关于简易音阶发生器的报告.docVIP

湖北汽车工业学院 实 习 报 告 类别 　　　　　电子系统综合实验　　　　　　　　　　　　　　　　　　 班号 　　T783-4　　　 专业 　 汽车电子　　　　　　　　　 学生姓名 　 杨冰　　　 学号 　 20070830418　　　 指导教师 （签字） 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 起止日期 2010年9月20日－2010年12月26日 课程目的1.学习PCB制图软件Altium Designer6.9的使用方法。 掌握一般电路设计的方法和基本思想。 学习焊接系统板。 学习电路调试，培养调试电路的能力。 学习STC12C5A08S2单片机的相应知识并编写相关程序，进一步加深软件编程修养。 二、课题要求 1）产生C调八个音阶的振荡频率：“1，2，3，4，5，6， 7，i”八个音阶，由按键分别控制。 音阶的振荡频率和周期表 2）按下对应键从扬声器发出相应的音阶，同时按下两个数字键号时，只发出一个音阶频率信号。 （3）模拟通道的频宽为30Hz～10kHz。 （4）功率放大器的负载电阻RL=8欧，最大功率输出Pomax≥0.5W、效率η≥50%。 （5）（扩展要求） 可以设置自动播放和手动弹奏两种工作模式。自动播放时按下播放键，自动播出预存的音乐；手动弹奏模式时，按下音阶键发出相应的声音。 三、课题方案分析与比较 音乐产生的方案有多种，现在分析两种方案。 1.方案分析 方案一：该方案包括按键输入、单片机控制、滤波器和功率放大器部分。 系统框图为： 该方案中，频率的产生由单片机产生，经过滤波器滤除纹波得到比较干净的波形，最后经过功放放大供给扬声器发声。 方案二：该方案包括按键控制、555定时电路、滤波器、功率放大和扬声器部分。 系统框图为： 该方案中频率的产生由硬件电路产生，经过滤波器滤除纹波得到比较干净的波形，最后经过功放放大供给扬声器发声。 方案比较 方案一：频率产生简单，并且频率比较稳定，得到的声音悦耳动听。但是单片机系统板的成本相对较高。 方案二：硬件电路产生频率由于电阻阻值飘动而不够稳定，但是成本较低。 综上，本系统选择方案一。 系统整体安排如下： 按下S1键发出1的声音。 按下S2键发出2的声音。 按下S3键发出3的声音。 按下S4键发出4的声音。 按下S5键发出5的声音。 按下S6键发出6的声音。 按下S7键发出7的声音。 按下S8键发出７的声音。 方案一的系统框图为： 方案硬件电路设计 1、电源部分设计 电源是一个系统的关键部分，电源的稳定性影响系统的整机性能。本系统的电源接口采用USB接口，方便使用。但是功率不大。加上指示灯是提示使用者电源的正常通断性。 电源电路图： 2、按键输入电路设计 51单片机I/O口默认是高电平，所以设计时，按键是低电平有效。由于有8个音频，所以需要8个按键。 按键电路图： 3、功率放大电路设计 功率放大电路是为了提高负载能力，以得到相应的功率要求。功率放大电路的主要芯片是LM386。 LM386内部电路原理图如上图所示。与通用型集成运放相类似，它是一个三级放大电路. 第一级为差分放大电路，T1和T3、T2和T4分别构成复合管，作为差分放大电路的放大管；T5和T6组成镜像电流源作为T1和T2的有源负载；T3和T4信号从管的基极输入，从T2管的集电极输出，为双端输入单端输出差分电路。使用镜像电流源作为差分放大电路有源负载，可使单端输出电路的增益近似等于双端输出电容的增益。第二级为共射放大电路，T7为放大管，恒流源作有源负载，以增大放大倍数。第三级中的T8和T9管复合成PNP型管，与NPN型管T10构成准互补输出级。二极管D1和D2为输出级提供合适的偏置电压，可以消除交越失真。引脚2为反相输入端，引脚3为同相输入端。电路由单电源供电，故为OTL电路。输出端（引脚5）应外接输出电容后再接负载。电阻R7从输出端连接到T2的发射极，形成反馈通路，并与R5和R6构成反馈网络，从而引入了深度电压串联负反馈，使整个电路具有稳定的电压增益。 LM386功放和滤波器电路： 系统软件设计 程序流程图 NO yes 音乐产生原理 若要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），再将此周期除以2，即为半周期的时间。利用定时器计时半周期时间，每当计时终止后就将P1.反相，然后重复计时再反相。就可在P1.引脚上得到此频率的脉冲。 ??? 利用AT89C51的内部定时器使其工作计数器模式（MODE1）下，改变计数值TH0及TL0以产生不同频率的方法产生不同音阶，例如，频率为523Hz，其周期T＝1/523＝1912μs，因此只要令计数器计时956μs/1μs