自動(dòng)增益放大器畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　題目自動(dòng)增益控制放大器</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　為了克服外界各種因素對(duì)接收機(jī)輸入信號(hào)的影響，需要使用自動(dòng)增益控制技術(shù)。自動(dòng)增益控制（AGC）電路是通信設(shè)備，特別是通信接收設(shè)備的重要電路之一，其主要作用是使設(shè)備

2、的輸出電平保持為一定的數(shù)值。它能夠保證在接收弱信號(hào)時(shí)，接收機(jī)的增益高，而接收強(qiáng)信號(hào)時(shí)則增益低。使輸出信號(hào)保持適當(dāng)?shù)碾娖剑恢劣谝驗(yàn)檩斎胄盘?hào)太小而無法正常工作，也不至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太大而使接收機(jī)發(fā)生飽和或堵塞。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要研究應(yīng)用于音頻放大的前級(jí)電壓放大，放大器可以從MP3或信號(hào)源輸入音頻（100Hz~10kHz）信號(hào)，可以帶600Ω負(fù)載或驅(qū)動(dòng)8Ω喇叭（2~5W）。因此設(shè)計(jì)的電路需容納的頻帶范

3、圍應(yīng)較寬，以至于使語音信號(hào)通過。由于語音信號(hào)的頻帶范圍為100Hz-10000Hz,所以該電路所應(yīng)設(shè)計(jì)的頻帶范圍應(yīng)在100Hz-10000Hz之間，并且電路應(yīng)該實(shí)現(xiàn)增益的閉環(huán)調(diào)節(jié)，通過此電路可以實(shí)現(xiàn)增益的自動(dòng)調(diào)整保持在2V（0.2），本設(shè)計(jì)中采用的芯片有VCA822程控放大芯片和MSP430F169單片機(jī)來進(jìn)行控制和顯示，通過LCD1602顯示輸入信號(hào)幅度大小及頻率高低，可以通過按鍵來控制輸出增益的大小。</p><

4、p>　　關(guān)鍵詞：MSP430；自動(dòng)增益控制；濾波；峰值檢波；Ｄ／Ａ</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In order to overcome the impact of external factors on the receiver input signal, use AGC technology. Automatic

5、 Gain Control (AGC) circuit is a communication device, in particular is an important circuit communication receiving device, and its main role is to make the device output level to maintain a constant value. It can ensur

6、e that when receiving a weak signal, the receiver gain is high, and when receiving a strong signal, the gain is low. The output signal to maintain an appropriate level, </p><p>　　The design of the main pre-a

7、mplification applied to the audio voltage amplification, amplifier input audio (100Hz ~ 10kHz) signal from a mp3 or source, can take 600Ω load or drive 8Ω speaker (2 ~ 5W). Therefore, the frequency range of the circuit d

8、esign should be required to accommodate wider, so much so that the voice signal. Since the frequency range of the speech signal is 100Hz-10000Hz, so the frequency range of the circuit should be designed to be at 100Hz-10

9、000Hz between, and the circuit s</p><p>　　Key words: MSP430; AGC; filter; peak detection; D/A</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>

10、;　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1自動(dòng)增益控制的原理1</p><p>　　1.2自動(dòng)增益控制放大器設(shè)計(jì)內(nèi)容2</p><p>　　第2章 方案設(shè)計(jì)3</p><p><b>　　2.1概述3</b

11、></p><p>　　2.2系統(tǒng)方案論證與選擇3</p><p>　　2.2.1可控增益電路3</p><p>　　2.2.2濾波電路模塊論證與選擇3</p><p>　　2.2.3峰值檢波模塊論證與選擇4</p><p>　　2.2.4顯示模塊4</p><p>　　2.3系

12、統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.4 本章小結(jié)5</p><p>　　第3章 電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算6</p><p><b>　　3.1概述6</b></p><p>　　3.2可控增益電路6</p><p>　　3.3功率放大電路6</p><p>&l

13、t;b>　　3.4濾波電路7</b></p><p>　　3.5峰值檢波電路7</p><p>　　3.6麥克風(fēng)信號(hào)采集電路8</p><p>　　3.7 LCD1602顯示和鍵盤模塊9</p><p>　　3.8 單片機(jī)控制電路9</p><p>　　3.9 本章小結(jié)10</p&g

14、t;<p>　　第4章 程序設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1主程序流程圖11</p><p>　　4.2各模塊程序流程圖13</p><p>　　4.2.1鍵盤程序流程圖13</p><p>　　4.2.2噪聲采樣程序流程圖14</p><p>　　4.2.3反饋程序流程圖15</p

15、><p>　　4.3 本章小結(jié)15</p><p>　　第5章 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果16</p><p>　　5.1測(cè)試方法與儀器16</p><p>　　5.1.1測(cè)試方法16</p><p>　　5.1.2測(cè)試儀器16</p><p>　　5.2測(cè)試數(shù)據(jù)與結(jié)果16</p>

16、<p>　　5.3功能測(cè)試總表17</p><p>　　5.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論18</p><p><b>　　總結(jié)與展望19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p><p><b>　　致 謝21</b></p>

17、<p>　　附錄A 總電路圖22</p><p>　　附錄B 總程序圖23</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1自動(dòng)增益控制的原理</p><p>　　自動(dòng)增益控制電路已廣泛用于各種接收機(jī)、錄音機(jī)和信號(hào)采集系統(tǒng)中，另外在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信等通信系統(tǒng)以及雷達(dá)、

18、廣播電視系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)等行業(yè)的迅速發(fā)展，自動(dòng)增益控制電路越來越被人們熟知并且廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。自動(dòng)增益控制線路，簡(jiǎn)稱AGC線路，A是AUTO（自動(dòng)），G是GAIN（增益），C是CONTROL（控制）。AGC環(huán)是閉環(huán)電路,是一個(gè)負(fù)反饋系統(tǒng),一般來說分成增益受控放大電路和控制電壓形成電路兩部分.增益受控放大電路,其增益隨控制電壓而改變.

19、控制電壓形成電路的基本部件是 AGC 檢波器和低通平滑濾波器,有時(shí)也包含門電路和直流放大器等部件.放大電路的輸出信號(hào)U0 經(jīng)檢波并經(jīng)濾波器濾除低頻調(diào)制分量和噪聲后,產(chǎn)生用以控制增益受控放大器的電壓Uc .當(dāng)輸入信號(hào)Ui增大時(shí),U0和Uc亦隨之增大,Uc 增大使放大電路的增益下降,從而使輸出信號(hào)的變化量顯著小于輸入信號(hào)的變化量,達(dá)到自動(dòng)增益控制的目的。</p><p>　　AGC電路目前概括起來有模擬AGC和數(shù)字A

20、GC電路。AGC環(huán)路可以放在模擬與數(shù)字電路之間，增益控制算法在數(shù)字部分來實(shí)現(xiàn)，合適的增益設(shè)置反饋給模擬可變?cè)鲆娣糯笃鳎╒GA）?，F(xiàn)在出現(xiàn)的自動(dòng)增益控制方法可以分為以下3類：基于電路反饋的自動(dòng)增益控制；基于光路反饋的自動(dòng)增益控制；光路反饋和電路反饋相結(jié)合的自動(dòng)增益控制。本次設(shè)計(jì)中要研究的是基于電路反饋的利用放大器實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)增益控制。</p><p>　　目前,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制的手段很多,典型的有壓控放大器,也就是本

21、次設(shè)計(jì)所要研究的自動(dòng)增益控制放大器。它是通過調(diào)整放大器一個(gè)控制端的電壓,就可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)這個(gè)放大器的增益。因此,我們就可以通過反饋電路采集輸出端的電壓,通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)后加到放大器的控制端.就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制。</p><p>　　1.2自動(dòng)增益控制放大器設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用的芯片有VCA822程控放大芯片實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益。放大器可以從MP3或信號(hào)源輸入音頻（100Hz~1

22、0kHz）信號(hào)，可以帶600Ω負(fù)載或驅(qū)動(dòng)8Ω喇叭（2~5W）。當(dāng)輸入信號(hào)幅度在10mV~5V間變化時(shí)，放大器輸出默認(rèn)值保持在2V±0.2V內(nèi)，能夠顯示輸入信號(hào)幅度大小及頻率高低。并且能夠在1V~3V范圍內(nèi)步進(jìn)式調(diào)節(jié)放大器輸出幅度，步距0.2V。</p><p><b>　　第2章 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1概述</b

23、></p><p>　　通過MSP430單片機(jī)對(duì)各個(gè)信號(hào)的采集、處理來調(diào)控外部增益控制放大電路的放大倍數(shù)，從而調(diào)節(jié)音響的音量，音頻信號(hào)強(qiáng)時(shí)自動(dòng)減小放大器的倍數(shù)，信號(hào)弱時(shí)自動(dòng)增大放大器的倍數(shù)?？煽卦鲆娣糯箅娐返妮敵鲂盘?hào)經(jīng)過濾波，峰值檢波，單片機(jī)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)而采集到音響的電壓信號(hào)。</p><p>　　2.2系統(tǒng)方案論證與選擇</p><p>　　為了更好地實(shí)

24、現(xiàn)各模塊的功能，分別設(shè)計(jì)了幾種方案進(jìn)行比較，選擇一種比較好的方案。</p><p>　　2.2.1可控增益電路</p><p>　　方案一：采用AD603來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制，AD603是低噪、90MHz帶寬增益可調(diào)的集成運(yùn)放，如增益用分貝表示，則增益與控制電壓成線性關(guān)系。并且通過兩級(jí)放大器的級(jí)聯(lián)使增益控制范圍增寬。</p><p>　　方案二：采用VCA822來實(shí)現(xiàn)

25、自動(dòng)增益控制，芯片 VCA822作為核心器件，寬帶、電壓控制增益可變放大器，最高頻率達(dá) 150 MHz，實(shí)現(xiàn)將 20mVpp~2Vpp范圍內(nèi)的正弦波、 三角波和方波信號(hào)轉(zhuǎn)換為一穩(wěn)定的輸出，輸出能力達(dá)到5Vpp，并且在 0~5V 范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)控， 其中包括細(xì)調(diào) 100 級(jí)以0.05V 步進(jìn)、 粗調(diào)10級(jí)以 0.5V 步進(jìn)。</p><p>　　方案選定：由于輸入信號(hào)幅度在10mV~5V間變化，而AD603的信號(hào)輸入

26、范圍較小，需要兩片級(jí)聯(lián)，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度，VCA822芯片信號(hào)輸入范圍更適合這一要求，故選用芯片VCA822。</p><p>　　2.2.2濾波電路模塊論證與選擇</p><p>　　方案一：濾波電路采用由LM358和RC電路組成，以獲得更穩(wěn)定的電壓，提高環(huán)路穩(wěn)定性及改善環(huán)路跟蹤性能和噪聲性能，且LM358的工作電壓為+12V。</p><p>　　方案二：采用

27、雙電源集成UA741芯片制作帶通濾波電路，該電路能提供很好的精度，無頻率補(bǔ)償要求，低功耗。</p><p>　　方案選定：由于LM358的工作電壓為+12V，其功耗較大，需要頻率限制故選用方案二。</p><p>　　2.2.3峰值檢波模塊論證與選擇</p><p>　　方案一：采用數(shù)字檢波。通過單片機(jī)MSP430采集一段時(shí)間的信號(hào)進(jìn)行比較，取出最大值即為峰值。此方

28、案硬件簡(jiǎn)單，電路調(diào)試非常方便，但是編程復(fù)雜，對(duì)于ADC采樣模塊的精度要求高，并且不能檢測(cè)頻率較高的信號(hào)。</p><p>　　方案二：采用峰值檢波電路。通過運(yùn)算放大器和二極管構(gòu)成峰值檢波電路，該方案對(duì)硬件電路的要求較為復(fù)雜，但編程簡(jiǎn)單，并且可以檢測(cè)高頻，可以檢測(cè)規(guī)定帶寬的頻率。</p><p>　　綜合以上兩種方案，選擇方案二。</p><p><b>　

29、　2.2.4顯示模塊</b></p><p>　　方案一：采用數(shù)碼管顯示。其亮度高、體積小，編程較容易，資源占用較少。但顯示的信息簡(jiǎn)單、有限，無法實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)中模式選擇、數(shù)據(jù)顯示等功能。</p><p>　　方案二：采用液晶顯示器（LCD）。液晶顯示屏（LCD）具有輕薄短小、低耗電量、無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，而且顯示信息豐富、擁有較好的人機(jī)界面和強(qiáng)大的顯

30、示功能，通過它可以顯示控制方式選擇及顯示輸出效果。 </p><p>　　方案選定：基于功能考慮，我們采用方案二。本系統(tǒng)中，采用了液晶顯示屏LCD1602，以顯示輸出電壓，便于測(cè)試人員及時(shí)的控制。</p><p>　　2.3系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)采用MSP430F169單片機(jī)作為主控芯片，外圍電路包含能實(shí)現(xiàn)能自動(dòng)增益放大的模塊、信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊

31、?？刂圃矸桨溉鐖D2-1所示。</p><p>　　圖2-1系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　在各個(gè)模塊的方案設(shè)計(jì)中，選擇較好的一種，進(jìn)行外圍電路的設(shè)計(jì)，以取得更好的穩(wěn)定的效果。</p><p>　　第3章 電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算</p><p>

32、;<b>　　3.1概述</b></p><p>　　對(duì)各個(gè)模塊選擇的方案進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的硬件電路的設(shè)計(jì)，以及用到的公式和參數(shù)計(jì)算，其中有自動(dòng)增益電路、濾波電路、峰值檢波電路以及單片機(jī)電路設(shè)計(jì)等。</p><p><b>　　3.2可控增益電路</b></p><p>　　該電路以TI公司提供的VCA822芯片為核心，由電壓控

33、制放大器 VCA822 工作原理可知， 對(duì)其電壓放大倍數(shù)以及輸出電壓的控制， 其實(shí)質(zhì)是能產(chǎn)生正確的控制電壓。工作時(shí)通過鍵盤設(shè)定放大器的電壓放大倍數(shù)或應(yīng)輸出的電壓值， 通過顯示電路實(shí)時(shí)進(jìn)行顯示。VCA822 是一個(gè)直接耦合、寬帶、線性增益連續(xù)可調(diào)，電壓控制增益放大器。最大增益由反饋電阻 R F 和增益電阻 R G 決定。電路如圖3-1所示</p><p>　　放大倍數(shù)公式 (

34、3.20)</p><p>　　圖3-1 可控增益電路</p><p><b>　　3.3功率放大電路</b></p><p>　　該電路如圖3-2所示，采用NE5532芯片和LA4225芯片電路組成，形成固定的功率放大器，放大倍數(shù)為20倍。</p><p>　　圖3-2 功率放大電路</p><p&

35、gt;<b>　　3.4濾波電路</b></p><p>　　濾波電路如圖3-3所示，該電路為有源帶通濾波電路，前一部分實(shí)現(xiàn)兩級(jí)二階高通濾波，其截止頻率為3400Hz；后一部分實(shí)現(xiàn)兩級(jí)二階低通濾波，其截止頻率為300Hz，兩部分組合從而形成通帶是300Hz~3400Hz的帶通濾波器。其中，前一部分有兩個(gè)UA741運(yùn)放，每個(gè)運(yùn)放上有兩個(gè)RC環(huán)節(jié)，后一部分也是有兩個(gè)UA741運(yùn)放，每個(gè)運(yùn)放上有兩

36、個(gè)RC環(huán)節(jié)。</p><p>　　圖3-3 帶通濾波電路</p><p><b>　　3.5峰值檢波電路</b></p><p>　　峰值檢測(cè)電路如圖3-4所示，是一個(gè)能記憶信號(hào)峰值的電路，其輸出電壓的大小一直追隨輸入信號(hào)的峰值，并且保持在輸入信號(hào)的最大峰值。</p><p>　　圖3-4 峰值檢波電路</p&

37、gt;<p>　　3.6麥克風(fēng)信號(hào)采集電路</p><p>　　麥克風(fēng)信號(hào)采集電路如圖3-5所示，用來采集外部聲音的干擾，采集后的微弱信號(hào)進(jìn)入運(yùn)算放大器進(jìn)行放大，然后由單片機(jī)采樣后，根據(jù)外部聲音的大小改變輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)值，利用系統(tǒng)的自動(dòng)增益控制作用改變輸出信號(hào)的電平，從而達(dá)到題目要求的根據(jù)外部噪聲的大小調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的功能。</p><p>　　此電路通過LM324芯片進(jìn)行兩級(jí)

38、信號(hào)放大，放大倍數(shù)分別</p><p>　　, （3.60）</p><p>　　圖3-5 麥克風(fēng)信號(hào)采集電路</p><p>　　3.7 LCD1602顯示和鍵盤模塊</p><p>　　本模塊通過顯示信號(hào)的頻率和幅值構(gòu)成人機(jī)交互界面，通過按鍵對(duì)輸出信號(hào)的幅值控制，每次步進(jìn)0.2V。LCD1602

39、顯示如圖3-6所示，鍵盤模塊如圖3-7所示。</p><p>　　圖3-6 LCD顯示模塊</p><p><b>　　圖3-7 按鍵模塊</b></p><p>　　3.8 單片機(jī)控制電路</p><p>　　單片機(jī)電路如圖3-8所示，P1口控制按鍵的數(shù)據(jù)口，P1.0~P1.2口分別控制標(biāo)準(zhǔn)電壓加、標(biāo)準(zhǔn)電壓減和模式選擇

40、。P6口為A/D和D/A數(shù)據(jù)接口，P6.0、P6.1、P6.2為A/D數(shù)據(jù)采集口，P6.0為反饋信號(hào)電壓的采集，P6.1為麥克風(fēng)環(huán)境噪聲的采集，P6.2為前置輸出信號(hào)的采集，P6.6為D/A控制增益電壓的輸出電壓。P58口為單片機(jī)的RST數(shù)據(jù)接口。P2.0~P2.7和P6.3~P6.5為L(zhǎng)CD1602的數(shù)據(jù)輸入端。</p><p>　　圖3-8 單片機(jī)控制電路</p><p>　　總電路圖

41、見附錄A 總電路圖。</p><p><b>　　3.9 本章小結(jié)</b></p><p>　　在各個(gè)模塊中基于數(shù)電和模電以及電路分析進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，同時(shí)查詢各種電路和芯片的資料進(jìn)行分析，同時(shí)制作時(shí)簡(jiǎn)單電路用萬用板焊接，而較復(fù)雜的電路則選用PCB板制作。</p><p><b>　　第4章 程序設(shè)計(jì)</b></p>

42、;<p>　　在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了硬件設(shè)計(jì)外，大量的工作就是如何根據(jù)每個(gè)輸入信號(hào)的實(shí)際需要設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)增益系統(tǒng)設(shè)計(jì)中占據(jù)非常重要。所以系軟件設(shè)計(jì)更為重要。</p><p><b>　　4.1主程序流程圖</b></p><p>　　該主程序包括了鍵盤模塊和DAC輸出子程序，按鍵通過外置在P1口，DAC輸出程序?yàn)镻6.6口輸出，主流程

43、圖如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　主程序：void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; //關(guān)閉看門狗</p><p>

44、　　/*下面六行程序關(guān)閉所有的IO口*/</p><p>　　P1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFF;</p><p>　　P2DIR = 0XFF;P2OUT = 0XFF;</p><p>　　P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;</p><p>　　P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;<

45、/p><p>　　P5DIR = 0XFF;P5OUT = 0XFF;</p><p>　　P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0XFF;</p><p>　　P1DIR = 0XF7;</p><p>　　P3OUT = 0X00;</p><p>　　P1SEL = 0x08;</p><p&

46、gt;　　// P1IES=0XF7; </p><p>　　P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2; //關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換</p><p>　　ClkInit(); //時(shí)鐘初始化 ，1MHZ,smclk</p><p>　　LcdReset();

47、 //復(fù)位1602液晶</p><p>　　reset(); //外部顯示初始化</p><p>　　ADCreset(); //ADC12初始化</p><p>　　TBCCR0 = 3276

48、8 - 1; //設(shè)置定時(shí)器A的中斷時(shí)間為1S</p><p>　　TBCTL = TBSSEL_1 + MC_1; //計(jì)數(shù)時(shí)鐘ACLK, 增計(jì)數(shù)模式</p><p>　　TBCCTL0 |= CCIE; </p><p>　　TACCTL2=CM_1+SCS+CCIS_0+CAP+CCIE;</p>

49、;<p>　　_EINT(); //開啟總中斷</p><p>　　// _BIS_SR(LPM0_bits+GIE); //低功耗模式 LPM0</p><p>　　DACreset();</p><p><b>　　while (1)<

50、/b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(keyin!=0x0f)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//delay(); </p><p>　　switch(keyin)</p><

51、p><b>　　{</b></p><p>　　case 0x0e:bz_v+=248;break; //P1.0鍵按下，標(biāo)準(zhǔn)電壓步進(jìn)加0.2v</p><p>　　case 0x0d:bz_v-=248;break; //P1.1鍵按下，標(biāo)準(zhǔn)電壓步進(jìn)減0.2v</p><p>　　case 0x0

52、b:t+=1;if(t==2) t=0;Disp1Char(14,1,t+0x30);break;</p><p>　　default:break; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(keyin!=0x0f);</p><p>　　if(bz_v>=3723)<

53、;/p><p>　　bz_v=3723;</p><p>　　else if(bz_v<=1241)</p><p>　　bz_v=1241;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　DACout(); </p><p><b>　　}&

54、lt;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2各模塊程序流程圖</p><p>　　4.2.1鍵盤程序流程圖</p><p>　　鍵盤程序通過P1口的按鍵控制，程序流程圖如圖4-2所示。</p><p><b>　　圖4-2 鍵盤程序</b&

55、gt;</p><p>　　鍵盤程序: if(keyin!=0x0f)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//delay(); </p><p>　　switch(keyin)</p><p><b>　　{</b></p>&

56、lt;p>　　case 0x0e:bz_v+=248;break; //P1.0鍵按下，標(biāo)準(zhǔn)電壓步進(jìn)加0.2v</p><p>　　case 0x0d:bz_v-=248;break; //P1.1鍵按下，標(biāo)準(zhǔn)電壓步進(jìn)減0.2v</p><p>　　case 0x0b:t+=1;if(t==2) t=0;Disp1Char(14,1,t+0x3

57、0);break;</p><p>　　default:break; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(keyin!=0x0f);</p><p>　　4.2.2噪聲采樣程序流程圖</p><p>　　噪聲采樣通過麥克風(fēng)采樣模塊采集環(huán)境聲音，再在程

58、序中判斷聲音來改變輸出信號(hào)的大小，程序流程圖如圖4-3所示，程序見附錄B:噪聲采樣程序。</p><p>　　圖4-3 噪聲采樣程序流程圖</p><p>　　4.2.3反饋程序流程圖</p><p>　　反饋程序通過A/D采樣的電壓值來調(diào)節(jié)控制增益的輸出，其流程圖如圖4-4所示，程序見附錄B。</p><p>　　圖4-4 反饋程序流程圖&

59、lt;/p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　程序通過IAR軟件進(jìn)行MSP430編程，編程是根據(jù)硬件電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行編程，同時(shí)定義所用的端口和MSP430的工作的模式，并進(jìn)行模塊化編程。</p><p>　　第5章 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果</p><p>　　通過儀器來對(duì)硬件電路進(jìn)行測(cè)試，在測(cè)試完成

60、后，下載程序后用示波器來測(cè)試波形。</p><p>　　5.1測(cè)試方法與儀器</p><p><b>　　5.1.1測(cè)試方法</b></p><p>　　用萬用表、示波器等相關(guān)儀器檢測(cè)自制的自動(dòng)增益控制放大器工作是否能夠正常工作，其電壓、頻率、電流等參數(shù)是否與理論值相符合，各種情況下波形是否能夠正確顯示，能否根據(jù)輸入信號(hào)和環(huán)境噪聲幅度的變化自動(dòng)

61、調(diào)節(jié)音量。</p><p><b>　　5.1.2測(cè)試儀器</b></p><p>　　本系統(tǒng)測(cè)試儀器見表1。</p><p>　　表1自動(dòng)增益控制放大器測(cè)試儀器</p><p>　　5.2測(cè)試數(shù)據(jù)與結(jié)果</p><p>　?。?）給放大器輸入MP3或用信號(hào)源輸入音頻信號(hào)，放大器的輸出接600歐負(fù)

62、載或8歐喇叭，放大器均能正常工作。</p><p>　?。?）當(dāng)輸入信號(hào)幅度在10mV~5V間變化時(shí)的測(cè)試輸出電壓數(shù)據(jù)如下表2所示。 </p><p><b>　　表2 數(shù)據(jù)與結(jié)果1</b></p><p>　　由上表2可知：放大器的輸出值保持在2V±0.2V內(nèi)，并且波動(dòng)非常小。</p><p>　　（3）LC

63、D1602液晶顯示能正常顯示輸入信號(hào)幅度大小及頻率高低。</p><p>　?。?）由下表3可知在1V~3V范圍內(nèi)步進(jìn)式調(diào)節(jié)放大器輸出幅度的功能正常</p><p><b>　　5.3功能測(cè)試總表</b></p><p>　　功能測(cè)試如表4所示。</p><p><b>　　表4 功能測(cè)試表</b>

64、;</p><p>　　5.4 數(shù)據(jù)分析與結(jié)論</p><p>　　將數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，基本相符，無太大誤差，多次用示波器和萬用表反復(fù)測(cè)量，將測(cè)得的結(jié)果反復(fù)論證，并確保每一次測(cè)試誤差不超過0.2V，在輸入信號(hào)幅度相同的情況下，改變頻率的大小，輸出的電壓誤差在0.2V范圍內(nèi)，同時(shí)能對(duì)環(huán)境噪聲輸出不同的聲音大小。</p><p>　　綜上所述，本設(shè)計(jì)基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。<

65、;/p><p><b>　　總結(jié)與展望</b></p><p><b>　　一、總結(jié)</b></p><p>　　在本文中對(duì)自動(dòng)增益控制放大器的原理也進(jìn)行了討論及分析。確定了實(shí)現(xiàn)增益控制功能的放大器增益范圍，并且設(shè)計(jì)出具體的硬件電路，對(duì)各部分電路的工作原理也進(jìn)行了詳細(xì)介紹。在程序的設(shè)計(jì)中流程圖展示了其設(shè)計(jì)思路，并在文章的最后，

66、列出了具體實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，對(duì)存在的問題也有了一定的認(rèn)識(shí)。</p><p><b>　　二、今后研究方向</b></p><p>　　隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)增益控制的研究也在不斷的進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)增益控制的方法也在不斷的完善，改進(jìn)目前在性能方面的一些不足，將會(huì)得到更大的提高。</p><p><b&g

67、t;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 德州儀器高性能模擬器件高校應(yīng)用指南</p><p>　　[2] 沈建華，楊艷琴，翟驍曙. MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)實(shí)踐與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[3] 周雪 .模擬電子技術(shù)[M].西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[

68、4] 沈建華.楊艷琴.MSP430超低功耗單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社</p><p>　　[5] 曾一江.單片微機(jī)原理與接口技術(shù)（修訂版）[M].科學(xué)出版社</p><p>　　[6] 唐紅,王冬艷,李小平.數(shù)字電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程[M].化學(xué)工業(yè)出版社</p><p>　　[7] 張永瑞.電路分析[M].北京清華大學(xué)出版社</p><p

69、>　　[8] 胡大可. MSP430系列單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)與開發(fā)[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社,2003</p><p>　　[9] 張?chǎng)?基于VCA822的正弦信號(hào)發(fā)生器程控放大器[J].成都電子高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2009,第12卷第3期</p><p>　　[10] Fernandez Dang. Getting Started with the MSP430 Launchp

70、ad[M]. Newnes,2013</p><p>　　[11] John H. Davies. MSP430 Microcontroller Basics[M]. Newnes,2013</p><p>　　[12] Steven Barrett, Daniel Pack. Microcontroller Programming and Interfacing[M]. Morgan &

71、amp; Claypool Publishers,2011</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師**的悉心指導(dǎo)下完成的，能夠順利完成，還承蒙*老師指導(dǎo)和同學(xué)的幫助。在設(shè)計(jì)過程中，*老師給予了悉心的指導(dǎo)，最重要的是給了我部分資料，在此，我對(duì)*老師表示最真摯的感謝！同時(shí)感謝所有幫助過我的同學(xué)！</p><p&g

72、t;<b>　　附錄A 總電路圖</b></p><p><b>　　附錄B 總程序圖</b></p><p><b>　　Main.c</b></p><p>　　/********************************************************</p>

73、<p>　　程序功能：①通過P6.0口采樣到的輸出電壓與初始標(biāo)準(zhǔn)電壓比較，調(diào)節(jié)</p><p>　　DA轉(zhuǎn)換器的輸出電壓，減小或增大 VCA822的增益，從而使</p><p>　　輸出電壓穩(wěn)定在所設(shè)標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓上，誤差±0.2v。</p><p>　?、诋?dāng)麥克風(fēng)選通開關(guān)打開時(shí)，P6.1口采樣到的噪聲信號(hào)使輸出</p><p

74、>　　電壓標(biāo)準(zhǔn)值增加或減少，從而調(diào)節(jié)輸出信號(hào)的大小。</p><p>　?、弁ㄟ^按鍵程序調(diào)節(jié)輸出電壓標(biāo)準(zhǔn)值的大小從而使輸出電壓</p><p>　　在1—3V以0.2V步進(jìn)調(diào)節(jié)。</p><p>　　----------------------------------------------------------</p><p>&l

75、t;b>　　測(cè)試說明：</b></p><p>　　*******************************************************/</p><p>　　#include <msp430f149.h></p><p>　　#include <msp430x16x.h></p>

76、<p>　　#include "cry1602.h"</p><p>　　#include "cry1602.c"</p><p>　　#include "DAC12.h"</p><p>　　#include "DAC12.c"</p><p>　

77、　#include "finish.h"</p><p>　　#define Num_of_Results 32</p><p>　　#define keyin (P1IN&0X0F)</p><p>　　/****************變量定義******************************/</p>

78、<p>　　uchar shuzi[] = {"0123456789."};</p><p>　　unsigned char U[] = {"U"};</p><p>　　unsigned char I[] = {"SR:"};</p><p>　　//unsigned char A[] = {

79、"PL:"};</p><p>　　unsigned char BZ[] = {"BZ:"}; </p><p>　　unsigned long sum0=0, //P6.0口采樣的輸出電壓</p><p>　　sum1=0, //P6

80、.1口采樣的麥克風(fēng)輸入電壓</p><p>　　sum2, //衰減10倍后的輸入電壓，判斷選通開關(guān)</p><p>　　bz_v=2482, //輸出信號(hào)初始值為2v</p><p><b>　　t=0, </b></p><p>　　micbz

81、_v=0; //麥克風(fēng)信號(hào)輸入改變了的輸出標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　signed int z=1861; //定義為有符號(hào)數(shù)，避免運(yùn)算出錯(cuò)</p><p>　　static uint results[Num_of_Results]; //保存ADC轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果的數(shù)組 </p><p>

82、　　static uint results1[Num_of_Results]; //保存ADC轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果的數(shù)組</p><p>　　static uint results2[Num_of_Results]; //保存ADC轉(zhuǎn)換電壓結(jié)果的數(shù)組</p><p>　　/****************************函數(shù)申明*******************</p&g

83、t;<p>　　void Trans_val(uint Hex_Val); //電壓轉(zhuǎn)化函數(shù)聲明</p><p>　　void Trans_val1(uint Hex_Val); //電壓轉(zhuǎn)化函數(shù)聲明</p><p>　　void reset(void); //外部顯示初始化函數(shù)聲明</p

84、><p>　　void ADCreset(void); //ADC模塊初始化函數(shù)聲明</p><p>　　void DACreset(void); //DAC模塊初始化函數(shù)聲明</p><p>　　void DACout(void); //DAC模塊輸出

85、函數(shù)聲明</p><p>　　void ClkInit(void); //SMCLK時(shí)鐘初始化函數(shù)聲明</p><p>　　void delay(void); //延時(shí)程序聲明</p><p>　　void bzxs(uint Hex_Val); //標(biāo)

86、準(zhǔn)電壓參數(shù)顯示函數(shù)聲明</p><p>　　void Trans_val2(uint Hex_Val); </p><p>　　************************************************************/</p><p>　　/************************主函數(shù)********************

87、*****/</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; //關(guān)閉看門狗</p><p>　　/*下面六行程序關(guān)閉所有的IO口*/</p><p>

88、;　　P1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFF;</p><p>　　P2DIR = 0XFF;P2OUT = 0XFF;</p><p>　　P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;</p><p>　　P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;</p><p>　　P5DIR = 0XFF;P5OUT =

89、0XFF;</p><p>　　P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0XFF;</p><p>　　P1DIR = 0XF0;</p><p>　　P3OUT = 0X00;</p><p>　　// P1IE = 0x08; </p><p>　　//P1IES=0XF7; </p><

90、p>　　P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2; //關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換</p><p>　　ClkInit(); //時(shí)鐘初始化 ，1MHZ,smclk</p><p>　　LcdReset(); //復(fù)位1602液晶<

91、/p><p>　　reset(); //外部顯示初始化</p><p>　　ADCreset(); //ADC12初始化</p><p>　　// CCR0 = 32768 - 1; //設(shè)置定時(shí)器A的

92、中斷時(shí)間為1S</p><p>　　//TACTL = TASSEL_1 + MC_1; //計(jì)數(shù)時(shí)鐘ACLK, 增計(jì)數(shù)模式</p><p>　　// CCTL0 |= CCIE; </p><p>　　_EINT();

93、//開啟總中斷</p><p>　　// _BIS_SR(LPM0_bits+GIE); //低功耗模式 LPM0</p><p>　　DACreset();</p><p><b>　　while (1)</b></p><p><b>　　{</b></p&

94、gt;<p>　　if(keyin!=0x0f)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//delay(); </p><p>　　switch(keyin)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0

95、x0e:</p><p>　　bz_v+=248;break; //P1.0鍵按下，標(biāo)準(zhǔn)電壓步進(jìn)加0.2v</p><p>　　case 0x0d:</p><p>　　bz_v-=248;break; //P1.1鍵按下，標(biāo)準(zhǔn)電壓步進(jìn)減0.2v</p><p>　　case 0x0b: </

96、p><p>　　t+=1;if(t==2) t=0;break; //選擇是否開啟噪聲監(jiān)測(cè)</p><p>　　default:break; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(keyin!=0x0f);</p><p>　　if(bz_v>=

97、3724) //上限為3v</p><p>　　bz_v=3724;</p><p>　　else if(bz_v<=1241) //下限為1v</p><p>　　bz_v=1241;</p><p><b>　　}</b></p&g

98、t;<p>　　DACout(); </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************</p><p>　　函數(shù)名稱：ADC12ISR<

99、/p><p>　　功 能：ADC中斷服務(wù)函數(shù)，在這里用多次平均的</p><p>　　計(jì)算P6.0和P6.1口的模擬電壓數(shù)值</p><p>　　參 數(shù)：無 </p><p><b>　　返回值 ：無</b></p><p>　　***********************

100、*********************/</p><p>　　#pragma vector=ADC_VECTOR</p><p>　　__interrupt void ADC12ISR (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　static uint index = 0;</p&

101、gt;<p>　　results[index++] = ADC12MEM0; // 采樣輸出電壓</p><p>　　if(index == Num_of_Results)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i;</b><

102、/p><p>　　//unsigned long sum0 = 0;</p><p>　　index = 0;</p><p>　　for(i = 0; i < Num_of_Results; i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sum0 += results[

103、i];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　sum0 >>= 5; //除以32</p><p>　　Trans_val(sum0); //顯示輸出電壓值</p><p>　　

104、if(t==0) //沒有按鍵按下時(shí)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if( sum0>bz_v) //判斷采樣值是否大于標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　{ z+=50; /

105、/如果大于，則增大DA輸出，減小反饋增益</p><p>　　if(z>=3276) //輸出2v時(shí)，衰減倍數(shù)最大</p><p><b>　　z=3276;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if

106、(sum0<bz_v) //如果小于標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　z-=50; //如果小于，減少DA輸出，增加反饋增益</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(z<=0)</b></p>&l

107、t;p>　　z=0; //輸出為0v時(shí)，放大倍數(shù)最大，3倍 </p><p>　　} </p><p>　　bzxs(bz_v); //顯示標(biāo)準(zhǔn)值</p><p><b>　　}</b><

108、;/p><p>　　else if(t==1) //如果有鍵按下</p><p>　　{ </p><p>　　if(sum0>micbz_v) //如果麥克風(fēng)輸入小于反饋值</p><p>　　z+=100;

109、 //衰減輸出信號(hào)</p><p>　　if(sum0<micbz_v) //如果麥克風(fēng)輸入大于反饋值</p><p>　　z-=100; //增加輸出信號(hào)</p><p>　　bzxs(micbz_v);

110、 </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　static uint index1 = 0; // 麥克風(fēng)采樣數(shù)據(jù)控制標(biāo)準(zhǔn)值</p><p>　　r

111、esults1[index1++] = ADC12MEM1; </p><p>　　if(index1 == Num_of_Results)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i1;</b></p><p>　　unsigne

112、d long sum1 = 0;</p><p>　　index1 = 0;</p><p>　　for(i1 = 0; i1 < Num_of_Results; i1++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sum1 += results1[i1];</p><p&g

113、t;<b>　　}</b></p><p>　　sum1>>= 5; //除以32</p><p>　　micbz_v=1241+sum1; //麥克風(fēng)輸入的電壓，固定增加1v</p><p>　　if(micbz_v>37

114、23) </p><p>　　micbz_v=3723;</p><p>　　if(micbz_v<1241)</p><p>　　micbz_v=1241;</p><p>　　//Trans_val1(sum1); //顯示麥克風(fēng)采集的電壓&l

115、t;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　static uint index2 = 0;</p><p>　　results2[index2++] = ADC12MEM2; // 采樣數(shù)據(jù)控制模擬開關(guān)</p><p>　　if(index2 == Num_of_Results)

116、</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar i2;</b></p><p>　　unsigned long sum2 = 0;</p><p>　　index2 = 0;</p><p>　　for(i2 = 0; i2 < Num

117、_of_Results; i2++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　sum2 += results2[i2];</p><p><b>　　}</b></p><p>　　sum2>>= 5; //

118、除以32</p><p>　　Trans_val2(sum2); //顯示輸入信號(hào)幅度</p><p>　　if(sum2<13) //當(dāng)輸入電壓大于100mv時(shí)， </p><

119、p>　　P3OUT=BIT0; //打開衰減信號(hào)通道</p><p>　　else if(sum2>=13&&sum2<125)</p><p>　　P3OUT=BIT1; //打開未衰減信號(hào)(P3.1)通道</p><p>

120、　　else if(sum2>=125)</p><p>　　P3OUT=BIT2; //打開未衰減信號(hào)(P3.2)通道</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********

121、***********************************</p><p>　　函數(shù)名稱：Trans_val</p><p>　　功 能：將16進(jìn)制ADC轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)變換成4位10進(jìn)制</p><p>　　真實(shí)的模擬電壓數(shù)據(jù)，并在液晶上顯示</p><p>　　參 數(shù)：Hex_Val--16進(jìn)制數(shù)據(jù)</p>

122、<p>　　n--變換時(shí)的分母等于2的n次方 </p><p><b>　　返回值 ：無</b></p><p>　　********************************************/</p><p>　　void Trans_val(uint Hex_Val)