【正文】 int sin_n2[] ={0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 27, 28, 30, 32, 25, 34, 35, 36, 37, 38, 38, 39, 40, 40, 41, 41, 42, 42, 42, 42, 42, 41, 41, 40, 40, 39, 38, 37, 36, 35, 34, 32, 30, 29, 28, 26, 24, 23, 22, 19, 18, 16, 14, 12, 10, 8, 5, 2, 1 }。通過按鍵可實現(xiàn)三首歌的切換。 當(dāng)檢測到某一鍵按下時，并不馬上響應(yīng)，而是 設(shè)定了變量 pre1 和 pre2 進(jìn)行檢測，以此實現(xiàn)消抖功能。 BIT0、 P2IN amp。 。 //將 引腳與 160 千歐電阻相連， 將 引腳與 320 千歐電阻相連 P1DIR |= BIT4+BIT5+BIT6+BIT7+BIT0+BIT1。= ~BIT4。 P2DIR amp。 （ 2）基礎(chǔ) +音樂合成 +信號發(fā)生器 +紅外音量遙 控 ，結(jié)構(gòu)見圖 19 開中斷 系統(tǒng)初始化 按鍵掃描 對輸入的信號進(jìn)行 數(shù)據(jù)處理 數(shù)碼管顯示 電壓信號掃描 中斷掃 描 系統(tǒng)初始化 按鍵掃描 波形輸出 音樂 1/2/3 中斷服務(wù)函數(shù) 第 29 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 圖 19 基礎(chǔ) +音樂合成 +信號發(fā)生器 +紅外音量遙控 功能：主體結(jié)構(gòu)仍是實現(xiàn)基礎(chǔ)部分信號的增益與輸出顯示。 R f 13kΩC12 2 181。但是眾所都知，音樂的音調(diào)與音量都是變化的，在此音調(diào)的變化是由單片機輸出的方波頻率而決定。當(dāng)單片機等時間間隔的有規(guī)律的改變接入電阻的大小，則可以在示波器上得到幅值有規(guī)律變化的正弦波，如果該規(guī)律進(jìn)行周期性變化，則在示波器上可以清楚的看到輸入的 正弦波的外包絡(luò)線呈現(xiàn)出清晰的波形。本小組選用的六個并聯(lián)電阻的阻值為 R1=10kΩ , R2=20kΩ ,R3=40kΩ，R4=80kΩ， R5=160kΩ， R6=320kΩ ， R7=640kΩ， 單片機通過控制兩片多路開關(guān)即可實現(xiàn)128 不同的等效阻值 。 接口定義 第 26 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 實現(xiàn)方式 函數(shù)信號發(fā)生器 ： R f 120kΩC12 2 181。 進(jìn)入電子音樂模塊， 可播放音樂《喀秋莎》、《葫蘆娃 》 、《天空之城》。 進(jìn)入函數(shù)信號發(fā)生器模塊， 通過單片機上的按鍵可以選擇輸出的波形，同時在 示波器上可以清楚的看到波形。當(dāng)單片機接收到 0， 1 的數(shù)字信號時，單片機則控制多路開關(guān)實行原有的增益值。 F U3TL V 2 2 1 1 C D B V13254U2TL V 2 2 1 1 C D B V13254R41kΩR59kΩR66kΩ單片機N E T_ 3 圖 312 自動增益電路圖 大器的負(fù)向輸入端接有預(yù)定的閾值電壓。 隨后，將檢波電路輸出的直流電壓接入兩片運算放大器中，這兩片運算放大器主要起電壓比較的功能。 。 FR12 .7 k ΩQ12 N 1 7 1 1R4470ΩC32 2 181。 第 23 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 V13 . 3 V R11kΩU 1 AT L V 2 3 7 2 I D32481R21 0 .1 k ΩR31kΩL E D 1 圖 310 紅外接收電路圖 （ 3） 音樂播放及耳機驅(qū)動電路 通過使用基礎(chǔ)部分電路以及電子音樂合成部分的電路，通過增加耳機的驅(qū)動電路，則可以在耳機中獲得清晰的音樂信號。此 時二極管兩端的電壓大約為 。 FJ1K e y = A J2K e y = A R23kΩR33kΩR43kΩR53kΩV13 . 3 V V23 . 3 V C31 181。當(dāng)有脈沖產(chǎn)生時，三極管 Q1 被導(dǎo)通，此時紅外二極管的一端接地，此時紅外二極管發(fā)出光脈 第 22 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 沖。 如圖 39 所示，當(dāng)按鍵 J1,J2 接通時， R4， C3 或者 R5， C4 所組成的 RC 串聯(lián)電路將會導(dǎo)通，實現(xiàn) RC 充電電路，選擇不同的 R， C 的值，將會導(dǎo)致 RC 充電電路的充電時長有很大的差異。 接口定義 紅外發(fā)射端：音量調(diào)高按鍵和音量調(diào)低按鍵 紅外接收端： 信號 經(jīng) 由 IDC10 插座送入單片機 、 接口 實現(xiàn)方式 芯片 74HC123 （ 1） 74HC123 由兩個相同單穩(wěn)觸發(fā)器組成，通過與外部 RC 電路連接，可產(chǎn)生 兩種任意不同寬度的脈沖，此兩種脈沖則作為單片機確認(rèn)執(zhí)行增大或減小功能的依據(jù)。增益等級和各檔阻值如下表 32 此時需指出的是，當(dāng)用直流萬用表測量輸出端的電壓時，仍有 的讀數(shù)，其原因在于 Vo 中不僅包含有直流部分還有交流部分，通過觀察 Vo(t)的表達(dá)式不難發(fā)現(xiàn)此點。而其組合由 MSP430單片機小系統(tǒng)板通過對 CD4066 數(shù)字多路開關(guān)的控制而實現(xiàn)的。 2 號引腳需接輸出端以及反向放大電路中的輸入電阻。其中， 10 號， 11號管腳為開關(guān)輸入、輸出端， 12 為控制端，接單片機 口。其中， 3 號， 4 號管腳為開關(guān)輸入、輸出端， 5 為控制端，接單片機 口。 圖 33 CD4066 管腳定義和 內(nèi)部電路結(jié)構(gòu) [5] 7， 14 號管腳：集成電路供電端， 14 號管腳接 電壓； 7 號管腳接地。 （ 2） TLV2372 運算放大器：通過利用其“虛短”，“虛斷”的性質(zhì)，構(gòu)造反響放大電路實現(xiàn)對輸入的交流電壓的放大。 由 I/O 接口 [注 3]接收 增益控制 信號 ， 并將正確的響應(yīng)再經(jīng) I /O 接口 輸出至外電路 。并且遙控效果不隨距離或中間的間隔物的影響而大幅下降。 電子音樂合成及播放： 通過增加一個多路開關(guān) ， 使得增益檔數(shù)成幾何數(shù)增長。 自動增益： 可接收外部電路反饋的數(shù)字信號，從而可確定電壓改變的方向，通過自動循環(huán)可逐漸將電壓改變至可接受的范圍內(nèi)。 通過紅外發(fā)射部分的按鍵可以使得紅外二極管發(fā)射兩種不同寬度的光脈沖，紅外接收部分的紅外二極管通過接收光脈沖而改變二極管兩端的電壓，通過與運算放大器所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓比較，則可將一定寬度的光脈沖轉(zhuǎn)換為一定寬度的數(shù)字信號。 圖 23 自動增益部分結(jié)構(gòu)圖 函數(shù)信號發(fā)生器和電子音樂合成播放 在基礎(chǔ)部分的基礎(chǔ)上將兩塊 CD4066 并聯(lián)，在運放的反向輸入端在加 2 檔電阻，同時增加單片機的控制線，由另一片 CD4066 四個中的兩個模擬開關(guān)控制，來產(chǎn)生 26 1＝ 63 種阻值，再通過運放電路放大，產(chǎn)生近似的連續(xù)電壓 。 圖 21 基礎(chǔ)部分結(jié)構(gòu)圖 圖 22 增益控制原理圖 自動增益 本拓展部分將基礎(chǔ)部分的輸出端所輸出的交流電壓通過檢波二極管，電阻，電容所組成的檢波電路，使得交流信號變?yōu)榉递^小的直流信號。 系統(tǒng)的設(shè)計原理與分析 系統(tǒng)的設(shè)計原理和總體結(jié)構(gòu) 第 8 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 基礎(chǔ)部分 本系統(tǒng)是由單片機控制的增益可控放大器系統(tǒng)，可以根據(jù)用戶的按鍵輸入，通過單片機的處理，分別輸出到數(shù)碼管與液晶顯示模塊，以顯示相應(yīng)的增益等級，并輸出信號來控制增益放大器電路模塊，實現(xiàn) 倍道 倍，共 15 個增益等級的電壓輸出。 自動增益部分可實現(xiàn)：當(dāng)輸入電壓 Ui 的峰峰值 Upp 小于 時，輸出電壓 U0=；當(dāng)輸入電壓 ≥ Upp≥ 時，輸出電壓 U0=α Upp（ ≤α≤ ）；當(dāng) ≥ Upp≥ 時，輸出電壓 U0=Upp；當(dāng)輸入電壓 Upp≥ 時，輸出電壓 U0=α Upp（ ≤α≤ ），使得輸出電壓小于 ，但此時電壓大于 。 實際完成后的功能 基礎(chǔ)部分 實現(xiàn)了可控增益的功能，放大器的增益包括 15 個等級，以 為間隔從 至 倍；實現(xiàn)了人機操作界面，通過中間 2 個按鍵來選擇 到 這 15 個增益等級， 最后一個按鍵直接切到 。 函數(shù)信號發(fā)生器暨電子音樂合成和播放 設(shè)計制作函 數(shù)信號發(fā)生和電子音樂合成系統(tǒng)，電路可輸出正弦、三角、鋸齒、方 波 等數(shù)學(xué)函數(shù)波形 ，可以調(diào)節(jié)幅度和頻率 。即 其中 Vi 為各級實測電壓， Vk 為各級標(biāo) 準(zhǔn)電壓。 縮略語 SCM: Single Chip Micyoco 單片機 PLD: Programmed Logical Divce 可編程邏輯控件 Data Sheet amp。 函數(shù)信號發(fā)生器：信號發(fā)生器是利 用可控增益運算放大電路，每隔 5 ms 對輸入電壓進(jìn)行采樣，通過單片機來控制電路中的 7 個開關(guān)，形成各種幅值的電壓，從而形成各種各樣的波形。本實驗通過單片機，控制電路中一些開關(guān)的開合，改變電路的某些參數(shù)來控制和改變放大器的電壓增益。 單片機 ： 又稱單片微控制器 ,， 把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。 實現(xiàn)方法 ...................................................................................................24 函數(shù)信號發(fā)生和電子音樂合成與播放 ........................................................25 功能描述 ...................................................................................................25 接口定義 ...................................................................................................25 實現(xiàn)方式 ...................................................................................................26 4. 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) .......................................................................................................28 軟件總體結(jié)構(gòu)和功能 ........................................................................................28 基礎(chǔ)部分 +自動增益控制程序 .................................................................29 基礎(chǔ)部分 +函數(shù)發(fā)生器 +音樂播放 +紅外遙控音量 .................................29 基礎(chǔ)部分 +自動增益 描述 ..............................................................................30 功能描述 ...................................................................................................30 調(diào)用函數(shù)說明