关于简易音阶发生器的报告.docx

关于简易音阶发生器的报告.docx湖北汽车工业学院****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20H-2010年12月26日一、 课程目的1•。掌握一般电路设计的方法和基本思想。学****焊接系统板。4•学****电路调试,培养调试电路的能力。5•学****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C调12345670频率f(HZ)(ms))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~10kHzo(4) 功率放大器的负载电阻RL=8欧,最大功率输出Pomax^>效率H^50%o(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:1、 按下S1键发出1的声音。2、 按下S2键发出2的声音。3、 按下S3键发出3的声音。4、 按下S4键发出4的声音。5、 按下S5键发出5的声音。6、 按下S6键发出6的声音。7、 按下S7键发出7的声音。8、 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:■■•W2、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LM386o反相n」♦!?LM386内部电路原理图如上图所示。与通用型集成运放相类似,,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:LM386功攵五、系统软件设计1•程序流程图开始定时器初始化有按键按下?,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Pl・2反相,然后重复计时再反相。。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THO及TLO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=1912us,因此只要令计数器计时956us/lus=956,每计数956次时将I/O