【正文】 只有在確認器材沒問題的情況下進行調(diào)試，才能進一步分析、評估與總結(jié)。 4：測試時，接線要認真核對，保證對應(yīng)的線路接在對應(yīng)的位置，比如單片機的三個接口，如果接線錯誤并且沒及時發(fā)現(xiàn)會對實驗調(diào)試造成不必要的麻煩。 而如果有多于三條支路連接在同一個節(jié)點上的情況，一般的方法是用導(dǎo)線 把不相連的焊接點連接到一起增大可以焊接的支路條數(shù)。 2：一個節(jié)點連接三條以上支路時的焊接。 在此將我們的經(jīng)驗心得總結(jié)如下： 硬件設(shè)計方面，我們有以下心得： 1：事先做好布線設(shè)計 此次的實驗中增益可控放大電路的布線比較復(fù)雜而且密集，需要 事先最好規(guī)劃好焊接路線， 特別是在 CD4066 多路開關(guān)以及 10 排插線部分，接線復(fù)雜繁密，需要特別小心。 在這次的科技創(chuàng)新 [2A]課程中，組員 第一次接觸到了單片機的設(shè)計與使用，并且撰寫了格式規(guī)范的科技報告。 一開始面對此次的課程任務(wù)，我們都覺得內(nèi)容不是特別容易理解，開發(fā)環(huán)境也并不 第 31 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 熟悉；并且由于組內(nèi)有轉(zhuǎn)院的同學(xué)，對這一方面的操作并不熟悉。 這次實驗與大一時進行的工程實踐與科技創(chuàng)新【 1】相比，難度增加了許多，也從單人實驗轉(zhuǎn)為了小組實驗 ，對組員各取所長通力合作的團隊精神有了更高的要求 ， 也要求我們 將所學(xué)的知識進一步運用于電子設(shè)計當(dāng)中。 經(jīng)過辛苦的長時間待在實驗室的時間，也慢慢感受到了電路設(shè)計和實現(xiàn)的難度 ，積累了使用器材的經(jīng)驗，提高了自身的動手能力 。 大家分工傾力合作，從而比較高效地完成了此 次的課程設(shè)計。實驗進行時，遇到一些問題和疑惑，身邊的學(xué)長學(xué)姐 總是給出及時的幫助，在此表示感謝。 一開始我們對理論知識認識不夠深入； 而在老師講解之后，讓我們對沒見過的功能電路設(shè)計有了更深的了解，也讓我們注意到一些可能被忽略的問題； 還有助教也能幫助我們在器材的使用上提供了很大的幫助。在我們的 整個實驗中面對困難與困惑時 ，我們 得到了許多人的熱情的幫助。 自動增益調(diào)節(jié) 通過接收基礎(chǔ)部分的輸出電壓，并對電壓進行判斷，可以使輸出電壓達到設(shè)定的范圍 （ ） 以內(nèi) 第 27 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 6. 致謝 本次科技創(chuàng)新 2A 項目主要是在 MSP430 單片機小系統(tǒng) 的基礎(chǔ)上， 進行 開發(fā)、 設(shè)計并實現(xiàn)各種功能。 函數(shù)信號發(fā)生暨電子音樂合成播放器 函數(shù)波形實現(xiàn)正弦波、三角波，鋸齒波和方波，效果良好，頻率 5 檔 可調(diào)，幅度 2 檔 可調(diào)。 3）當(dāng)選擇音樂播放時，檢測能否通過按鍵二選擇音樂，能否通過按鍵三和四增減音量。 函數(shù)信號發(fā)生器暨音樂播放器測試 1）按要求接線，檢測是否能通過按鍵一選擇函數(shù)發(fā)生或者音樂播放模式。 2）按要求接線，檢測是否能通過按鍵一選擇增益可控運算放大器模式。檢測模式顯示（數(shù)碼管顯示）是否正常； 波形顯示與切換 —— 切換至函數(shù)信號發(fā)生器時，觀察四種數(shù)學(xué)波形是否光滑，周期是否穩(wěn)定，是否有毛刺； 調(diào)頻與調(diào)幅 —— 在信號 發(fā)生器狀態(tài)下，通過按鍵，增減波形的頻率及幅度，并查看波形。 具體測試項目： 函數(shù)信號發(fā)生器暨音樂播放器： 測試人機界面 —— 檢驗功能轉(zhuǎn)換是否正常。 c) 教師核實并在“科技創(chuàng)新 [2]檢查和評分記錄表”上記錄有關(guān)情況。 拓展部分的測試 總體要求： a) 進行拓展部分測試的前提條件是，在中期檢查時，拓展任務(wù)已申請并獲得批復(fù)。 2) 教師對學(xué)生自測的結(jié)果，進行檢查，并當(dāng)場評分。 //設(shè)置占空比等于 50% TA1CTL = TASSEL_2 + MC_1 。 TA1CCR0 = 1000000/audio_frequency。 曲目編號 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 電子音樂部分： 測試用計數(shù)器： test_counter，類型： unsigned int ； 曲目編號： switchmusic，類型： unsigned int； 播放音樂音頻頻率： audio_frequency，類型： unsigned int 輔助讀譜指針、持續(xù)時間計數(shù)變量： audio_ptr ， audio_dura，類型： unsigned int 函數(shù)發(fā)生部分重要變量： 波形模式選擇變量： wave，類型： unsigned int； 調(diào)用函數(shù)說明 void Display_Led(unsigned char seg,unsigned char sel) void Port_Init(void) void TimerA0_Init(void) 功能：同基礎(chǔ)部分及自動增益部分 __interrupt void Timer_A0 (void) 第 22 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 功能： 進入 A0 中斷，進行函數(shù)信號發(fā)生和音樂播放的程序選擇 void song() 功能： 播放音樂并改變節(jié)拍快慢（總共有 12 檔，詳細注釋在下列代碼中） audio_dura=music_data0[audio_ptr][1]/(add/5+1)。 輔助讀譜指針、持續(xù)時間計數(shù)； nsigned int test_counter。 輸入輸出項描述 輸入項 樂曲《卡秋莎》的樂譜 {頻率值，節(jié)拍值 } code 類型指明要存放在 ROM中 unsigned int code music_data0[][2]； 樂曲菊次郎的春天的樂譜 {頻率值，節(jié)拍值 } const 類型指明要存放在 ROM中 const unsigned int music_data1[][2]； 樂曲 荷塘月色 的樂譜 {頻率值，節(jié)拍值 } code 類型指明要存放在程序存儲器中 第 21 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 const unsigned int music_data2[][2] 樂曲天空之城的樂譜 {頻率值，節(jié)拍值 } code 類型指明要存放在程序存儲器中 const unsigned int music_data3[][2] 樂曲 You 的樂譜 {頻率值，節(jié)拍值 } code 類型指明要存放在程序存儲器中 const unsigned int music_data4[][2] 輸出項 unsigned char output_sel， 驅(qū)動數(shù)碼管及指示燈示數(shù)緩存； unsigned char digi_scaner， 用于指示所驅(qū)動的數(shù)碼管位數(shù)； unsigned int audio_frequency。通過按鍵可實現(xiàn)五首歌的切換。同時示波器上可顯示正弦波，三角波，方波，菱形波等，可以通過按鍵選擇所需要的波形，并在數(shù)碼顯示管上顯示波形所對應(yīng)的數(shù)字。0 default: AA=0xff。break。 // 小數(shù)點 amp。 // 消隱 case 99:AA=0x79。:AA=0xff。 // 下劃線 case 39。:AA=0xf7。 // 破折號 case 39。 // ‘F’ case 16: AA=0x3f。 // ‘E’ case 15: AA=0x8e。 // ‘D’ case 14: AA=0x86。 // ‘C’ case 13: AA=0xa1。 // ‘B’ case 12: AA=0xc6。 // ‘A’ case 11: AA=0x83。 // ‘9’ case 10: AA=0x88。 // ‘8’ case 9: AA=0x90。 // ‘7’ case 8: AA=0x80。 // ‘6’ 第 20 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 case 7: AA=0xf8。 // ‘5’ case 6: AA=0x82。 // ‘4’ case 5: AA=0x92。 // ‘3’ case 4: AA=0x99。 // ‘2’ case 3: AA=0xb0。 // ‘1’ case 2: AA=0xa4。 // ‘0’ case 1: AA=0xf9。 液晶模塊顯示算法 (利用 switch) switch (DATA) { case 0: AA=0xc0。 BITP1IN amp。 BIT0、 P2IN amp。 功能： I/O 端口初始化 void TimerA0_Init(void) 功能： A0 計時器初始化 __interrupt void Timer_A0 (void) 功能： A0 中斷函數(shù)，其中包括基礎(chǔ)部分和自動增益模式的選擇和二者的具體實現(xiàn) void Init_Devices(void) 功能： 所有設(shè)備初始化，包括設(shè)置時鐘， 內(nèi)部 RC 振蕩器 ， 開全局中斷 等等 void main(void) 功能： 設(shè)定循環(huán)，持續(xù)在數(shù)碼管上顯示數(shù)據(jù) 算法 鍵盤掃描和按鍵的消抖 中斷程序每隔 5ms 執(zhí)行一次鍵盤掃描。數(shù)據(jù)來源 ： 由程序賦值。 聲明： unsigned char digi[4]。 輸出項 輸出包括在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前的增益倍數(shù)，以及用單片機的引腳控制模擬開關(guān) CD4066 的相應(yīng)控制端，以獲取正確的放大倍數(shù)。 BITY=0 代表 ； PXIN amp。對鍵盤防抖進行掃描 （ 首先檢測按鍵是否被按下，同時設(shè)置一定的按鍵延時以保持按鍵的穩(wěn)定 ） ，并順序掃描驅(qū)動數(shù)碼管 顯示增益倍數(shù) 。 ] 基礎(chǔ)部分加自動增益 描述 功能描述 通過檢測單片機 和 讀入控制信號。 程序源代碼見附錄。 軟件的總體結(jié)構(gòu)來自于 范例程序。 譬如在增益可控放大器模塊和自動增益部分（擴展 1），第一個按鍵對應(yīng)模式切換，切換后，若為模式 0，則進入增益可控放大器模塊；若為模式 1，則進入自動增益部分。 增益可控放大器模塊和自動增益部分（擴展 1）和 函數(shù)信號發(fā)生器暨 電子 音樂播放 器（擴展 2）的代碼分開編寫。輸出的直流信號通過單片機中的 ADC10 模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號 ,再與設(shè)定的閾值進行比較，從而控制增益的增減。接收的輸入是有一個 抬升電壓的輸出信號，當(dāng)輸入信號大于電容電壓時，二極管導(dǎo)通，從而對電容進行充電；在輸入信號小于電容電壓時，二極管關(guān)閉，電容通過電阻 R 放電。 接口定義 輸入：接收來自基礎(chǔ)部分的輸出信號。然后輸出到蜂鳴器上，這樣就實現(xiàn)了播放音樂。 圖 37 拓展部分電路圖 音樂播放器： 由程序控制單片機輸出，其輸出高電平的頻率以及持續(xù)時間由程序來控制，不同的頻率對應(yīng)了不同的音符，而不同的持續(xù)時間對應(yīng)了不同的節(jié)拍。具體的控制電路在基礎(chǔ)部分的描述中已經(jīng)詳述，這里就不再贅述。 實現(xiàn)方式 函數(shù)發(fā)生器： 第 15 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 作為函數(shù)信號發(fā)生器時，單片機輸出信號控制增益動態(tài)變化，一個函數(shù)上所取的點越多的話，那么這些點連成的線就越接近函數(shù)的理想曲線，用 15 個值明顯不能滿足使點盡量多的要求，因此在基礎(chǔ)部分上又增加了兩個電阻，使增益的值的個數(shù)達到了 63 個，就可以在多個值中找出適當(dāng)?shù)闹蒂x給不同的點。按鍵 2 選擇曲目，分別為《喀秋莎》、《 you》、《菊次郎的秋天》、《荷塘月色》和《天空之城》，按鍵 3 為 音量與節(jié)拍遞增鍵， 按鍵 4 為音量與節(jié)拍遞減鍵。 電子音樂合成播放器： 數(shù)字音樂播放部分通過按鍵可選擇所播放音樂的曲目（ 5 首），并實現(xiàn)控制音量。按鍵 2 選擇波形，有正弦波，三角波，鋸齒波和方波。 蜂鳴器：播放音樂 具體功能如下： 調(diào)頻調(diào)幅函數(shù)信號發(fā)生器： 函數(shù)信號發(fā)生器部分通過單片機按鍵控制，可輸出正弦波、方波、鋸齒波、三角波四種波形，通過控制單片機相關(guān)中斷程序的中斷周期和控制運放電路輸入端電阻值，實現(xiàn)控制輸出波形的頻率及幅度 (1Hz10Hz 共 5 檔的頻率調(diào)整； 共 2 檔的幅度輸出 )。 在考慮以上因素以后，取得理論值為 R1=80 KΩ , R2=40 KΩ , R3=20 KΩ , R4=10 KΩ , R8=8 KΩ , 實際值由于生產(chǎn)電阻工藝等因素而有所細小差異，在實際中我們?nèi)∨c理論盡量相近的電阻。 b) 確定電阻具體阻值 432111111 RRRRR ???? 第 13 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 查閱 TLV2372 運算放大器的 datasheet， TLV2372 輸入阻抗實際典型值為 2MΩ，故為了讓輸入阻抗趨近于“無限大”，我們將 Rf的值取為遠小于 2MΩ。 圖 34 可鍵控增益電路電路簡圖 將上述原理圖簡化為下圖 圖 35 可鍵控增益電路示意圖 a) 判斷電阻阻值比例 由 和 Vo = (Rf / R1 ) Vi ， 可得1 ()n fo n ini nRV d VR????，其中 nd ＝ 0， 1，表示由單片機選擇的接通狀況。而其組合由 MSP430 單片機小系統(tǒng)板 第 12 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 通過對 CD4066 數(shù)字多路開關(guān)的控制而實現(xiàn)的。