【正文】 的 D/A 轉(zhuǎn)換在放大器的輸出端輸出 外包絡(luò)線為 正弦，三角，方波 ，鋸齒等四種完整的數(shù)學(xué)波形。 按鍵 紅外二極管 紅外發(fā)射部分 紅外二極管 運(yùn)算放大器 單片機(jī) 多路開關(guān) 運(yùn)算放大器 耳機(jī) 控制信號(hào) 參數(shù) 音樂信號(hào) 音樂信號(hào)輸出 紅 外接收 部分 電壓信號(hào) 光脈沖 比較電壓 數(shù)字信號(hào) 音樂播放部分 第 11 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 可控增益放大器：增益大小從 倍至 倍 ，以 為間隔共 15 檔，每檔增益誤差均在 3%的范圍內(nèi)。將該數(shù)字信號(hào)反饋回單片機(jī)，單片機(jī)接收脈沖后，通過判斷脈沖延遲的時(shí)間確定增減可控增益部分的輸入電阻的阻值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)音量大小的調(diào)節(jié)。 圖 24 函數(shù)信號(hào)發(fā)生器結(jié)構(gòu)圖 單片機(jī) 多路開關(guān) 運(yùn)算放大器 檢波電路 雙運(yùn)算放大器比較電路 控制信號(hào) 參數(shù) 交流 信號(hào) 直流 信號(hào) 數(shù)字信號(hào) 單片機(jī) 多路開關(guān) 運(yùn)算放大器 示波器 交流信號(hào)源 控制信號(hào) 參數(shù) 交流信號(hào)輸入 波形輸出 單片機(jī) 多路開關(guān) 運(yùn)算放大 器 揚(yáng)聲器 控制信號(hào) 參數(shù) 音樂信號(hào) 音樂信號(hào)輸出 第 10 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 圖 25 電子音樂合成與播放器結(jié)構(gòu)圖 紅外遙控音量放大電路 在基礎(chǔ)部分的可控增益放大電路和電子音樂合成和播放拓展部分的基礎(chǔ)上， 再增加紅外發(fā)射和紅外接收兩個(gè)部分即可實(shí)現(xiàn)紅外遙控音量的目的。利用單片機(jī)小系統(tǒng)周期性動(dòng)態(tài)連續(xù)地 改變放大器增益，可在輸出端看到由正弦波外包絡(luò)線所組成的正弦波，方波，三角波以及鋸齒波 。并通過多次循環(huán)使輸出電壓升高或降至合理的電壓范圍內(nèi)。并用運(yùn)算放大器將獲得的直流信號(hào)與 第 9 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 預(yù)訂的兩個(gè)閾值電壓做比較，從而在運(yùn)算放大器的輸出端輸出 或 0V 的電壓，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)即為 1 和 0。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)可由 21 表示，其中控制電阻通斷的電路可由圖 22 簡(jiǎn)易表示。 由單片機(jī)控制增益的變化，信號(hào)源的輸入信號(hào)是 ，頻率為 600Hz 的交流電壓源 Vi，通過 MSP430 輸出控制信號(hào)控制數(shù)字開關(guān) CD4066，控制 4 個(gè)開關(guān)的痛斷，形成反響放大電路的輸入電阻的 16 種不同的阻值，從而使運(yùn)算放大電路的增益 分別達(dá)到 ， ， …… 倍。通過運(yùn)用運(yùn)算放大器的特性使得遙控的靈敏度不會(huì)隨外界陽光，室內(nèi)日光燈的光強(qiáng)的改變而驟然下降，也不會(huì)隨發(fā)生器和接受器之間阻隔雜物而驟然下降，使得遙控裝置抗干擾強(qiáng)，靈敏度高。使得在示波器上輸出隨著輸入信號(hào)的增大而連續(xù)的變化，并 在 Upp=， ， 三點(diǎn)處分 段連續(xù)。電子音樂合成部分可通過按鍵 1 實(shí)現(xiàn)，可實(shí)現(xiàn)“葫蘆娃”、“喀秋莎”、“天空之城”三首歌曲的 播放，并通過按鍵 3， 4 實(shí)現(xiàn) 3 檔控制音量。 各等級(jí)下增益值的相對(duì)誤差小于 3% 拓展部分 函數(shù)信號(hào)發(fā)生部分通過單片機(jī)按鍵控制可實(shí)現(xiàn)方波、三角波、正弦波、鋸齒波的輸出，可通過按鍵 2 循環(huán)選擇波形種類，并可以通過按鍵 3， 4 的組對(duì)輸出波形進(jìn)行三檔不同頻率的調(diào)制以及三檔不同幅度的調(diào)制。 并且 能在耳機(jī)端得到清楚的音頻輸出，并使所設(shè)計(jì)的電路對(duì)音量有較為明顯的控制效果?？梢栽?揚(yáng)聲器輸出端播放給定的音樂《卡秋莎》以及我們小組自己的音樂《葫蘆娃》和《天空之城》 。 并且 能在耳機(jī)端得到清楚的音頻輸出，并使所設(shè)計(jì)的電路對(duì)音量有較為明顯的控制效果。 拓展部分 自動(dòng)增益調(diào)節(jié) 電路 通過隨輸入波幅度變化 自動(dòng)更改增益等級(jí)，限制輸出的幅度，使其保持在一定的范圍內(nèi)。 具體指標(biāo)如下： （ 1） 最低增益小于 倍；最高增益大于 倍； （ 2） 放大器的增益最少包括 15 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值等級(jí)：從 倍到 倍，以 間隔共 15 種； （ 3） 各等級(jí)的實(shí)際增益值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，誤差小于 3%，且越精確越好。 Manual 數(shù)據(jù)手冊(cè) IC: Integrated Circuit 集成電路 4066： CD4006BC 芯片，實(shí)現(xiàn)模擬開關(guān)功能 第 6 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 2. 系統(tǒng)總體說明 課題任務(wù)規(guī)定的設(shè)計(jì)要求 基礎(chǔ)部分 設(shè)計(jì)制作一個(gè)增益可控的放大器電路，并通過單片機(jī)小系統(tǒng)控制其直流增益等級(jí)的變化。 第 5 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 紅外通信：紅外通信就是對(duì)二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)制與解調(diào)，以便利用紅外信道進(jìn)行傳輸；紅外通信接口就是針對(duì)紅外信道的調(diào)制解調(diào)器。 電子音樂播放器：通過調(diào)節(jié)蜂鳴器路端電壓頻率和有效值來發(fā)出特定音頻音量的音樂的器件。 輸入輸出口 （ I/O） ：?jiǎn)纹瑱C(jī)輸出線的一些特定的可用于電平信號(hào)輸入輸出的接口，本報(bào)告中主要指 P1 與 P2 的某些端口。增益范圍為 到 。 可變?cè)鲆娣糯笃麟娐罚涸鲆婵梢哉{(diào)節(jié)的放大器電路。包括 CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、 ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入 /輸出設(shè)備（串行口、并行輸出口等）。 名詞定義 單片機(jī)小系統(tǒng)（ AT89S52）：包括 CPU（進(jìn)行運(yùn)算、控制）、 RAM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)）、 ROM（程序存儲(chǔ)）、輸入 /輸出設(shè)備（串行口、并行輸出口等）的一塊集成電路。撰寫本文為了系統(tǒng)地展示本次科技創(chuàng)新的第 9 小組的設(shè)計(jì)全過程，并鍛煉本小組成員在撰寫科 技報(bào)告的基本能力。 關(guān)鍵詞： 單片機(jī)，可控增益，自動(dòng)增益，電子音樂，函數(shù)發(fā)生，紅外遙控 ABSTRACT This design report includes three modules implemented by the MSP430— the controlled gain zoom device ,the functions signal generators with the music player, the device which can gain automatical transmission and the volume remote controlled by the infrared describe their main function, system block diagram, system ha rdware, design and implementation method of software ,technical index of system ,debugging analysis, detailed operations for the users,extended research in other parts of the system ,operating experience gained in experiment ,problem detecting and so on . KEYWORDS SCM, controllable gain, automatic gain, electronic music, function occurs, infrared remote control 第 1 頁 上海交通大學(xué) 電子信息與電氣工程學(xué)院 目 錄 1. 概述 .............................................................................................................................4 編寫說明 ..............................................................................................................4 名詞定義 ..............................................................................................................4 縮略語 ..................................................................................................................5 2. 系統(tǒng)總體說明 .............................................................................................................6 課題任務(wù)規(guī)定的設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................6 基礎(chǔ)部分 ： 可控增益放大電路 .................................................................6 拓展部分 .....................................................................................................6 實(shí)際完成后的功能 ..............................................................................................7 基礎(chǔ)部分 .....................................................................................................7 拓展部分 .....................................................................................................7 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與分析 ......................................................................................7 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和總體結(jié)構(gòu) .....................................................................7 系統(tǒng)的功能 ...............................................................................................10 3. 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) .......................................................................................................12 硬件總體結(jié)構(gòu) ....................................................................................................12 單片機(jī)小系統(tǒng) 描述 ........................................................................................12 功能描述 ...................................................................................................13 接口定義 ...................................................................................................13 增益可控放大電路 描述 ................................................................................13 功能描述 .................................