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智能音響系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))-資料下載頁(yè)

2025-02-24 02:45本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】的用途越來(lái)越多,家庭、工作隨處可見。人們對(duì)音響的使用性能也越來(lái)越有追求,為了大多數(shù)音響愛好者為此設(shè)計(jì)了智能音響系統(tǒng)音響。300W變壓器,為功放提供充足功率源;電源電壓在±1.25V~±32V可調(diào),電源用。ad采集電壓通過(guò)51單片機(jī)處理后在數(shù)碼管顯示出實(shí)時(shí)電壓。個(gè)手調(diào)電阻來(lái)調(diào)節(jié)音響的音量、高低音及左右平衡度。輸出音頻頻率選擇等多種功能,MP3、FM、外部音頻輸入可切換。光二極管隨著功放的功率變換而高低閃爍。

  

【正文】 LED+LEDP3LCDVCCVCCVCC2K1RSWRLCDEND0D1D2D3D4D5D6D7RD12345678P1VCC+32VVEE32VVCCGNDOVCC+32VOVEE32VRXDTXDRXDTXD1KR16D9LEDVCCVCCat89C52SPI下載口晶振電路復(fù)位電路電源指示電路功率檢測(cè)電路LCD液晶顯示電路 圖 321功率檢測(cè)及顯示電路整機(jī)原理圖 電壓比較器的應(yīng)用電路設(shè)計(jì) 集成運(yùn)放 LM324 介紹 LM324 是一個(gè) 4 運(yùn)放的集成芯片,有 14 個(gè)管腳,封裝有雙排直插也有雙排貼片類型,價(jià)格低廉,工作電源非常寬, 3V32V 直流工作電源,帶寬 Hz。其 封裝 圖及 內(nèi)部 圖 如圖 322 所示。 圖 322 集成運(yùn)放 LM324 封裝圖及內(nèi)部 圖 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 主要特性: ; ; : V 至 32 V( LM22 LM32 LM324A) ; : 100 nA 最大值( LM324A) ; 4個(gè)放大器 ; ; ; ; ESD 鉗位提高了可靠性,且不影響器件工作 ; ; 利用 LM324 設(shè)計(jì)的 16 路電壓比較器 LED 驅(qū)動(dòng)電 首先利用分壓原理將電壓分壓成 16個(gè)點(diǎn),作為比較器的觸發(fā)電壓,分壓電路在上下均有可調(diào)電阻 ,方便調(diào)節(jié)設(shè)置比較器的觸發(fā)電壓,然后將所有的運(yùn)放輸入接在一起,用音頻信號(hào)輸入,因?yàn)橐纛l信號(hào)會(huì)隨時(shí)變化,功率大電壓就大,觸發(fā)的比較器就越多越高, LED 驅(qū)動(dòng)電路由比較器導(dǎo)通三極 管 作為開關(guān)接通 LED,這樣便可實(shí)現(xiàn) LED燈 隨著音頻功率的大小變化而波動(dòng),美觀而又形象地表現(xiàn)出功率的變化。其電路設(shè)計(jì)圖 如圖 323所示。 2311411U2ALM324AD5672411U2BLM324AD81093411U2CLM324AD1412134411U2DLM324AD2kR12kR22kR42kR10VCC12VCC12VCC12VCC12GNDGNDGNDGND2kR1222KR1322KR1422KR1522KR16Q19014Q29014Q39014Q490141KR171KR181KR191KR20D10D11D12D131uFC101uFC111uFC121uFC13音頻信號(hào)輸入20KRP120KRP2 圖 323 電壓比較器驅(qū)動(dòng)電路 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 微處理器的程序開發(fā)環(huán)境 At89C51 程序開發(fā)環(huán)境介紹 Keil uVision4 是一種使用 ANSI 標(biāo)準(zhǔn) C 語(yǔ)言來(lái)開發(fā)微控制器程序的一個(gè)軟件工具,它 綜合 了工程管理器和編輯器工程管理器的集成工作環(huán)境。 在編程時(shí)可分模塊編寫,子程序調(diào)用靈活,編譯程序若有錯(cuò)誤均能提示,設(shè)置變量及其他語(yǔ)句定義等 等程序字體顏色均不一樣,且各種語(yǔ)句字體都有分別的顏色表示,比較人性化的一款編程軟件。 Atmega8 程序開發(fā)環(huán)境介紹 ICCAVR 是一種 C語(yǔ)言來(lái)開發(fā) 單片機(jī) 程序的 軟件 , 工程包含了源文件,程序編譯錯(cuò)誤顯示在狀態(tài)窗口中, 當(dāng) 點(diǎn)擊編譯錯(cuò)誤時(shí),光標(biāo)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到錯(cuò)誤的那一行 , 編程器能產(chǎn)生供燒寫單片機(jī)程序的 .hex 文件,在工程文件中能找到 main 函數(shù)的文檔文件。 程序設(shè)計(jì) 功率檢測(cè)模塊及顯示的程序設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)在接通電源后,首先進(jìn)行了初始化,包括單片機(jī)的 I/O 端口、定時(shí)中斷、串口中斷、液晶顯示器等模塊的初始化,然后開始進(jìn)入主程序。首先對(duì)液晶顯示器進(jìn)行清屏處理后顯示一個(gè)固定的界面。然后打開串口中斷發(fā)送一條讀取測(cè)量模塊數(shù)據(jù)的指令,等待串口中斷的回復(fù)。當(dāng)接收到數(shù)據(jù)是程序自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到串口中斷服務(wù)函數(shù)里面,再將所接收到的數(shù)據(jù) 進(jìn)行讀取,把標(biāo)志位 flag 置 1.然后關(guān)閉串口中斷使指針回到主函數(shù)。當(dāng) flag 為 1 的時(shí)候,我們將標(biāo)志位 flag 置 0,然后打開串口中斷再一次發(fā)送讀取測(cè)量模塊數(shù)據(jù)的指令,然后將上一次讀取完得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,顯示到液晶顯示器上。 主函數(shù)的設(shè)計(jì)如下; void main() { uint v1,i1,w1。 init_lcd()。 Init_Com()。 ch_disp_any(0x82,8,電路測(cè)量 )。 ch_disp_any(0x90,8,電壓值: )。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 ch_disp_any(0x88,8,電流值: )。 ch_disp_any(0x98,16,功率值: )。 ES=0。 send(add)。 ES=1。 while(1) { if(flag==1) { ES=0。 flag=0。 send(add)。 ES=1。REN=1。 v1=date[3]*256+date[4]。 dianya(v1)。ch_disp_any(0x94,5,v)。 i1=date[5]*256+date[6]。 dianliu(i1)。ch_disp_any(0x8c,6,i)。 w1=date[7]*256+date[8]。 gonglv(w1)。ch_disp_any(0x9c,5,w)。 delay1(200)。 date[15]=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)。 } } } 具體流程圖如圖 41所示。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 開 始程 序 初 始 化定 時(shí) 中 斷 初 始 化串 口 中 斷 初 始 化液 晶 顯 示 器 初 始 化發(fā) 送 串 口 指 令Flag是 否 等 于 1Flag置 0數(shù) 據(jù) 處 理液 晶 顯 示結(jié) 束YN 圖 41 功率采集顯示程序設(shè)計(jì)流程圖 功放電源電壓采集與顯示的程序設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)要求,系統(tǒng)在接通電源后,首先進(jìn)行程序初始化,包括單片機(jī)的 I/O端口需要設(shè)置成輸入或者輸出,還有內(nèi)部 ADC的工作寄存器的初始化。然后進(jìn)入主函數(shù)。首先打開 PC0端口的第二功能 ADC 功能,然后讀取 ADC0 腳的電壓值,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后顯示到第一組數(shù)碼管上,顯示完成后再打開 PC1 端口的第二功能ADC1 功能,同樣讀取 ADC1 腳上的電壓值后顯示到第二組數(shù)碼管上 。 具體流程圖如 圖天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 42所示。 開 始程 序 初 始 化定 義 I / O 端 口設(shè) 置 A D C 工 作 方 式讀 取 A D C 數(shù) 據(jù)數(shù) 碼 管 顯 示結(jié) 束 圖 42 電源電壓采集顯示程序設(shè)計(jì)流程圖 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 5 系統(tǒng)調(diào)試及 性能測(cè)試 直流電源的調(diào)試 電源的輸出為正負(fù)線性可調(diào)電壓,功放需要的電源為正負(fù) 32V; 調(diào)試步驟如下 ,檢查無(wú)誤后通電; ,確認(rèn)輸出對(duì)稱進(jìn)行下一步 功率放大器。 前級(jí)濾波放大電路的調(diào)試 確認(rèn)功放電源穩(wěn)定后接入功率放大器,將音頻信號(hào)輸入前級(jí)濾波,扭動(dòng)濾波電路上的旋鈕,試聽音箱 的輸出聲音是否正常,可通過(guò)旋鈕調(diào)試出自己喜愛的音頻頻段。 信號(hào)檢測(cè)記錄 音頻功率放大器的放大性能測(cè)試 將 1kHz 正弦波信號(hào)輸入音頻功率放大器,得出無(wú)失真的完美正弦波信號(hào),放大倍數(shù) 約 為 34 倍 , 輸入 波形如圖 51 所示 ,輸出波形如圖 52 所示。 圖 51 輸入正弦波圖 52 功放輸出正弦波 前級(jí)濾波電路的性能測(cè)試 濾波電路在各個(gè)頻段的信號(hào)均有衰減作用, 測(cè)試時(shí)輸入為 1V的 100kHz、 10kHz、1kHz、 100Hz、 10Hz 正弦波信號(hào),輸出如圖 5圖 5圖 5圖 5圖 57 所示; 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 53 100kHz 輸出結(jié)果 圖 54 10kHz 輸出結(jié)果 圖 55 1kHz 輸出結(jié)果 圖 56 100Hz 輸出結(jié)果 圖 57 10Hz 輸出結(jié)果 測(cè)試低音旋鈕波形以 1V的 100Hz 正弦信號(hào)作為輸入,分別是扭動(dòng)到不旋旋鈕、旋鈕半圈和旋鈕到頭 ,其輸出波形結(jié)果如圖 5圖 5圖 510 所示。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 58 不旋低音旋鈕 的 輸出結(jié)果 圖 59 旋轉(zhuǎn)低音旋鈕一半的輸出結(jié)果 圖 58 不旋低音旋鈕的輸出結(jié)果 圖 510 旋轉(zhuǎn)低音旋鈕到頭的輸出結(jié)果 測(cè)試高音旋鈕波形以 1V的 100kHz 正弦信號(hào)作為輸入,分別是扭動(dòng)到不旋旋鈕、旋鈕半圈和旋鈕到頭,其輸出波形結(jié)果如圖 51圖 51圖 513 所示。 圖 511 不旋高音旋鈕的輸出結(jié)果 圖 512 旋轉(zhuǎn)高音旋鈕一半的輸出結(jié)果 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 511 不旋高音 旋鈕的輸出結(jié)果 圖 513 旋轉(zhuǎn)高音旋鈕 到頭 的輸出結(jié)果 調(diào)試結(jié)果與所設(shè)計(jì)差別不大,音質(zhì)輸入聲音完美,低音淳厚,高音明亮;各個(gè)模塊工作穩(wěn)定,電壓及功率顯示正確,總體設(shè)計(jì)功能全部實(shí)現(xiàn)。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 6 結(jié)論 本設(shè)計(jì)是以集成功放芯片 TDA7294 為主要器件而制作的音頻功率放大器,多功能輔助音頻功放的智能音響設(shè)計(jì)。這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程用到了許多專業(yè)知識(shí),從電子電路的硬件設(shè)計(jì)及軟件設(shè)計(jì),都是需要用到專業(yè)知識(shí)。本設(shè)計(jì)的硬件設(shè)計(jì)相對(duì)軟件設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)量比較大,其中有許多電路需要重 復(fù)的去實(shí)驗(yàn)去反復(fù)地調(diào)試,才能達(dá)到預(yù)想的效果功能。本智能音響系統(tǒng)的制作過(guò)程總結(jié)如下。 首先是設(shè)想功能,然后通過(guò)查閱資料等去加以論證能否實(shí)現(xiàn);當(dāng)然可以實(shí)現(xiàn)功能的方案不止一個(gè),所以還要根據(jù)器件的性能、成本以及制作難度多方面去考慮選擇方案。 方案確定后首先開始制作硬件方面;先是調(diào)試了 TDA7294 功放板,調(diào)試成功后用DXP 軟件繪畫了原理圖,再設(shè)計(jì)成 PCB 板,將 PCB 圖打印在油紙經(jīng)過(guò)加熱印制在敷銅板上,最后經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)及打孔將 PCB 板制成,焊上器件后一次性調(diào)試成功。 功放調(diào)試成功下一步做的是制作電源, TDA7294 的 供電電壓以及功率都是比較高,需要大功率的環(huán)牛變壓器作為降壓環(huán)節(jié),濾波電容 10000uf, LM317/LM337 作為穩(wěn)壓輸出。 功放的兩大問(wèn)題解決后是進(jìn)行其他功能的調(diào)試;主要有功率檢測(cè)顯示、電源電壓檢測(cè)顯示、 MP3 解碼音頻文件以及前級(jí)信號(hào)濾波放大。功率檢測(cè)的使用了檢測(cè)模塊與單片機(jī)通訊處理后在液晶屏顯示,電源電壓檢測(cè)使用了 Atmega8 單片機(jī)直接用 AD 功能采集處理后在數(shù)碼上顯示,解碼器使用模塊來(lái)解碼數(shù)據(jù),前級(jí)濾波放大采用了無(wú)源濾波和 opa2604 運(yùn)放來(lái)放大信號(hào)。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我認(rèn)為專業(yè)知識(shí)及樂(lè)趣為一體的一次制 作,這次設(shè)計(jì)對(duì)我大學(xué)五年所學(xué)的部分知識(shí)進(jìn)行了一次綜合應(yīng)用,從一開始的方案設(shè)計(jì)到電路調(diào)試制作過(guò)程我都全心全意的投入,期間與老師同學(xué)探討,使得我的畢設(shè)方案更加完善,也有更好的動(dòng)力去做好這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。 天津 職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021 屆 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 7 參考文獻(xiàn) [1]童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M],第四版,高等教育出版社 ; [2]段尚樞.運(yùn)算放大器應(yīng)用基礎(chǔ) [M],第一版,哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1998; [3]康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 [M],第五版,高等教育出版社 ; [4]黃智偉 . 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)
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