【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 單片機(jī)的比較和選擇 當(dāng)今單片機(jī)廠商琳瑯滿目，產(chǎn)品性能各異。常用的單片機(jī)有很多種：Intel8051系列、Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺(tái)灣華邦的W78系列、荷蘭Philips的PCF80C51系列、Microchip公司的PIC系列、Atmel的AT90S系列、韓國(guó)三星公司的KS57C系列4位單片機(jī)、臺(tái)灣義隆的EM78系列等。 在本文研究中，選擇了STC公司的STC89C52單片機(jī)。STC89C52是深圳宏晶公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通8位中央處理器（CPU）和FLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大STC89C52單片機(jī)適用于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。 增益控制方案的比較和選擇 方案1：采用A／D／A+DSP構(gòu)成的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該方案的系統(tǒng)組成復(fù)雜、成本較高。 方案2：采用可編程放大器，由于采用專用芯片，增益控制受限于芯片所提供的能力，靈活性差，其成本也較高。 方案3：放大器的增益與電阻有關(guān)，改變相應(yīng)電阻的阻值就可改變放大器的增益，由于采用數(shù)字電位器改變電阻來(lái)控制放大器增益的方案具有概念清晰、電路組成簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)容易、成本低廉，可較好地滿足實(shí)際要求。對(duì)于不同的電壓增益可選用不同阻值的電位器，并通過(guò)改變?cè)撾娢黄骰瑒?dòng)端計(jì)數(shù)寄存器的數(shù)值來(lái)改變滑動(dòng)端相對(duì)于固定端的電阻值，從而實(shí)現(xiàn)增益的調(diào)整。 綜合以上方案，選擇方案3，使用數(shù)字電位器控制增益。 數(shù)字電位器的比較和選擇 在這里，按照數(shù)字電位器的常用接口類型來(lái)選擇。 方案1： I178。C總線屬于二線串行接口，基于I178。C總線的數(shù)字電位器內(nèi)部E178。PROM可在掉電前儲(chǔ)存滑動(dòng)端的位置，具有機(jī)械電位器的工作特性。數(shù)據(jù)傳輸只用兩根線，傳輸速率高。由于I178。C總線型數(shù)字電位器輸出方式是漏極開(kāi)路或集電極開(kāi)路的形式，所以組成I178。C串行數(shù)據(jù)總線的串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時(shí)鐘線SCL必須經(jīng)過(guò)上拉電阻接到正電源上。SDA和SCL都為雙向I/O口線。 典型產(chǎn)品有Xicor公司生產(chǎn)的X9221和X9241數(shù)字電位器。 方案2： SPI(Serial Peripheral Interface串行外設(shè)接口)是一種同步串行外圍總線接口。它可使單片機(jī)與各種外圍設(shè)備以串行方式進(jìn)行通信，在對(duì)速度要求低，功耗低，需要保存的參數(shù)少的系統(tǒng)中可廣泛應(yīng)用。使用SPI接口的數(shù)字電位器不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，還提高了數(shù)字電位器的可靠性。SPI接口型數(shù)字電位器采用三線SPI接口方式與主機(jī)進(jìn)行串行通信。它含有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)三線串行控制接口。 典型的產(chǎn)品有美國(guó)Microchip公司的MCP41XXX/MCP42XXX系列電位器，是用SCK代表串行時(shí)鐘端，SI代表串行數(shù)據(jù)輸入端，代表片選端。 綜合以上方案，選擇方案2，采用SPI型數(shù)字電位器MCP41010來(lái)調(diào)節(jié)音量。 第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 5第三章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)要求 設(shè)計(jì)一個(gè)音量可程控、有輸出音量顯示的基于單片機(jī)的音量控制電路。后級(jí)功率放大部分可用運(yùn)算放大器元件，供電電源為+5V，輸入信號(hào)電壓幅度為(10～1000)mVrms，負(fù)載為8歐姆電阻。技術(shù)指標(biāo)如下： a．失真度≤3%時(shí)，輸出功率P0≥；b．頻率響應(yīng)為(20～22000)Hz；c．在信號(hào)源的幅度和頻率固定為某一值時(shí)，可以設(shè)置輸出功率，并實(shí)時(shí)測(cè)量、顯示輸出功率，顯示的輸出功率(Ps)與設(shè)定功率(Pg)的相對(duì)誤差(PsPg)/Pg≤3%?；竟δ埽? （1）設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的音量控制電路：要求有兩個(gè)外部操作按鍵，即音量自動(dòng)增加按鍵K1(或用“+”表示)和音量自動(dòng)減小按鍵K2(或用“—”表示)。 （2）接通電源時(shí)，音響設(shè)備的音量處于一個(gè)適中的位置。 擴(kuò)展功能： 通過(guò)按鍵的處理是音量能自動(dòng)的增減，能在顯示器上顯示音量的大小。  系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 基于單片機(jī)的音量控制電路，采用MCP41XXX系列數(shù)字電位器，用STC89S52單片機(jī)進(jìn)行控制，音量和音調(diào)的調(diào)節(jié)是通過(guò)選擇數(shù)字電位器中不同阻值的電位器以及軟件的進(jìn)一步修正來(lái)達(dá)到的，較好地實(shí)現(xiàn)了可控增益放大器。其最大特色就在于，實(shí)現(xiàn)了用數(shù)字的方法控制模擬電路，即音量和音調(diào)的控制。 音頻功率放大 數(shù)字電位器 信號(hào)輸入 音量顯示 信 號(hào) 輸 出 單 片 機(jī) 鍵盤 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 利用數(shù)字電位器能較容易實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器增益的控制，且具有電路簡(jiǎn)單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)采取措施也可實(shí)現(xiàn)對(duì)放大器增益較高精度的控制，增益的調(diào)整是通過(guò)選擇數(shù)字電位器中不同阻值的電位器以及軟件的進(jìn)一步修正來(lái)達(dá)到的，可控增益放大器可應(yīng)用于采集系統(tǒng)中的信號(hào)調(diào)理或要求放大器增益能程控的場(chǎng)合。系統(tǒng)原理電路圖見(jiàn)附錄A。 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 17第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的音量控制電路的硬件設(shè)計(jì)，首先采用分塊設(shè)計(jì)的方法。將整個(gè)系統(tǒng)分為：按鍵控制電路模塊、顯示電路模塊、數(shù)字電位器的音量控制電路模塊，單片機(jī)與數(shù)字電位器的接口電路模塊。 單片機(jī)部分 STC89C52的主要特性 STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Program and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能COMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容[1]。 STC89C52的主要功能主要功能特性 兼容MCS51指令系統(tǒng) 8K可反復(fù)擦寫(xiě)Flash ROM 片內(nèi)帶256B的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器