(duì)不同fc的繁瑣調(diào)諧。通常工作于甲類狀態(tài)[7]。 </p><p>　　3.7.2 TDA2030的介紹</p><p>　　TDA2030A是德律風(fēng)根生產(chǎn)的音頻功放電路，采用V型5 腳單列直插式塑料封裝結(jié)構(gòu)。按引腳的形狀可分為H型和

87、V型。該集成電路廣泛應(yīng)用于汽車立體聲收錄音機(jī)、中功率音響設(shè)備，具有體積小、輸出功率大、失真小等特點(diǎn)。并具有內(nèi)部保護(hù)電路。意大利SGS公司、美國(guó)RCA公司、日本日立公司、NEC公司等均有同類產(chǎn)品生產(chǎn)，雖然其內(nèi)部電路略有差異，但引出腳位置及功能均相同，可以互換。</p><p>　　3.7.3 TDA2030模塊設(shè)計(jì)</p><p>　　TDA2030的工作電壓是+15v。它將輸入的電流進(jìn)行放

88、大，然后驅(qū)動(dòng)喇叭響。利用TDA2030進(jìn)行功率放大。TDA2030具有體積小，輸出功率大，失真小等特點(diǎn)。功率放大器內(nèi)含多種保護(hù)電路，工作安全可靠性高，主要保護(hù)電路有：短路保護(hù)，熱保護(hù)，地線偶然開路，電源極性反接，以及負(fù)載泄放電壓反沖等。其中，熱保護(hù)電路能夠容易承受輸出的過載，甚至是長(zhǎng)時(shí)間的，或者環(huán)境溫度超過時(shí)均起到保護(hù)作用。與普通電路相比較，散熱片可以有更小的安全系數(shù)[8]。結(jié)溫超過時(shí)，也不會(huì)對(duì)器件有所損害。</p>&l

89、t;p>　　圖3-14 TDA2030模塊電路圖</p><p>　　第4章 軟件部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1軟件總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　程序主要分為三個(gè)部分，即液晶顯示、控制DAC0832以及按鍵掃描三個(gè)部分。由于本設(shè)計(jì)采用的是用按鍵分別控制?？梢栽谥骱瘮?shù)中調(diào)用一個(gè)鍵盤掃描的函數(shù)，當(dāng)相應(yīng)的不同按鍵按下后控制

90、液晶顯示和單片機(jī)P2的輸出，從而控制DAC0832的輸出增益。</p><p>　　圖4-1軟件總體流程圖</p><p>　　4.2 液晶顯示部分</p><p>　　液晶顯示子程序，通過對(duì)液晶中RS，RW，E等的設(shè)置，使液晶可以顯示程序所需要的結(jié)果。</p><p>　　圖4-2 液晶顯示子程序流程圖</p><p&g

91、t;<b>　　4.3按鍵掃描部分</b></p><p>　　圖4-3按鍵掃描部分流程圖</p><p>　　按鍵部分主要通過按鍵掃描程序?qū)Π讣M(jìn)行掃描，通過按鍵的掃描程序來判斷是否有按鍵輸入，延時(shí)采用15ms。五個(gè)按鍵分別設(shè)定為0、10、20、30、40db的鍵值，當(dāng)有按鍵按下時(shí)就會(huì)存儲(chǔ)相應(yīng)按鍵鎖設(shè)定好的鍵值。</p><p><b&

92、gt;　　4.4程控放大部分</b></p><p>　　首先單片機(jī)通過從按鍵掃描程序中得到的鍵值進(jìn)行調(diào)用，經(jīng)過鍵值調(diào)用程序的調(diào)用之后將得到的鍵值數(shù)據(jù)傳送至前級(jí)程控放大DAC0832，再根據(jù)所得到的鍵值數(shù)來改變前級(jí)放大輸入?yún)⒖茧妷褐担I值設(shè)定為0、10、20、30、40db。</p><p>　　圖4-4程控放大部分流程圖</p><p>　　第5章 數(shù)

93、據(jù)分析與電路完善</p><p>　　在數(shù)據(jù)測(cè)試過程中主要通過萬(wàn)用表對(duì)輸出電壓，負(fù)載等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行相應(yīng)的記錄，根據(jù)不同的輸入電壓以及不同的負(fù)載可以得到不同的數(shù)據(jù)，通過對(duì)一系列數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析從而得到一定規(guī)律和結(jié)果。影響功率放大電路的因素主要有輸出功率大小，負(fù)載的大小，輸出功率的大小以及失真度大小，在數(shù)據(jù)測(cè)試的過程中需要逐一的將以上數(shù)據(jù)測(cè)試并記錄下來，不能直接測(cè)得數(shù)據(jù)通過計(jì)算公式間接求得。</

94、p><p>　　5.1相關(guān)數(shù)據(jù)記錄分析</p><p><b>　　表5-1數(shù)據(jù)記錄表</b></p><p>　　根據(jù)公式：可以得到輸出功率，其中U為輸出電壓值，RL為負(fù)載。</p><p>　　失真有多種：諧波失真、互調(diào)失真、相位失真等等。我們平常所說的失真度的技術(shù)術(shù)語(yǔ)為總諧波失真，英文為：Total Harmonic

95、Distortion，簡(jiǎn)稱THD。一般在多媒體音箱的功放電路上，THD的指標(biāo)是指在fo＝10KHz正弦波輸入，功率在1/2額定輸出功率時(shí)的總諧波失真，這個(gè)指標(biāo)我們可以很容易地做到0.5%以下。但是，當(dāng)音量開大，功放的功率達(dá)接近額定功率時(shí)，THD會(huì)開始急劇增加，這主要是由于電源功率的限制，使功放輸出出現(xiàn)了削波現(xiàn)象，也就是我們所說的削波失真，這個(gè)時(shí)候它是THD中的最主要成分。 　</p><p>　　諧波失真是由放大

96、器的非線性引起的，失真的結(jié)果是使放大器輸出產(chǎn)生了原信號(hào)中沒有的諧波分量，使聲音失去了原有的音色，嚴(yán)重時(shí)聲音會(huì)發(fā)破、刺耳。多媒體音箱的諧波失真在標(biāo)稱額定功率時(shí)的失真度均為10%，要求較高的一般應(yīng)該在1%以下。</p><p>　　公式可以測(cè)得失真度，式中，U1為輸出信號(hào)基波有效值，U2、U3等為各次諧波有效值。</p><p>　　根據(jù)公式分別得出負(fù)載分別為4 ?，8 ?時(shí)的失真度分別為2.

97、1%，2.5%。</p><p>　　以上使用音頻信號(hào)發(fā)生器作為輸入時(shí)得出的數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)的結(jié)果可以看出該電路在失真度上還是沒有達(dá)到起初設(shè)計(jì)時(shí)的要求，失真度大于了1%的最大要求。</p><p>　　當(dāng)用麥克風(fēng)做輸入，喇叭做輸出的時(shí)候得到的聲音是有雜音的且得到放大的聲音信號(hào)不是很清晰，隨著放大倍數(shù)的增高，聲音信號(hào)也就越不清晰，這是由于失真度沒有達(dá)到要求造成的。推究失真度大的原因是因?yàn)樵谳斎攵?/p>

98、我采用的是模擬電路對(duì)麥克風(fēng)的聲音信號(hào)進(jìn)行放大信號(hào)處理的時(shí)候由于沒有掌握好元器件的選擇導(dǎo)致在輸入環(huán)節(jié)就已經(jīng)造成較大的失真，所以在后續(xù)的放大中失真越來越大，導(dǎo)致了板子沒有控制好失真，最終使得失真度大于設(shè)計(jì)要求[14]。</p><p>　　5.2功能的改進(jìn)以及完善</p><p>　　5.2.1 焊接方面的缺陷及完善</p><p>　　在焊接方面，由于為了省時(shí)，我采用

99、了大量的杜邦線進(jìn)行連線，由于該電路線路相對(duì)復(fù)雜再加上使用的杜邦線過多，導(dǎo)致板子上線路錯(cuò)綜復(fù)雜，給后續(xù)的調(diào)試工作帶來了不小的難度，在攜帶時(shí)，過多的杜邦線總會(huì)松動(dòng)掉落，給板子的攜帶也造成了很大的影響。在今后板子的制作當(dāng)中我會(huì)盡量避免使用過多的杜邦線，采用在板子背后用走錫的方法連線，這樣既加快了硬件電路的焊接時(shí)間也解決了板子線路脫落的問題。在焊接時(shí)由于我沒有掌握功率放大器需要裝散熱片這一理論知識(shí)，在板子布局上過于緊密，導(dǎo)致最后沒有辦法安裝散熱

100、片，沒有散熱片就只能減少板子通電的時(shí)間來保護(hù)功率放大器不會(huì)因過熱而燒毀，這樣就給我在演示和測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)不時(shí)的就要斷電散熱給我?guī)Я瞬恍〉穆闊?，讓我在以后的硬件電路焊接中更加?xì)致合理的對(duì)板子進(jìn)行布局。</p><p>　　5.2.2軟硬件設(shè)計(jì)方面的缺陷以及完善</p><p><b>　?。?）硬件方面完善</b></p><p>　　在硬件方面的設(shè)

101、計(jì)缺陷主要體現(xiàn)在由于采用的傳統(tǒng)模擬電路的放大方式對(duì)聲音信號(hào)進(jìn)行處理，導(dǎo)致出入板子之前的信號(hào)就已經(jīng)造成了很大的失真再進(jìn)過后續(xù)的前級(jí)放大已經(jīng)功率放大之后失真會(huì)更加的嚴(yán)重，所以我打算對(duì)板子的輸入端進(jìn)行改進(jìn)，因?yàn)檩斎胫笜?biāo)中要求輸入電壓為100mv~4v,所以采用運(yùn)放LF353來代替模擬電路的放大功能以降低輸入端的失真度從而改善失真度達(dá)到設(shè)計(jì)之初對(duì)失真度的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　圖5-1硬件改進(jìn)電路圖</p&

102、gt;<p><b>　　(2)軟件方面完善</b></p><p>　　軟件方面設(shè)計(jì)方面對(duì)按鍵設(shè)置不夠理想，只能夠死板的選擇0、10、20、30、40db的放大倍數(shù)，對(duì)放大倍數(shù)的選擇不夠靈活且沒有設(shè)置復(fù)位按鍵，軟件的過于簡(jiǎn)化給硬件的功能上帶來了缺陷，可以通過設(shè)置復(fù)位按鍵以及對(duì)按鍵進(jìn)行重新設(shè)定來改善不足?？梢栽O(shè)置兩個(gè)按鍵為增減放大倍數(shù)，一個(gè)按鍵復(fù)位，另一個(gè)按鍵設(shè)置為確認(rèn)鍵，這樣

103、進(jìn)行改善可以省去一個(gè)按鍵還可以使操作上更加靈活。</p><p><b>　　第6章 總結(jié)</b></p><p>　　此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我大學(xué)生活的最后一步，從最初的選題、開題、到實(shí)物的焊接、調(diào)試、寫論文直到完成論文。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改論文，每一個(gè)過程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過這次實(shí)踐，我了解了音頻功率放大器用途及工作原理，熟悉了

104、音頻功率放大器的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了不少問題比如音頻信號(hào)發(fā)生器與麥克風(fēng)輸入信號(hào)就會(huì)有所不同而且硬件上面也會(huì)有所不同，由于電壓加的過高導(dǎo)致功放以及液晶單片機(jī)均被燒毀過，買的喇叭功率太小結(jié)果也被燒掉，當(dāng)時(shí)信心被一次次器件的燒毀所消磨殆盡，但經(jīng)過不懈的努力我還是完成板子的制作但是由于自己能力有限板

105、子的失真度還是比計(jì)劃上的要大，這也是我本次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中的一個(gè)遺憾，有遺憾也有收獲畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的制作能力。進(jìn)一步加強(qiáng)了我的編程能力，使我看到了自己有許多需要提高和改進(jìn)的地方，也增強(qiáng)了我學(xué)習(xí)本專業(yè)的興趣和信心，給我了工作以前對(duì)電路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，也讓我學(xué)會(huì)遇到困難只要</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p&g

106、t;　　[1]嚴(yán)毅.音箱集成電路應(yīng)用[J].電路設(shè)計(jì).1999,10：5-6</p><p>　　[2]余錫存,曹國(guó)華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].陜西：西安電子科技大學(xué)出版社.2000,7</p><p>　　[3]蔡杏山.零起步輕松學(xué)電子電路[M].北京：人民郵電出版社.2010,1</p><p>　　[4]STC89C5單片機(jī)的介紹[J].宏晶公司STC單片

107、機(jī)介紹.2006,1：3-5</p><p>　　[5]林華兵.MCS-51.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：華中科技大學(xué)出版社.2003,6</p><p>　　[6]周亦武,孫成鵬.放大電路指南[J].福建：福建科學(xué)技術(shù)出版社.2006,4：16-17</p><p>　　[7]林欣.功率電子技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社.2009</p><

108、;p>　　[8]趙廣林.常用電子元器件識(shí)別/檢測(cè)[J].電子制作.2007,6：9-14</p><p>　　[9]馬巍.單片機(jī)制作音樂盒[J].職業(yè).2011,29：21-22</p><p>　　[10]黃鵬勇.音頻功率放大器設(shè)計(jì)[J].寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) .2010,02：2-3</p><p>　　[11]王朱勞.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 西安：電子

109、科技大學(xué)出版社.2007,1</p><p>　　[12]丁鵬.功率放大集成電路原理及應(yīng)用[J].家電檢修技術(shù).2007,14：11-14</p><p>　　[13] Cygnal Integrated Products. C8051F單片機(jī)應(yīng)用解析[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2002</p><p>　　[14]闕永智.功率放大器的輸入電流及其引發(fā)的問題[J

110、].實(shí)用影音技術(shù).2003,12：13-15</p><p>　　[15]Michael A.E.Andersen.Direct-conversion switching-mode audio power amplifier with active capacitive voltage clamp[R]. 2005 IEEE 36th Power Electronic Specialists Conference