【文章內容簡介】 單片機的比較和選擇 當今單片機廠商琳瑯滿目，產品性能各異。常用的單片機有很多種：Intel8051系列、Motorola的M68HC系列、Atmel的AT89系列、臺灣華邦的W78系列、荷蘭Philips的PCF80C51系列、Microchip公司的PIC系列、Atmel的AT90S系列、韓國三星公司的KS57C系列4位單片機、臺灣義隆的EM78系列等。 在本文研究中，選擇了STC公司的STC89C52單片機。STC89C52是深圳宏晶公司生產的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，與標準MCS51指令系統及8052產品引腳兼容，片內置通8位中央處理器（CPU）和FLASH存儲單元，功能強大STC89C52單片機適用于許多較為復雜控制應用場合。 增益控制方案的比較和選擇 方案1：采用A／D／A+DSP構成的數字信號處理系統來實現，該方案的系統組成復雜、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，改變相應電阻的阻值就可改變放大器的增益，由于采用數字電位器改變電阻來控制放大器增益的方案具有概念清晰、電路組成簡單、實現容易、成本低廉，可較好地滿足實際要求。對于不同的電壓增益可選用不同阻值的電位器，并通過改變該電位器滑動端計數寄存器的數值來改變滑動端相對于固定端的電阻值，從而實現增益的調整。 綜合以上方案，選擇方案3，使用數字電位器控制增益。 數字電位器的比較和選擇 在這里，按照數字電位器的常用接口類型來選擇。 方案1： I178。C總線屬于二線串行接口，基于I178。C總線的數字電位器內部E178。PROM可在掉電前儲存滑動端的位置，具有機械電位器的工作特性。數據傳輸只用兩根線，傳輸速率高。由于I178。C總線型數字電位器輸出方式是漏極開路或集電極開路的形式，所以組成I178。C串行數據總線的串行數據線SDA和串行時鐘線SCL必須經過上拉電阻接到正電源上。SDA和SCL都為雙向I/O口線。 典型產品有Xicor公司生產的X9221和X9241數字電位器。 方案2： SPI(Serial Peripheral Interface串行外設接口)是一種同步串行外圍總線接口。它可使單片機與各種外圍設備以串行方式進行通信，在對速度要求低，功耗低，需要保存的參數少的系統中可廣泛應用。使用SPI接口的數字電位器不僅簡化了設計，還提高了數字電位器的可靠性。SPI接口型數字電位器采用三線SPI接口方式與主機進行串行通信。它含有一個標準三線串行控制接口。 典型的產品有美國Microchip公司的MCP41XXX/MCP42XXX系列電位器，是用SCK代表串行時鐘端，SI代表串行數據輸入端，代表片選端。 綜合以上方案，選擇方案2，采用SPI型數字電位器MCP41010來調節(jié)音量。 第三章 系統總體設計 5第三章 系統總體設計 系統設計的任務要求 設計一個音量可程控、有輸出音量顯示的基于單片機的音量控制電路。后級功率放大部分可用運算放大器元件，供電電源為+5V，輸入信號電壓幅度為(10～1000)mVrms，負載為8歐姆電阻。技術指標如下： a．失真度≤3%時，輸出功率P0≥；b．頻率響應為(20～22000)Hz；c．在信號源的幅度和頻率固定為某一值時，可以設置輸出功率，并實時測量、顯示輸出功率，顯示的輸出功率(Ps)與設定功率(Pg)的相對誤差(PsPg)/Pg≤3%?；竟δ埽? （1）設計一個基于單片機的音量控制電路：要求有兩個外部操作按鍵，即音量自動增加按鍵K1(或用“+”表示)和音量自動減小按鍵K2(或用“—”表示)。 （2）接通電源時，音響設備的音量處于一個適中的位置。 擴展功能： 通過按鍵的處理是音量能自動的增減，能在顯示器上顯示音量的大小。  系統設計原理 基于單片機的音量控制電路，采用MCP41XXX系列數字電位器，用STC89S52單片機進行控制，音量和音調的調節(jié)是通過選擇數字電位器中不同阻值的電位器以及軟件的進一步修正來達到的，較好地實現了可控增益放大器。其最大特色就在于，實現了用數字的方法控制模擬電路，即音量和音調的控制。 音頻功率放大 數字電位器 信號輸入 音量顯示 信 號 輸 出 單 片 機 鍵盤 系統設計原理 利用數字電位器能較容易實現對放大器增益的控制，且具有電路簡單、控制方便、成本低廉等優(yōu)點。通過采取措施也可實現對放大器增益較高精度的控制，增益的調整是通過選擇數字電位器中不同阻值的電位器以及軟件的進一步修正來達到的，可控增益放大器可應用于采集系統中的信號調理或要求放大器增益能程控的場合。系統原理電路圖見附錄A。 第四章 系統硬件電路設計 17第四章 系統硬件電路設計 基于單片機的音量控制電路的硬件設計，首先采用分塊設計的方法。將整個系統分為：按鍵控制電路模塊、顯示電路模塊、數字電位器的音量控制電路模塊，單片機與數字電位器的接口電路模塊。 單片機部分 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。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的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 8K可反復擦寫Flash ROM 片內帶256B的數據存儲器