【導(dǎo)讀】薀蒃羀節(jié)莃袂罿肂蠆螈羈膄蒁蚄羇芆蚇薀羇荿蒀袈羆肈節(jié)螄肅膁蒈蝕肄芃芁薆肅羃蒆蒂肂膅艿袁肂芇薅螇肁莀莇蚃肀聿薃蕿聿膂莆袇膈芄薁螃膇莆莄蠆膆肆蕿蚅螃羋莂薁螂莀蚈袀螁肀蒀螆螀膂蚆螞蝿芅葿薈衿莇節(jié)袇袈肇蕆螃袇腿芀蝿袆莁蒅蚅裊肁莈薁襖膃薄衿袃芆莆螅袃莈薂蟻肈蒞薇羈膀薀蒃羀節(jié)莃袂罿肂蠆螈羈膄蒁蚄羇芆蚇薀羇荿蒀袈羆肈節(jié)螄肅膁蒈蝕肄芃芁薆肅羃蒆蒂肂膅艿袁肂芇薅螇肁莀莇蚃肀聿薃蕿聿膂莆袇膈芄薁螃膇莆莄蠆膆肆蕿蚅螃羋莂薁螂莀蚈袀螁肀蒀螆螀膂蚆螞蝿芅葿薈衿莇節(jié)袇袈肇蕆螃袇腿芀蝿袆莁蒅蚅裊肁莈薁襖膃薄衿袃芆莆螅袃莈薂蟻肈蒞薇羈膀薀蒃羀節(jié)莃袂罿肂蠆螈羈膄蒁蚄羇芆蚇薀羇荿蒀

　　

【正文】 有 14 引腳 SOIC 封裝形式。 該系列芯片是二線制 串行 EEPROM 芯片，有硬件寫保護(hù)引腳 WP。 （ 3）引腳說(shuō)明 用于基本總線操作的引腳只有 SCL 和 SDA。其管腳定義如下： SCL 串行時(shí)鐘端。這個(gè)信號(hào)用于對(duì)輸入和輸出數(shù)據(jù)的同步，寫入串行 EEPROM 的數(shù)據(jù)用其上升沿同步，輸出數(shù)據(jù)用其下降沿同步。 SDA 串行數(shù)據(jù)（ /地址）輸入 /輸出端。這是串行雙向數(shù)據(jù)輸入 /輸出線。這個(gè)引腳是漏極開(kāi)路驅(qū)動(dòng)，可以與任何 數(shù)目的其他漏極開(kāi)路或集電極開(kāi)路的器件“線或”連接。 WP 寫保護(hù)。這個(gè)引腳用于硬件數(shù)據(jù)保護(hù)功能，當(dāng)其接地時(shí)，可以對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)器進(jìn)行正常的讀 /寫操作；當(dāng)其接電源時(shí)，芯片就具有數(shù)據(jù)保護(hù)功能，被保護(hù)部分因不同型號(hào)芯片而異。被保護(hù)的部分的讀操作不受影響，實(shí)際少年宮這時(shí)被保護(hù)部分就可以作為串行只讀存儲(chǔ)器使用。 A0、 A A2 片選或頁(yè)面選擇地址輸入。 VCC 電源電壓接 5V VSS 接地端 （ 3）內(nèi)部框圖以及功能描述 24C02（ A） /04A/08A/16A 支持 雙向二線制串行總線及其傳輸規(guī)約，一般把傳送數(shù)據(jù)到總線上的器件定義為發(fā)送器，接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。串行 EEPROM 在系統(tǒng)中總是作為從機(jī)工作，總線必須由一片可以產(chǎn)生串行時(shí)鐘（ SCL）的住器件控制，通常這個(gè)住器件就是微處理器或者微控制器，控制總線訪問(wèn)和產(chǎn)生“啟動(dòng)”和“停止”信號(hào)。微處理器和 EEPROM 都可以作為發(fā)送器或者接收器，在對(duì) EEPROM 進(jìn)行寫操作時(shí)，微處理器是發(fā)送器，串行 EEPROM 是接收器，而在讀操作時(shí)，則剛好與之相反。 （ 4） EEPROM24C02 的電路連接 EEPROM24C02 的電路連接圖如下：它在本設(shè)計(jì)中起到的作用是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的掉電可存儲(chǔ)功能。其中串行時(shí)鐘端 SCL 和串行數(shù)據(jù)（ /地址）輸入 /輸出端 SDA接到單片機(jī)的P1 口。 D 類功放模塊介紹 利用 Ti公司全 D類音頻功放芯片 TPS3004和 MCS51系列微處理器設(shè)計(jì)紅外線遙控的數(shù)字音量控制立體聲音頻功率放大器。 TPS3004 D類立體聲音頻功率放大芯片具有每通道12W的功率輸出，立體聲音量由直流電壓實(shí)現(xiàn) – 40 dB to 36 dB增益范圍調(diào)節(jié)，并能對(duì)用戶設(shè)置 參數(shù)實(shí)現(xiàn)掉電存儲(chǔ)。 模塊原理圖 此原理圖為設(shè)計(jì)電路的后半部分，此部分電路實(shí)現(xiàn)的功能是通過(guò)調(diào)節(jié) DAC MAX541的輸出電壓值以及調(diào)節(jié)兩個(gè)電位器的阻值使它們的電壓值為可調(diào)，從而達(dá)到控制 D 類功放音量的目的。 D/A 轉(zhuǎn)換器 MAX541 的功能特性及電路連接 （ 1） MAX541特點(diǎn)簡(jiǎn)介 MAX541高精度 DAC是美國(guó) MAXIN公司生產(chǎn)的 串口輸入，電壓輸出的 16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特點(diǎn)是采用三線串行接口，并且輸入采用施密特觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，內(nèi)置上電復(fù)位功能，功耗為 。工作于 +5伏單電源，工作電 流為 0V到 。由于具有很低的功耗，無(wú)須調(diào)整即可得到 16位的精度，所以非常適合于工業(yè)控制及儀器儀表等應(yīng)用。 （ 2） MAX541的外觀及引腳說(shuō)明： 如圖， MAX541是 8腳 DIP和 SO封裝， 引腳功能說(shuō)明如下： CS\ 片選信號(hào)輸入端； VDD 接 +5V電源端； AGND 接模擬地端； DGND 數(shù)字地端； REF 參考電壓輸入端，接外部 +； SCLK 串行時(shí)鐘輸入端； DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端； OUT 數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出端。 （ 3） MAX541的工作原理 請(qǐng)看下表，此表很直觀明了地說(shuō)明了 MAX541的工作原理。模擬輸出電壓 VOUT的范圍可以由輸入不同的數(shù)字代碼來(lái)有規(guī)律地控制。當(dāng)輸入的 16位數(shù)字代碼為全零時(shí)輸出電壓為 0，當(dāng)輸入的 16位數(shù)字代碼為全 1時(shí)輸出電壓約為 VREF即 。 VOUT變化的規(guī)律是：16位數(shù)字代碼由全 0開(kāi)始，每次加 1一直到全 1變化，對(duì)應(yīng)的輸出電壓 VOUT從 0開(kāi)始，每次增加 VREF*（ 1/65536）。 數(shù)字輸入代碼 模擬輸出電壓值 VOUT 1111 1111 1111 1111 VREF*（ 65535/65536） 1000 0000 0000 0000 VREF*（ 32768/65536） 0000 0000 0000 0001 VREF*（ 1/65536） 0000 0000 0000 0000 0V 表 31 數(shù)字輸入代碼與輸出電壓值對(duì)應(yīng)表 我們還關(guān)心一個(gè)原理，就是怎樣把 16 位的數(shù)字代碼輸入 MAX541 里面。請(qǐng)看下圖， 當(dāng)片選端信號(hào) CS 選通后（低電平有效），串行時(shí)鐘輸入端的時(shí)鐘信號(hào)開(kāi)始生效，在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿?cái)?shù)據(jù)會(huì)同步地傳輸并鎖存到 DAC 的數(shù)據(jù)輸入寄存器中。當(dāng) 16 位數(shù)據(jù)傳輸完后 CS 置 1，然后進(jìn)入下一輪的數(shù)據(jù)代碼傳輸。 圖 316 （ 4） MAX541 的電路連接 MAX541 在本設(shè)計(jì)中的電路連接見(jiàn)下圖，讓它外接 +5V 電源， 6 腳接單片機(jī)的 P1 口實(shí)現(xiàn)串口通信。模擬地 DGND 和數(shù)字地 AGND 相接構(gòu)成地線系統(tǒng)，為了消除高 頻和低頻干擾，必須在 REF 與地之間接入退耦電容。由圖可以看出， MAX541 的輸出電壓及兩個(gè)可調(diào)電位器分別接到了 D 類功放芯片的 11（ VOLUME）、 10（ VARMAX）和第 9（ VARDIFF）腳，通過(guò)調(diào)節(jié)這三個(gè)管腳的輸入電壓就可以達(dá)到控制此 D 類功放音量的目的。至于是怎樣控制的在下面將會(huì)詳細(xì)介紹。 D 類功放芯片 TPA3004D2 的功能特性及電路連接 （ 1） TPA3004D2 的特性 此 D類立體聲音頻功率放大芯片具有每通道 12W的功率輸出，立體聲音量由直流電壓控制，可以實(shí)現(xiàn)從 – 40 dB 到 36 dB增益范圍調(diào)節(jié)。 （ 2） TPA3004D2 的主要管腳功能 由于該芯片管腳較多，不可能也沒(méi)必要一一說(shuō)明其功能，下面就本設(shè)計(jì)所用到的管腳功能說(shuō)明如下： RINN（ 2） 右聲道音頻輸入的負(fù)極 RINP（ 3） 右聲道音頻輸入的正極 LINN（ 6） 左聲道音頻輸入的負(fù)極 LINP（ 5） 左聲道音頻輸入的正極 LOUTN（ 1 17） 左聲道音頻輸出的負(fù)極（兩管腳接在一起） LOUTP（ 21） 左聲道音頻輸出的正極（兩管腳接在一起） ROUTN（ 4 45） 右聲道音頻輸出的負(fù)極（兩管腳接在一起） ROUTP（ 41） 右聲道音頻輸出的正極（兩管腳接在一起） VARDIFF（ 9） 結(jié)合 VARMAX（ 10）與 VOLUME（ 11）對(duì)輸出設(shè)置增益 VARMAX（ 10） 輸入直流電壓為 VAROUT 輸出設(shè)置最大增益，（假如 VAROUT 沒(méi)用到 VARMAX 就要接地線） VOLUME（ 11） 在此管腳輸入直流電壓為 VAROUT 輸出設(shè)置增益 （ 3） TPA3004D2 的 外觀 （ 4） TPA3004D2 的調(diào)制方案 調(diào)制方案在確定所需濾波器類型方面起著重要作用。傳統(tǒng)的 D 類放大器需要 LC 濾波器，圖 X 顯示了采用的傳統(tǒng)調(diào)制類型。在該方案中，當(dāng)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，差動(dòng) PWM 輸出信號(hào)的占空比為 50%，這 50%的占空比不生成可以聽(tīng)到的聲音，因?yàn)槠骄ㄐ螢榱?。但它?huì)從喇叭吸收并使用大量電流，產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的功率損耗?，F(xiàn)在，隨著輸入電壓的增加，正極 OUT+的占空比也隨之增加，負(fù)極 OUT的占空比則會(huì)減少。 就該類型的調(diào) 制方案而言，應(yīng)當(dāng)采用二階 BUTTREWORTH 低通濾波器。如圖 X 所示，該濾波器用兩個(gè)電感和三個(gè)電容作為典型的橋接式負(fù)載輸出。該濾波器主要作為電感，在電壓變換時(shí)使輸出電流保持一致，這降低了少輸入信號(hào)或無(wú)輸入信號(hào)時(shí)的功耗。但是該類濾波器的主要缺陷是尺寸增加及額外的外部元件成本增加。由于揚(yáng)聲器既具有電阻性有具有電感性，而且 D 類放大器開(kāi)關(guān)波形通過(guò)揚(yáng)聲器產(chǎn)生高電壓，所以效率方面的提高將受到損失，從而導(dǎo)致較高的電源電流，也抵消了 D 類放大器帶來(lái)的效率優(yōu)勢(shì)。 電感 L1 與 L2 以及電容 C1 構(gòu)成差動(dòng)濾波器使信號(hào)以 40DB /S 的斜率衰減。開(kāi)關(guān)電流主要通過(guò) C C2 及 C3，揚(yáng)聲器消耗的電流很小。 在 TI 新一代 D 類放大器 TPA3004D2 產(chǎn)品系列中，調(diào)制方案經(jīng)過(guò)修改，只產(chǎn)生非常短的差動(dòng)功率脈沖，以避免無(wú)輸入信號(hào)時(shí)發(fā)生擊穿。新的調(diào)制方案不再需要二階BUTTREWORTH 低通濾波器，從而可以大大減少系統(tǒng)成本以及設(shè)計(jì)方案的尺寸。由于新的調(diào)制方案的正負(fù)輸出信號(hào)是同相的，因此負(fù)載的差動(dòng)電壓在大多數(shù)開(kāi)關(guān)周期均為 0V。這極大地降低了開(kāi)關(guān)電流，消除了負(fù)載中的功耗。 （ 5） TPA3004D2 的工作原理 實(shí)際上此芯片的音量控制是由 VOLUME（ 11）、 VARDIFF（ 9）以及 VARMAX（ 10）這三個(gè)管腳控制的。這三個(gè)管腳輸入的都是直流電壓。原理如下圖所示。當(dāng)電壓分別輸入這三個(gè)管腳后 11 腳的電壓 VOLUME 將會(huì)減去第九腳 VARDIFF 的電壓，然后跟第十腳 VARMAX 上的電壓做比較，假如第十腳 VARMAX 上的電壓比之大則控制電壓為 VOLUME（ 11）與VARDIFF（ 9）的電壓的差值：假如第十腳 VARMAX 上的電壓比之小則控制電壓為 VARMAX上的電壓，也就是說(shuō)第十腳上的電壓 VARMAX 是一個(gè)基準(zhǔn)電壓。 4 電路設(shè)計(jì)制作及調(diào)試 電路的設(shè)計(jì)制作 Protel 99se 簡(jiǎn)介 Protel 99se是用于繪制電子制作的原理圖和 PCB圖所用到的軟件，它 具有全面的工具、文檔以及設(shè)計(jì)項(xiàng)目的組織功能 ，能夠 使用戶輕松駕馭電子線路設(shè)計(jì)的全過(guò)程。 它 主要由兩大部分組成：原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ Schematic99）與印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)（ PCB99），前者主要用于電路原理圖的設(shè)計(jì)，為印制電路板的設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)；，后者主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生最終的 PCB文件，直接關(guān)系到電路板的生產(chǎn)。 實(shí)際制作電路的步驟 (1) 設(shè)計(jì)電路原理圖 利用 Protel 99SE 的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)繪制電路原理圖，要充分利用各種原理圖繪圖工具和編輯功能。 比如大部分元件在庫(kù)里找得到，但是有些就必須自己新建庫(kù)文件再進(jìn)行編輯。 (2) 校對(duì)電路圖 檢查和校對(duì)電路 原理 圖是 很重要的，直接關(guān)系到下面的操作， 只有保證所繪制的電路圖正確無(wú)誤 或者盡量減少錯(cuò)誤的產(chǎn)生 ，后面的工作才 得以順利進(jìn)行 。 (3) 生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)表 SPICE list SPICE list 是 連接原理圖編輯器和 PCB 編輯器之間的橋梁和紐帶 ,是自動(dòng)布線的核心。將該網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入 PCB 編輯器過(guò)程中 ,原理圖沒(méi)有問(wèn)題最好 ，還存在問(wèn)題的話就要根據(jù)錯(cuò)誤提示一個(gè)個(gè)檢查直到所有錯(cuò)誤都消除掉，然后就可以把元件導(dǎo)入 PCB 編輯器了。 (4) 對(duì) PCB 板布局 元件導(dǎo)入 PCB 編輯器后就可以開(kāi)始進(jìn)行布局了，其實(shí)布局是一門學(xué)問(wèn)，要靠平時(shí)的積累，生手跟熟手布出來(lái)的板在各方面比如可觀性、穩(wěn)定性上是完全不一樣的。因?yàn)?元件布局受到很多方面的影響，必須從結(jié)構(gòu)、電磁干擾和將來(lái)布線的方便性等方面進(jìn)行綜合考慮 . （ 5） PCB 板 的實(shí)際制作 對(duì)繪制 好 的 PCB 板圖進(jìn)行各種設(shè)計(jì)規(guī)則檢查，如安全、間距和干擾等，以及網(wǎng)絡(luò)檢查 (對(duì)照 SPICE list)后就可以進(jìn)行實(shí)際的制作了。把圖紙打印出來(lái)后 用電熨斗燙到覆銅的電路板上，然后腐蝕電路板 ,再鉆孔 ,焊接元器件 .注意元器件不能虛焊，要焊牢固。元器件焊完后檢查各條線路是否導(dǎo)通就完成電路板的制作了。 印制電路板設(shè)計(jì)原則和抗干擾措施 印制電路板 (PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件．它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術(shù)的飛速發(fā)展， PGB 的密度越來(lái)越高。 PCB 設(shè)計(jì)的好壞對(duì)抗干擾能力影響很大．因此，在進(jìn)行 PCB 設(shè)計(jì)時(shí)．必須遵守 PCB 設(shè)計(jì)的一般原則，并應(yīng)符合抗干擾設(shè)計(jì)的要求。 （ 1） PCB 設(shè)計(jì)的一般原則 要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布且及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的 PCB．應(yīng)遵循以下一般原則： 首先，布局上要考慮 PCB 尺寸大小。 PCB 尺寸過(guò)大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過(guò)小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定 PCB 尺寸后．再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。盡可能縮短高頻元器件之間