全遙控數(shù)字音量控制的d_類功率放大器-畢業(yè)設計論文

1、<p><b>　　引言</b></p><p>　　幾十年來在音頻領域中，A類、B類、AB類音頻功率放大器一直占據(jù)“統(tǒng)治”地位，</p><p>　　其發(fā)展經(jīng)歷了這樣幾個過程：所用器件從電子管、晶體管到集成電路過程；電路組成從單管到推挽過程；電路形成從變壓器輸出到OTL、OCL、BTL形式過程。其基本類型是模擬音頻功率放大器，它的最大缺點是效率太低。全球音

2、視頻領域數(shù)字化的浪潮以及人們對音視頻設備節(jié)能環(huán)保的要求，迫使人們盡快開發(fā)高效、節(jié)能、數(shù)字化的音頻功率放大器，它應該具有工作效率高，便于與其他數(shù)字化設備相連接的特點。D類音頻功率放大器是PWM型功率放大器，它符合上述要求。近幾年來，國際上加緊了對D類音頻功率放大器的研究與開發(fā)，并取得了一定的進展，幾家著名的研究機構(gòu)及公司已經(jīng)試驗性地向市場提供了D類音頻功率放大器評估模塊及技術。這一技術一經(jīng)問世立即顯示出其高效、節(jié)能、數(shù)字化的顯著特點，引起

3、了科研、教學、電子工業(yè)、商業(yè)界的特別關注，現(xiàn)在這一前沿的技術正迅猛發(fā)展，前景一片光明。</p><p>　　單片機有著體積小、功耗低、功能強、性能價格比高、易于推廣應用等顯著優(yōu)點，在自動化裝置、智能儀器儀表、過程控制、通信、家用電器等許多領域得到日益廣泛的應用。在許多基于單片機的應用系統(tǒng)中，系統(tǒng)需要實現(xiàn)遙控功能，而紅外遙控則是被采用較多的一種方法。紅外遙控是通過紅外管發(fā)送紅外遙控編碼對其設備進行控制的,不同設備的

4、遙控發(fā)送的紅外遙控編碼都是不同的。由于紅外無線解決了有線連接的許多不便，因而受到了家電設備廠商、電腦外圍設備商、以及通信設備廠商的高度重視。</p><p>　　如果將遙控技術、單片機與D類音頻功率放大器結(jié)合起來，那么得到的產(chǎn)品將是非常前沿的。本次設計就是全遙控數(shù)字音量控制的D 類功率放大器。</p><p>　　1 功放的基本知識</p><p><b&g

5、t;　　1.1 功放的分類</b></p><p>　　傳統(tǒng)的功率放大器主要有A 類(甲類) 、B 類(乙類) 和AB (甲乙類)，除此之外，還有工作在開關狀態(tài)下的D類（丁類）功放。</p><p>　　1.2 功放的工作原理及特點概述</p><p>　　A 類功率放大器在整個輸入信號周期內(nèi)都有電流連續(xù)流過功率放大器件,其晶體管總是工作在放大區(qū)，并且在

6、輸入信號的整個周期內(nèi)晶體管始終工作在線性放大區(qū)域，它的優(yōu)點是輸出信號的失真比較小,缺點是輸出信號的動態(tài)范圍小、效率低，理想情況下其效率為50 % ,考慮到晶體管的飽和壓降及穿透電流造成的損耗,A 類功率放大器的最高效率僅為45 %左右。</p><p>　　B 類功率放大器在整個輸入信號周期內(nèi)功率器件的導通時間為50 % ,因為其晶體管只在輸入信號的正半周工作在放大區(qū)，在輸入信號的負半周是截止的。它的優(yōu)點是效率理

7、想情況下可達78. 5 % ,比A類的提高了很多，其缺點是非線性失真卻比甲類功放大，而且會產(chǎn)生交越失真,增加噪聲。 </p><p>　　AB類(甲乙類) 功率放大器是以上兩種放大器的結(jié)合,使每個功率器件的導通時間在50 %～100 %。此類放大器目前最為流行,它兼顧了效率和失真兩方面的性能指標,在設計該功率放大器時要設置功率晶體管的靜態(tài)偏置電路,使其工作在甲乙類狀態(tài)。這類功放失真小于乙類功放，但其效率比乙類功放

8、要低一些。</p><p>　　D類功率放大器又叫開關型功率放大器，現(xiàn)在又有人稱之為數(shù)字功率放大器。它利用晶體管的高速開關特性和低的飽和壓降的特點，效率很高，理論上可以達到100%，實際上可以達到90%。此電路不需要嚴格的對稱，也不需要復雜的直流偏置和負反饋，使穩(wěn)定性大大提高。用同樣的功耗的管子可得到比AB類放大器高4倍功率的輸出。</p><p>　　D類功放的功率器件受一高頻脈寬調(diào)制(

9、 PWM) 脈沖信號的控制,使其工作在開關狀態(tài), 理論上其效率可達100 %。因此能極大地降低能源損耗，減小放大器體積，在體積、效率和功耗上要求較高的場合具有很大的優(yōu)勢。另外，現(xiàn)代保真音響系統(tǒng)常采用數(shù)字音頻設備如CD、DAT（digital audio tape），近年發(fā)展起來的DVD、計算機多媒體設備、MP3等也都是數(shù)字音頻信號源。數(shù)字音頻信號采用脈沖編碼調(diào)制技術（PCM），信號分辨率通常為12位或16位，采樣頻率為44.1KHZ（C

10、D）或48KHZ（DAT）。由于數(shù)字信號在存儲、傳輸和數(shù)據(jù)出來上的優(yōu)點，使人們開始追求數(shù)字式功放代替?zhèn)鹘y(tǒng)的模擬功放，這也使得D類功率放大器受到更大的關注。D類放大器雖然具有很高的效率,但由于功率晶體管的開關工作方式,D 類放大器引入的失真通常大于線性放大器,這是目前D 類放大器在音頻放大領域并未得到廣泛應用的主要原因。隨著半導體及微電子制造技術的不斷發(fā)展,高速、大功率器件已越來越多,人們對音頻功率放大器的要求更加趨向高效、節(jié)能和小型化,

11、所以D 類(丁類) 音頻功率放大器越來越受到人們的重視。</p><p>　　1.3 D類功率放大器的特點</p><p>　?。?） 效率高，產(chǎn)生的熱量少 </p><p>　　圖1-1 D類功放與AB類功放的效率比較</p><p>　　節(jié)能、數(shù)字化、體積小、重量輕</p><p>　　D類功放與AB類

12、功放的效率比較</p><p>　　比較條件：電源電壓24V，負載4歐，1000HZ，連續(xù)輸出，整機效率</p><p><b>　　失真較大</b></p><p>　　D類功放的失真比較起其他幾類功放來說，其失真較大，這也是D類功放一直以來都未投入市場的主要原因之一。但由于近年來對該類功放的保真度的大力研究，使得D類功放成為最近幾年內(nèi)的熱門

13、研究重點。</p><p>　　輸出功率（W） D類音頻功率放大器 模擬音頻功率放大器</p><p>　　表1-1 D類功放與AB類功放的比較</p><p><b>　　電路系統(tǒng)方案設計</b></p><p><b>　　2.1 設計構(gòu)思</b></p>&

14、lt;p>　　本設計是利用Ti公司全D類音頻功放芯片TPA3004D2和MCS51系列微處理器設計</p><p>　　紅外線遙控的數(shù)字音量控制立體聲音頻功率放大器。TPA3004D2是D類立體聲音頻功率放大芯片，具有每通道12W的功率輸出，本方案將使立體聲音量由直流電壓實現(xiàn)–40 dB 到 36 dB增益范圍調(diào)節(jié)。我們知道要很好地設計一個電路，必須在設計之前對此電路中所用到的器件的功能特性能夠有一個全面的

15、了解。在下面的介紹中將會先對兩大模塊進行說明，然后對模塊中用到了8051單片機、EEPROM24C04、紅外一體接收頭、D/A轉(zhuǎn)換器MAX541及D類功放芯片TPA3004D2的功能特性、工作原理及電路連接進行闡述。由于部分器件某些功能特性不常用或本電路沒用到，在此就不多介紹。因為我們做事情就應該統(tǒng)領全局、抓住重點。</p><p>　　2.2 電路總體框圖</p><p>　　電路總體框

16、圖如下圖:</p><p>　　接收遙控器編碼 </p><p>　　參數(shù)存儲 </p><p>　　用可調(diào)電壓控制功放音量</p><p>　　圖2-1電路設計總體框圖</p><p><b>　　電路原理圖

17、介紹</b></p><p>　　由于本課題涉及內(nèi)容較多，并且為了讓讀者能更明了設計的流程，本電路原理圖分兩大模塊介紹，分別為單片機模塊與D類功放模塊。</p><p>　　3.1 單片機模塊介紹</p><p>　　單片機是為了實現(xiàn)控制功能而設計的一種微型計算機，是計算機的進一步微型化。它的應用首先是控制功能，即在于實現(xiàn)計算機控制。其實現(xiàn)手段采用嵌入方

18、式，即嵌入到對象環(huán)境中作為一個智能化控制單元。由于被控對象種類繁多，其應用也非常廣泛，比如工業(yè)控制領域、家用電器領域、辦公自動化領域、商業(yè)流通領域、汽車電子及航空航天電子等等。它的應用也從根本上改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)設計思想和設計方法，取代以微控制技術來實現(xiàn)，這是一個全新的概念。隨著單片機應用技術的推廣普及，微控制技術必將不斷發(fā)展、完善。</p><p>　　此部分電路實現(xiàn)的功能是由一體化紅外接收頭接收5米外遙控器的

19、遙控代碼，然后把遙控編碼傳送到單片機的中斷輸入口。</p><p>　　3.1.1 模塊原理圖</p><p>　　圖3-1 單片機模塊原理圖</p><p>　　3.1.2 紅外一體接收頭的功能特性及電路連接</p><p>　?。?）紅外遙控的概念及特點</p><p>　　所謂遙控，就是指對被控對象，按照所預定

20、的意圖對其內(nèi)部參數(shù)、工作狀態(tài)等進行遠距離操縱。遙控技術公現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研、國防等領域均有非常廣泛的應用，隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，它們的應用也越來越普遍。</p><p>　　現(xiàn)代遙控技術也十分普遍地應用于各類家電中，例如電視遙控、電燈遙控、電風扇遙控、空調(diào)遙控等。這類應用提高了家電的功能和檔次，更重要的是給使用者帶來極大的方便。設有遙控的電視，使用者不必離開座位，只需要使用手持紅外遙控器就可以進行節(jié)目切換，以及對

21、音量、對比度、亮度等的調(diào)節(jié)。</p><p>　　遙控的種類很多，若以遙控信息傳送方式來區(qū)分，可以分為：有線遙控和無線遙控兩大類，而無線遙控又包含了紅外遙控、超聲波遙控和無線電遙控三類。有線遙控和無線遙控可以達到很遠的距離，而紅外遙控和超聲波遙控只能在十幾米之內(nèi)，因此多用于家電方面。</p><p>　　紅外遙控是以紅外線作為載體來傳送遙控命令的。紅外線的波長介于紅光和微波之間，0.77—

22、3UM為近紅外區(qū)，3—30UM為中紅外區(qū)，30—1000UM為遠紅外區(qū)。紅外線在通過云霧塵埃等充滿懸浮粒子的物質(zhì)時不易發(fā)生散射，有較強的穿透力，還具有不易受干擾，易于產(chǎn)生等優(yōu)點，因此被廣泛用語遙控裝置。相比較前面兩種遙控裝置來看，紅外遙控具有以下優(yōu)點：</p><p>　　它是目前在世界范圍內(nèi)被廣泛使用的一種無線連接技術，被眾多的硬件和軟件平臺所支持： ·通過數(shù)據(jù)電脈沖和紅外光脈沖之間的相互轉(zhuǎn)換

23、實現(xiàn)無線的數(shù)據(jù)收發(fā)； ·主要是用來取代點對點的線纜連接；</p><p>　　·新的通訊標準兼容早期的通訊標準；</p><p>　　·小角度，短距離，點對點直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強；</p><p>　　·傳輸速率較高，目前4M速率的FIR技術已被廣泛使用，16M速率的VFIR技術已經(jīng)發(fā)布；</p>&l

24、t;p>　　·不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設備。由于其無法穿透墻壁，所以不同房間的家用電器可使用通用的遙控器而不會產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進行多路遙控。</p><p>　?。?） 紅外一體接收頭的功能特性</p><p>　　紅外接收電路選用Vishay公司生產(chǎn)的專用紅外接收模塊TSOP1738或者

25、TSOP4838。該接收模塊是一個三端元件，使用單電源+5V電源，具有功耗低、抗干擾能力強、輸入靈敏度高、對其它波長（950nm以外）的紅外光不敏感的特點，其引腳功能介紹如下：</p><p>　　VCC 接系統(tǒng)的電源正極（+5V）；</p><p>　　GND 接系統(tǒng)的地線（0V）；</p><p>　　OUT 脈沖信號輸

26、出 </p><p>　　通常接CPU的中斷輸入引腳（例如8051的13腳INT1）。采取這種連接方法，軟件解碼既可以工作于查詢方式，也可以工作于中斷方式。</p><p>　　為保證紅外接收模塊TSOP4838接收的準確性，要求發(fā)送端載波信號的頻率應盡可能接近38kHz，因此在設計脈沖振蕩器時，要選用精密元件并保證電源電壓穩(wěn)定。再有，發(fā)送的數(shù)位“0”至少要對應14個載波脈沖，這

27、就要求傳送的波特率不能超過2400bps。利用上述紅外收發(fā)電路構(gòu)成的紅外信道最大通信距離為8m。</p><p>　　TSOP4838的工作原理為：首先，通過紅外光敏元件將接收到的載波頻率為38kHz的脈沖調(diào)制紅外光信號轉(zhuǎn)化為電信號，再由前放大器和自動增益控制電路進行放大處理。然后，通過帶通濾波器和進行濾波，濾波后的信號由解調(diào)電路進行解調(diào)。最后，由輸出級電路進行反向放大輸出。 </p

28、><p>　?。?）紅外接收頭在電路中有效地抑制了電源干擾。</p><p>　?。?）當電壓低于3.3V時輸出電壓不能連續(xù)地支持外圍電路。</p><p>　　圖3-2 紅外接收電路的典型應用</p><p>　?。?） 紅外接收部分的電路連接</p><p>　　紅外接收頭的輸出管腳OUT接到三極管9018的B極，目的

29、是把接收信號放大，再把放大后的信號輸入到單片機的中斷口INT1。電阻R-RED對紅外接收頭起保護作用，最右邊兩個電容起到濾波的作用。</p><p>　　圖3-3 紅外接收部分的電路連接</p><p>　　3.1.3 單片機8051的功能特性及電路連接</p><p>　　近些年來，單片機的發(fā)展速度很快，從有關資料提供的數(shù)據(jù)來看，單片機的產(chǎn)量已占整個微機(包括一

30、般的微處理器)產(chǎn)量的80%以上，在1987年達90％。曾經(jīng)占據(jù)8位微處理器產(chǎn)量約1/3的Z80CPU，1985年產(chǎn)量下降到1800萬片，而8位單片機，1985年上升到2.1億片，隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展，單片機的發(fā)展及對單片機的需求和它在各個領域中的應用將得到進一步擴大。</p><p>　　本課題用到的8051單片機是MCS-51系列單片機的一種型號，MCS-51系列單片機是美國Intel公司在1980年

31、推出的一種高性能8位單片微型計算機。在MCS-51系列中，有兩個子系列即51子系列和52子系列。在5l子系列中，主要有803l、8051、8751三種同檔次機型，它們的指令系統(tǒng)與芯片引腳完全兼容，僅片內(nèi)程序存儲器(ROM)大小有所不同。52子系列是51系列的增強型，主要有8032、8052兩種機型。與51子系列不同在于，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器增至256個字節(jié)：片內(nèi)程序存儲器增至8KB（8032無片內(nèi)程序存儲器）；有3個16位定時器／計數(shù)器；有6

32、個中斷源。其它性能均與51子系列相同。它們可通過接口電路與外圍設備相連構(gòu)成可以完成各種控制功能的單片機系統(tǒng)。下面將會介紹此系列單片機的功能特性以及用到的8051單片機在設計中的電路連接。</p><p>　?。?）MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)框圖如下圖示：</p><p>　　圖3-4 MCS-51系列單片機的基本結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　?。?）51系列系

33、統(tǒng)主要功能特性：</p><p>　?、?1個由運算器和控制器組成的8位微處理器(CPU)；</p><p>　?、?128KB的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，用來存放運算的中間結(jié)果和最終結(jié)果；4KB的片內(nèi)程序存儲器(ROM)，可用來存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；</p><p>　　③ 21B專用寄存器，主要用來實現(xiàn)對內(nèi)部功能部件的控制和數(shù)據(jù)運算；擴展片外數(shù)據(jù)存儲器的

34、尋址范圍可達到64KB；擴展片外程序存儲器的尋址范圍可達64KB；</p><p>　?、?4個8位并行I/O接口P0、P1、P2、P3，既可用作輸入，也可用作輸出； </p><p>　?、?1個全雙工UART(通用異步接收發(fā)送器)串行I/O接口，可用于單片機之間或單片機與微機之間的串行通信；</p><p>　　⑥ 2個16位定時器材數(shù)器，可用于根據(jù)確定的時間間

35、隔或?qū)ν獠渴录嫈?shù)的多少發(fā)出控制信號；中斷系統(tǒng)有5個中斷源，可編程為兩個優(yōu)先級；</p><p>　　⑦ 111條指令，含有乘法指令和除法指令；</p><p>　?、?有很強的位尋址、位處理能力；片內(nèi)采用單總線結(jié)構(gòu)；</p><p>　?、?片內(nèi)帶振蕩器，振蕩頻率的范圍為1.2—12MHz，可有輸出；</p><p>　?、?用單+5v電源

36、。</p><p>　　（3）MCS-51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)：</p><p>　　單片機內(nèi)部各基本部件之間通過總線交換信息。所謂總線是信息流通的公共通道，總線上的信息可以同時輸送給幾個部件，但不允許幾個信息同時輸送給總線，否則將產(chǎn)生信息沖突?？偩€按傳送信息不同來分，可分為數(shù)據(jù)總線(DB)、控制總線(CB)、地址總線(AB)。數(shù)據(jù)總線用于CPU、存儲器、輸入/輸出接口之間傳送數(shù)據(jù)，如從存儲器取

37、數(shù)到CPU，把運算結(jié)果從CPU送到外部設備等。數(shù)據(jù)總線是雙向的，控制總線是傳送CPU發(fā)出的控制信號，也可以是其它部件輸入到微處理器的信息，對于每一條控制線，其傳送方向是固定的。地址總線用來傳輸CPU發(fā)出的地址信息，以選擇需要訪問的存儲器和I/O接口電路。地址總線是單向的，只能是CPU向外傳送地址信息。單片機采用上述三組總線的連接方式，常被稱為三總線結(jié)構(gòu)。MCS-51內(nèi)部各部分的功能簡述如下：</p><p>　　

38、① 微處理器(CPU)</p><p>　　微處理器又稱CPU，是單片機的控制和指揮中心，由運算器和控制器兩大部分組成。</p><p><b>　　? 運算器</b></p><p>　　運算器以算術邏輯運算單元ALU為核心，含累加器A、暫存器1、暫存器2、程序狀態(tài)字PSW、寄存器等許多部件。</p><p><

39、b>　　? 控制器</b></p><p>　　控制器包括程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、振蕩器、定時電路及控制電路等部件，能根據(jù)不同的指令產(chǎn)生相應的操作時序和控制信號。</p><p><b>　?、?存儲器配置概述</b></p><p>　　MCS-51單片機，片內(nèi)除了CPU之外，還有存儲器。其中，片內(nèi)只

40、讀存儲據(jù)(ROM)用作程序存儲器，在計算機工作時，事先存入已編好的各種程序、常數(shù)等信息；片內(nèi)讀寫存儲器(RAM)又稱隨機存儲器，它的存儲單元的內(nèi)容根據(jù)需要既可隨時讀出也可寫入，用作數(shù)據(jù)存儲器，存放輸入、輸出數(shù)據(jù)和中間計算結(jié)果．或與外存交換信息，以及作為堆棧，在必要時可保存斷點、保存現(xiàn)場。MCS-51系列單片機內(nèi)含有的存儲器容量(以字節(jié)為單位)不夠時，可以另外擴片外程序存儲器或片外存儲器。</p><p>　?。?

41、）MCS-51系列單片機引腳功能及一些簡單電路介紹：</p><p>　　下圖2-3為MC-51系列單片機引腳圖及邏輯符號，各引腳功能如下：</p><p>　　圖3-5 MCS-51系列單片機引腳圖及邏輯符號</p><p>　　① 電源引腳Vcc和Vss</p><p>　　Vcc(40腳)：電源端，接+5V。</p>&

42、lt;p>　　Vss(20腳)：接地端。</p><p>　　通常Vcc和Vss之間應接高頻和低頻濾波電容。</p><p>　?、?時鐘電路引腳XTAL1和XTAL2</p><p>　　XTAL1(19腳)：接外部石英晶體和微調(diào)電容一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入。若使用外部時鐘時，該引腳必須接地。</p><p>　　XTA

43、L2(18腳)；接外部石英晶體和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。若使用外部時鐘時，該引腳作為外部時鐘的輸入端。</p><p>　　圖2-4為利用石英晶振作為時鐘輸入的電路圖。石英晶振起振后要能在XTAL2線上輸出一個3V左右的正弦波，使MCS-51片內(nèi)的OSC電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。通常，OSC的輸出時鐘頻率fosc為0.5—16MHz，典型值為12MHz或11.0592MHz。電容

44、C01和C02可以幫助起振，典型值為30pf，調(diào)節(jié)它們可以達到微調(diào)fosc的目的。</p><p>　　圖3-6 MCS—51OSC晶振連接圖</p><p>　　③ 控制信號引腳ALE、PSEN、EA和RST</p><p>　　ALE／PROG(ADDRESS LATCH ENABLE／PROGRAMMING，30腳)；地址鎖存信號輸出端。在存取片外存儲器

45、時，用于鎖存低8位地址。當單片機上電正常工作后，ALE端就周期性地以時鐘振蕩頻率的1／6的固定頻率向外輸出正脈沖信號。此引腳的第二功能PROG是對片內(nèi)帶有4K字節(jié)EPROM的8751固化程序時，作為編程脈沖輸入端。 </p><p>　　PSEN(PROGRAM STORE ENABLE，29腳)：程序存儲允許輸出端。是片外程序存儲器的讀選通信號，低電平有效。</p><p>　

46、　EA／Vpp（ENABLE ADDRSS／VOLTAGE PUL OF PROGRAMMING，3l腳)；程序存儲器地址允許輸入端。當EA為高電平時，CPU執(zhí)行片內(nèi)程序存儲器指令，但當PC中的值超過0FFFH時．將自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲器指令。當EA為低電平時，CPU只執(zhí)行片外程序存儲器指令。在8051中，當對片內(nèi)EPROM編程時，該端接12V的編程電壓。</p><p>　　RST／VPD(9腳)：復位信

47、號輸入端。高電平有效，在此輸入端保持兩個機器周期的高電平后，就可以完成復位操作。復位以后，P0—P3口均為高電平，SP指針重新賦值為07H，PC被賦值為0000H。復位有自動上電復位和人工按鈕復位兩種，電路如圖2-5所示。此外，該引腳還有掉電保護功能，若在該端接十5V備用電源，一旦在使用中Vcc突然消失(掉電)，則可以保護片內(nèi)RAM中信息不丟失。</p><p>　　A 自動上電復位

48、 B 人工復位</p><p>　　圖3-7 MCS-51復位電路圖</p><p>　　（5）MCS-51單片機I/O口概述</p><p>　　MCS-51單片機有4個8位并行輸入/輸出口，分別稱為P0、P1、P2和P3口，每個口都是8位準雙向口，這4個接口可以并行輸入或輸出8位數(shù)據(jù)，也可按位使用，即每一根輸人/輸出線都能獨立作為輸入或輸出；每個

49、端口都包括一個數(shù)據(jù)鎖存器(即特殊功能寄存器P0--P3)，—個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。作輸出時數(shù)據(jù)可以鎖存，作輸入時數(shù)據(jù)可以緩沖，但這四個通道的功能并不完全相同。</p><p>　　在無片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，這4個端口都可以作為準雙向通用I/O口使用，但在具有片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，P2口可用作輸出高8位地址，P0口作為雙向總線，分時輸出低8位地址和輸入/輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　

50、　圖3-8 P0口的一位結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　① P0口(P0.0—P0.7，39—32腳)：</p><p>　　P0口是一個漏極開路的8位準雙向I/O口，每位能驅(qū)動8個LSTTL負載，在訪問片外存儲器時，它分時作為8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)線。當P0口作為普通輸入口使用時，應先向口鎖存器寫“1”。</p><p>　　從圖2-6可以看出，P0口的輸出驅(qū)動器

51、中有兩個場效應管，上面的管子導通，下面的管子截止，輸出為高電平；上面的管截止，下面的管導通，輸出為低電平；上、下管均截止時輸出浮空。P0口的輸出驅(qū)動器中含有一個多路電子開關，當其接至口鎖存器-Q端時，作為雙向I/O口使用。將“1”寫至口鎖存器時，上、下管均為截止，輸出浮空。一般這時應外上拉電阻，將口線拉至高電平．否則，P0口輸出的信號不確定。將“0”寫至鎖存器時，下管導通，輸出低電平。作輸入時，口鎖存器應置“1”，保證從引腳讀人的數(shù)據(jù)正

52、確。</p><p>　　當多路開關接至地址/數(shù)據(jù)端時，P0口作為地址/數(shù)據(jù)端口使用，分時輸出外部存儲器的低8位地址(A0—A7)和傳送數(shù)據(jù)(D0—D7)。由于存儲器在被訪問期間要求地址信號一直有效，而P0口是分時傳輸?shù)刂?、?shù)據(jù)信號，地址信號只在某個時間段出現(xiàn)，并非一直有效，所以需要由地址鎖存允許信號ALE將低8位的地址鎖存到外部地址鎖存器中，接著P0口便輸入/輸出數(shù)據(jù)。P0口輸出的低8位地址來源于程序計數(shù)器PC

53、低8位、數(shù)據(jù)指針DPTR8位、R1或R0。</p><p>　　圖3-9 P1口的一位結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?、?P1口(P1.0—P1. 7，1—8腳)：</p><p>　　P1口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位淮雙向I/O口．P1口的每一位能驅(qū)動4個LSTTL負載，P1口作為輸入口使用時，應先向口鎖存器寫“1”。</p><p>　　輸出

54、時，將“1”寫入P1口的某一位鎖存器，則對應連接在-Q上的場效應管截止，該位的輸出由內(nèi)部的上拉電阻將引腳拉成高電乎，輸出“1”。將“0”寫入鎖存器，則對應連接在-Q上的場效應管導通，該位的引腳輸出低電平，即輸出“0”。</p><p>　　輸入時，口鎖存器必須置“1”，使輸出場效應管截止，這時該位引腳由內(nèi)部上拉電阻拉成高電平，也可以由外部電路拉成低電平。此時，引腳的狀態(tài)由外接的輸出設備的輸出狀態(tài)決定。CPU讀Pl

55、引腳的狀態(tài)時，實際就是讀外部輸出設備的輸出信息。P1口作為輸入線時，可以被任何TTL電路或MOS電路驅(qū)動。由于內(nèi)部有上拉電阻，也可以被集電極開路或漏極開路的電路驅(qū)動。</p><p>　　圖3-10 P2口的一位結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?、?P2口(P2.0—P2.7，21—28腳)：</p><p>　　P2口為準雙向I/O口，有兩種功能，對于內(nèi)部擁有程序存儲

56、器，無須擴展外部ROM且無外部ROM的應用場合(無高8位地址需求)，P2口可作為輸入/輸出口使用，直接與外部設備相連。P2口也可用于系統(tǒng)擴展的地址總線口，輸出地址總線的高8位A8—A15。對于內(nèi)部沒有程序存儲器的單片機(如8031)，一般情況下只能作為系統(tǒng)擴展的高8位地址總線輸出口．而不能作為與外部設備相連接的輸入/輸出口。</p><p>　　P2口的輸出驅(qū)動器有一個多路電子開關(MUX)，當MUX開關接至輸出

57、鎖存器Q輸出端時，P2口作為第一功能輸出線，與P1口的功能相似；當MUX開關接至地址端時，P2口的狀態(tài)由CPU送出的地址確定：訪問程序存儲器時，地址來源于程序計數(shù)器PC的高8位，輸出地址A8—A15；訪問數(shù)據(jù)存儲器或I/O設備時，地址來源于數(shù)據(jù)指針DPTR的高8位DPH，特殊的采用間址寄存器R1或R0時，則P2口保持原有的地址信息不變。</p><p>　　圖3-11 P3口的一位結(jié)構(gòu)圖</p>

58、<p>　?、?P3口(P3.0—P3.7，10—17腳)：</p><p>　　P3口為準雙向多功能I/O口，可以分別定義為第一功能輸入/輸出線或第二功能輸入/輸出線。當P3口定義為第一功能輸入/輸出出線時，第二功能翰出線總是高電平。此引腳輸出電平取決于口鎖存器的狀態(tài)，當輸出“1”時，寫人口鎖存器的數(shù)據(jù)從Q端輸出，使輸出場效應管截止，引腳由上拉電路拉成高電平；當輸出“0”時，寫人口鎖存器的數(shù)據(jù)從Q端輸

59、出，使輸入場效應管導通，引腳輸出低電平。同樣，P3口的某一位作為輸入線時，該位口鎖存器應保持“1”，使輸出場效應管截止，引腳狀態(tài)由外部輸入電平所確定。</p><p>　　當P3口定義為第二功能輸入輸出線時，該位的口鎖存器必須保持“1”，輸出場效應管的狀態(tài)由第二功能輸出確定。P3口的第二功能定義如下：</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p&g

60、t;<p>　　P3.1 TXD(串行輸出口)</p><p>　　P3.2 INT0(外部中斷0輸入口)</p><p>　　P3.2 INT1(外部中斷1輸入口)</p><p>　　P3.4 T0(定時器0外部輸入口)</p><p>

61、　　P3.5 T1(定時器1外部輸入口)</p><p>　　P3.6 WR(寫選通輸出口)</p><p>　　P3.7 RD(讀選通輸出口)</p><p>　　3.1.4 EEPROM24C02的功能特性及電路連接</p><p>　?。?）EEPROM 概述</p

62、><p>　　EEPROM是一種可用電氣方法在線擦除和再編程的只讀存儲器。它既有RAM在連機操作中可讀可改寫的特性，又具有非易失性存儲ROM在掉電后仍然能夠保持所存儲的數(shù)據(jù)的優(yōu)點。寫入的數(shù)據(jù)在常溫下至少可以保持10年。</p><p>　　EEPROM芯片有兩類接口：并行接口和串行接口芯片。并行接口EEPROM一般相對容量大、速度快、功耗大和價格貴，但讀寫方法簡單。串行EEPROM芯片的特點是

63、體積小、功耗低、價格便宜，使用中占用系統(tǒng)的信號線較少；但相對工作速度慢，讀寫方法稍許復雜些。對于那些需要存放有時需要改變特征代碼或參數(shù)的系統(tǒng)，通常所需要的字節(jié)和寫入的次數(shù)不會很多，寫入速度也沒太高要求，這種情況下采用串行EEPROM是非常合適的。</p><p>　?。?）24C02的特點簡介</p><p>　　24C02（A）是一種采用CMOS工藝制成的128/256/512/1K/2

64、K/4K/8K*8位/14位引腳的串行的可用電擦除可編程只讀存儲器。自定時寫周期包括自動擦除時間不超過10MS，典型時間為5MS。而MICROCHIP公司的串行EEPROM的擦除和寫入1個字節(jié)數(shù)據(jù)時間可縮短為1毫秒以下。串行EEPROM一般具有兩種寫入方式，一種是字節(jié)寫入，一種是頁寫入，允許在一個寫周期內(nèi)同時對1個字節(jié)到一頁的若干字節(jié)進行編程寫入，一頁的大小取決于芯片內(nèi)頁寄存器的大小，不同公司的同種型號存儲器的頁寄存器可能不一樣。例如A

65、TMEL的 AT24C01/01A/02A的頁寄存器為4B/8B/8B，而MICROCHIP的24C01/01A/02A頁寄存器都為2B，24AA01頁寄存器為8B。擦除/寫入周期壽命一般都已經(jīng)達到10萬次以上，有的產(chǎn)品已經(jīng)達到1000萬次。</p><p>　　采用單一電源+5V+/-0.1V，低功耗工作電流1毫安，備用狀態(tài)時只有10微安；三態(tài)輸出，與TTL電平兼容。一般商業(yè)品工作溫度范圍為0度—70度，工業(yè)品

66、為-40度—85度。這個系列的芯片有8引腳DIP封裝、8引腳SOIC封裝形式，一部分型號還有14引腳SOIC封裝形式。</p><p>　　該系列芯片是二線制串行EEPROM芯片，有硬件寫保護引腳WP。</p><p><b>　?。?）引腳說明</b></p><p>　　用于基本總線操作的引腳只有SCL和SDA。其管腳定義如下：</p

67、><p>　　SCL 串行時鐘端。這個信號用于對輸入和輸出數(shù)據(jù)的同步，寫入串行EEPROM的數(shù)據(jù)用其上升沿同步，輸出數(shù)據(jù)用其下降沿同步。</p><p>　　SDA 串行數(shù)據(jù)（/地址）輸入/輸出端。這是串行雙向數(shù)據(jù)輸入/輸出線。這個引腳是漏極開路驅(qū)動，可以與任何數(shù)目的其他漏極開路或集電極開路的器件“線或”連接。</p><p>　　WP 寫保護。這個引腳用

68、于硬件數(shù)據(jù)保護功能，當其接地時，可以對整個存儲器進行正常的讀/寫操作；當其接電源時，芯片就具有數(shù)據(jù)保護功能，被保護部分因不同型號芯片而異。被保護的部分的讀操作不受影響，實際少年宮這時被保護部分就可以作為串行只讀存儲器使用。</p><p>　　A0、A1、A2 片選或頁面選擇地址輸入。</p><p>　　VCC 電源電壓接5V</p>&l

69、t;p>　　VSS 接地端</p><p>　　（3）內(nèi)部框圖以及功能描述</p><p>　　24C02的內(nèi)部框圖如下：</p><p>　　圖3-12 24C02的內(nèi)部框圖結(jié)構(gòu)</p><p>　　24C02（A）/04A/08A/16A支持雙向二線制串行總線及其傳輸規(guī)約，一般把傳送數(shù)據(jù)到總線上的器件定義

70、為發(fā)送器，接收數(shù)據(jù)的器件為接收器。串行EEPROM在系統(tǒng)中總是作為從機工作，總線必須由一片可以產(chǎn)生串行時鐘（SCL）的住器件控制，通常這個住器件就是微處理器或者微控制器，控制總線訪問和產(chǎn)生“啟動”和“停止”信號。微處理器和EEPROM都可以作為發(fā)送器或者接收器，在對EEPROM進行寫操作時，微處理器是發(fā)送器，串行EEPROM是接收器，而在讀操作時，則剛好與之相反。</p><p>　　（4）EEPROM24C02

71、的電路連接</p><p>　　EEPROM24C02的電路連接圖如下：它在本設計中起到的作用是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的掉電可存儲功能。其中串行時鐘端SCL和串行數(shù)據(jù)（/地址）輸入/輸出端SDA接到單片機的P1口。</p><p>　　圖3-13 EEPROM24C02的電路連接</p><p>　　3.2 D類功放模塊介紹</p><p>　　利用T

72、i公司全D類音頻功放芯片TPS3004和MCS51系列微處理器設計紅外線遙控的數(shù)字音量控制立體聲音頻功率放大器。TPS3004 D類立體聲音頻功率放大芯片具有每通道12W的功率輸出，立體聲音量由直流電壓實現(xiàn)–40 dB to 36 dB增益范圍調(diào)節(jié)，并能對用戶設置參數(shù)實現(xiàn)掉電存儲。</p><p>　　3.2.1 模塊原理圖</p><p>　　此原理圖為設計電路的后半部分，此部分電路實現(xiàn)

73、的功能是通過調(diào)節(jié)DAC MAX541的輸出電壓值以及調(diào)節(jié)兩個電位器的阻值使它們的電壓值為可調(diào)，從而達到控制D類功放音量的目的。</p><p><b>　　模塊原理圖如下：</b></p><p>　　圖3-14 D類功放模塊原理圖</p><p>　　3.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器MAX541的功能特性及電路連接</p><p

74、>　?。?）MAX541特點簡介</p><p>　　MAX541高精度DAC是美國MAXIN公司生產(chǎn)的串口輸入，電壓輸出的16位數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其特點是采用三線串行接口，并且輸入采用施密特觸發(fā)器結(jié)構(gòu)，內(nèi)置上電復位功能，功耗為1.5mW。工作于+5伏單電源，工作電流為0.3mA其電壓輸出范圍是0V到2.5V。由于具有很低的功耗，無須調(diào)整即可得到16位的精度，所以非常適合于工業(yè)控制及儀器儀表等應用。</p&

75、gt;<p>　?。?）MAX541的外觀及引腳說明：</p><p>　　如圖，MAX541是8腳DIP和SO封裝，</p><p>　　圖3-15 MAX541的外觀</p><p><b>　　引腳功能說明如下：</b></p><p>　　CS\ 片選信號輸入端；</p>

76、;<p>　　VDD 接+5V電源端；</p><p>　　AGND 接模擬地端；</p><p>　　DGND 數(shù)字地端；</p><p>　　REF 參考電壓輸入端，接外部+2.5V電壓；</p><p>　　SCLK 串行時鐘輸入端；</p><p>

77、　　DIN 串行數(shù)據(jù)輸入端；</p><p>　　OUT 數(shù)模轉(zhuǎn)換電壓輸出端。</p><p>　　（3）MAX541的工作原理</p><p>　　請看下表，此表很直觀明了地說明了MAX541的工作原理。模擬輸出電壓VOUT的范圍可以由輸入不同的數(shù)字代碼來有規(guī)律地控制。當輸入的16位數(shù)字代碼為全零時輸出電壓為0，當輸入的16位數(shù)字代碼為全1時

78、輸出電壓約為VREF即2.5V。VOUT變化的規(guī)律是：16位數(shù)字代碼由全0開始，每次加1一直到全1變化，對應的輸出電壓VOUT從0開始，每次增加VREF*（1/65536）。</p><p>　　表3-1 數(shù)字輸入代碼與輸出電壓值對應表</p><p>　　我們還關心一個原理，就是怎樣把16位的數(shù)字代碼輸入MAX541里面。請看下圖，</p><p>　　當片選端

79、信號CS選通后（低電平有效），串行時鐘輸入端的時鐘信號開始生效，在時鐘信號的上升沿數(shù)據(jù)會同步地傳輸并鎖存到DAC的數(shù)據(jù)輸入寄存器中。當16位數(shù)據(jù)傳輸完后CS置1，然后進入下一輪的數(shù)據(jù)代碼傳輸。</p><p><b>　　圖3-16 </b></p><p>　?。?）MAX541的電路連接</p><p>　　MAX541在本設計中的電路

80、連接見下圖，讓它外接+5V電源，4、5、6腳接單片機的P1口實現(xiàn)串口通信。模擬地DGND和數(shù)字地AGND相接構(gòu)成地線系統(tǒng)，為了消除高頻和低頻干擾，必須在REF與地之間接入退耦電容。由圖可以看出，MAX541的輸出電壓及兩個可調(diào)電位器分別接到了D類功放芯片的11（VOLUME）、10（VARMAX）和第9（VARDIFF）腳，通過調(diào)節(jié)這三個管腳的輸入電壓就可以達到控制此D類功放音量的目的。至于是怎樣控制的在下面將會詳細介紹。</p&

81、gt;<p>　　圖3-17 MAX541的電路連接</p><p>　　3.2.3 D類功放芯片TPA3004D2的功能特性及電路連接</p><p>　?。?）TPA3004D2的特性</p><p>　　此D類立體聲音頻功率放大芯片具有每通道12W的功率輸出，立體聲音量由直流電壓控制，可以實現(xiàn)從–40 dB 到 36 dB增益范圍調(diào)節(jié)。<

82、/p><p>　?。?）TPA3004D2的主要管腳功能</p><p>　　由于該芯片管腳較多，不可能也沒必要一一說明其功能，下面就本設計所用到的管腳功能說明如下：</p><p>　　RINN（2） 右聲道音頻輸入的負極</p><p>　　RINP（3） 右聲道音頻輸入的正極</p><p

83、>　　LINN（6） 左聲道音頻輸入的負極</p><p>　　LINP（5） 左聲道音頻輸入的正極</p><p>　　LOUTN（16、17） 左聲道音頻輸出的負極（兩管腳接在一起）</p><p>　　LOUTP（20、21） 左聲道音頻輸出的正極（兩管腳接在一起）</p><p>　　RO

84、UTN（44、45） 右聲道音頻輸出的負極（兩管腳接在一起）</p><p>　　ROUTP（40、41） 右聲道音頻輸出的正極（兩管腳接在一起）</p><p>　　VARDIFF（9） 結(jié)合VARMAX（10）與VOLUME（11）對輸出設置增益</p><p>　　VARMAX（10） 輸入直流電壓為VAROUT輸出設置最大增益，（

85、假如VAROUT沒用到VARMAX就要接地線）</p><p>　　VOLUME（11） 在此管腳輸入直流電壓為VAROUT輸出設置增益</p><p>　　（3）TPA3004D2的外觀</p><p>　　圖3-18 TPA3004D2的外觀</p><p>　?。?）TPA3004D2的調(diào)制方案</p><

86、;p>　　調(diào)制方案在確定所需濾波器類型方面起著重要作用。傳統(tǒng)的D類放大器需要LC濾波器，圖X顯示了采用的傳統(tǒng)調(diào)制類型。在該方案中，當無信號輸入時，差動PWM輸出信號的占空比為50%，這50%的占空比不生成可以聽到的聲音，因為平均波形為零。但它會從喇叭吸收并使用大量電流，產(chǎn)生不希望出現(xiàn)的功率損耗。現(xiàn)在，隨著輸入電壓的增加，正極OUT+的占空比也隨之增加，負極OUT-的占空比則會減少。</p><p>　　就該

87、類型的調(diào)制方案而言，應當采用二階BUTTREWORTH低通濾波器。如圖X所示，該濾波器用兩個電感和三個電容作為典型的橋接式負載輸出。該濾波器主要作為電感，在電壓變換時使輸出電流保持一致，這降低了少輸入信號或無輸入信號時的功耗。但是該類濾波器的主要缺陷是尺寸增加及額外的外部元件成本增加。由于揚聲器既具有電阻性有具有電感性，而且D類放大器開關波形通過揚聲器產(chǎn)生高電壓，所以效率方面的提高將受到損失，從而導致較高的電源電流，也抵消了D類放大器帶

88、來的效率優(yōu)勢。</p><p>　　電感L1與L2以及電容C1構(gòu)成差動濾波器使信號以40DB /S 的斜率衰減。開關電流主要通過C1、C2及C3，揚聲器消耗的電流很小。</p><p>　　在TI新一代D類放大器TPA3004D2產(chǎn)品系列中，調(diào)制方案經(jīng)過修改，只產(chǎn)生非常短的差動功率脈沖，以避免無輸入信號時發(fā)生擊穿。新的調(diào)制方案不再需要二階BUTTREWORTH低通濾波器，從而可以大大減少系

89、統(tǒng)成本以及設計方案的尺寸。由于新的調(diào)制方案的正負輸出信號是同相的，因此負載的差動電壓在大多數(shù)開關周期均為0V。這極大地降低了開關電流，消除了負載中的功耗。</p><p>　?。?）TPA3004D2的工作原理</p><p>　　實際上此芯片的音量控制是由VOLUME（11）、VARDIFF（9）以及VARMAX（10）這三個管腳控制的。這三個管腳輸入的都是直流電壓。原理如下圖所示。當電

90、壓分別輸入這三個管腳后11腳的電壓VOLUME將會減去第九腳VARDIFF的電壓，然后跟第十腳VARMAX</p><p>　　上的電壓做比較，假如第十腳VARMAX上的電壓比之大則控制電壓為VOLUME（11）與VARDIFF（9）的電壓的差值：假如第十腳VARMAX上的電壓比之小則控制電壓為VARMAX上的電壓，也就是說第十腳上的電壓VARMAX是一個基準電壓。</p><p>　　圖

91、3-19 音量調(diào)節(jié)流程圖</p><p>　　4 電路設計制作及調(diào)試</p><p>　　4.1 電路的設計制作</p><p>　　4.1.1 Protel 99se簡介</p><p>　　Protel 99se是用于繪制電子制作的原理圖和PCB圖所用到的軟件，它具有全面的工具、文檔以及設計項目的組織功能，能夠使用戶輕松駕馭

92、電子線路設計的全過程。它主要由兩大部分組成：原理圖設計系統(tǒng)（Schematic99）與印制電路板設計系統(tǒng)（PCB99），前者主要用于電路原理圖的設計，為印制電路板的設計打好基礎；，后者主要用于印制電路板的設計，產(chǎn)生最終的PCB文件，直接關系到電路板的生產(chǎn)。</p><p>　　4.1.2實際制作電路的步驟</p><p>　　設計電路原理圖 利用 Protel 99SE 的原理圖設計

93、系統(tǒng)繪制電路原理圖，要充分利用各種原理圖繪圖工具和編輯功能。比如大部分元件在庫里找得到，但是有些就必須自己新建庫文件再進行編輯。</p><p>　　校對電路圖 檢查和校對電路原理圖是很重要的，直接關系到下面的操作，只有保證所繪制的電路圖正確無誤或者盡量減少錯誤的產(chǎn)生，后面的工作才得以順利進行。</p><p>　　生產(chǎn)網(wǎng)絡表SPICE netlist SPICE netlist

94、 是連接原理圖編輯器和PCB編輯器之間的橋梁和紐帶,是自動布線的核心。將該網(wǎng)絡表導入PCB編輯器過程中,原理圖沒有問題最好，還存在問題的話就要根據(jù)錯誤提示一個個檢查直到所有錯誤都消除掉，然后就可以把元件導入PCB編輯器了。</p><p>　　對PCB板布局 元件導入PCB編輯器后就可以開始進行布局了，其實布局是一門學問，要靠平時的積累，生手跟熟手布出來的板在各方面比如可觀性、穩(wěn)定性上是完全不一樣的。因為元

95、件布局受到很多方面的影響，必須從結(jié)構(gòu)、電磁干擾和將來布線的方便性等方面進行綜合考慮.</p><p>　?。?）PCB 板的實際制作 對繪制好的 PCB 板圖進行各種設計規(guī)則檢查，如安全、間距和干擾等，以及網(wǎng)絡檢查(對照 SPICE netlist)后就可以進行實際的制作了。把圖紙打印出來后用電熨斗燙到覆銅的電路板上，然后腐蝕電路板,再鉆孔,焊接元器件.注意元器件不能虛焊，要焊牢固。元器件焊完后檢查各條線

96、路是否導通就完成電路板的制作了。</p><p>　　4.1.3 印制電路板設計原則和抗干擾措施 </p><p>　　印制電路板(PCB)是電子產(chǎn)品中電路元件和器件的支撐件．它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電于技術的飛速發(fā)展，PGB的密度越來越高。PCB設計的好壞對抗干擾能力影響很大．因此，在進行PCB設計時．必須遵守PCB設計的一般原則，并應符合抗干擾設計的要求。</p

97、><p>　?。?）PCB設計的一般原則</p><p>　　要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布且及導線的布設是很重要的。為了設計質(zhì)量好、造價低的PCB．應遵循以下一般原則：</p><p>　　首先，布局上要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后．再確定特殊元件

98、的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應盡量遠離。某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。根據(jù)電路的功能單元．對電路的全部元器件進行布局時，要按照電路的流程安排各個功能電路單

99、元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應均勻、 整齊、緊湊地排列在PCB上．盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬比為3：2成4：3。電路板面尺寸大于200x150mm時．應考慮電路板所受的機械強度。</p><p>　　其次布線時注意輸入輸出端用的導線

100、應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。印制導線的最小寬度主要由導線與絕緣基扳間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為 0.05mm、寬度為 1 ~ 15mm 時．通過 2A的電流，溫度不會高于3℃，因此．導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.02~0.3mm導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線．尤其是電源線和地線。導線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。

101、對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至5~8mm。印制導線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則．長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，最好用柵格狀．這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。</p><p>　　最后注意焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于(d+1.

102、2)mm，其中d為引線孔徑。對高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。</p><p>　?。?）PCB及電路抗干擾措施</p><p>　　印制電路板的抗干擾設計與具體電路有著密切的關系，這里僅就PCB抗干擾設計的幾項常用措施做一些說明。</p><p>　?、匐娫淳€設計 根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加租電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時、使電源

103、線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強抗噪聲能力。</p><p>　　②地線設計 地線設計的原則是：首先數(shù)字地與模擬地分開。若線路板上既有邏輯電路又有線性電路，應使它們盡量分開。低頻電路的地應盡量采用單點并聯(lián)接地，實際布線有困難時可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地。高頻電路宜采用多點串聯(lián)接地，地線應短而租，高頻元件周圍盡量用柵格狀大面積地箔。其次接地線應盡量加粗。若接地線用很紉的線條，則接地電位隨電流的變

104、化而變化，使抗噪性能降低。因此應將接地線加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。如有可能，接地線應在2~3mm以上。再次是接地線要構(gòu)成閉環(huán)路。只由數(shù)字電路組成的印制板，其接地電路布成團環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。</p><p><b>　?、弁伺弘娙菖渲?lt;/b></p><p>　　PCB設計的常規(guī)做法之一是在印制板的各個關鍵部位配置適當?shù)耐伺弘娙?。退藕電容的一般?/p>

105、置原則是在電源輸入端跨接10 ~100uf的電解電容器。如有可能，接100uF以上的更好。原則上每個集成電路芯片都應布置一個0.01pF的瓷片電容，如遇印制板空隙不夠，可每4~8個芯片布置一個1 ~ 10pF的但電容。對于抗噪能力弱、關斷時電源變化大的器件，如 RAM、ROM存儲器件，應在芯片的電源線和地線之間直接接入退藕電容。電容引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。</p><p><b>　

106、　4.2 調(diào)試</b></p><p>　　電路板制作出來后的下一步就是調(diào)試了，調(diào)試實際上是對設計出來的電路的一個驗證。調(diào)試受到的制約有各方面的因素，稍微粗心大意些都會影響結(jié)果。在調(diào)試之前必須對所有導線用萬用表檢驗過是否有線路不通的情況出現(xiàn)。我剛調(diào)試時在保證線路都是導通后接上電源基本上沒聲音出來，檢查了好幾天，把所有元件上的工作參數(shù)都測試了一遍之后，確定所有元件都沒壞后斷定是輸出音頻的接口接錯了。&

107、lt;/p><p><b>　　4.3 程序流程圖</b></p><p><b>　　Y </b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　N N</p><p><

108、;b>　　Y</b></p><p>　　N Y</p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y </b></p><p><b>　　Y</b></p><p