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1、论文改成版摘要在音响设备中,通常采用电位器进行音量调节。但经常进行音量调节时，又容易使电位器磨损而出故障,而采用数字式音量调节就可以避免模拟调节易受干扰的缺点，而且操作控制更加方便。本文将介绍一种由数字电路构成音量调节电路的设计方法。这种数字式音量自动调节电路将是未来音量调节发展的主流，将越来越受消费者喜爱。关键词 模拟开关 集成 数字式 自动控制 分压网络 计数显示 音量, 电路, 数字信号, 模拟信号目录摘要第一章 数字式音量自动调节电路概况 31.1 数字式音量控制电路 31.2数字式自动就调节电路的概述： 42.1.1 基本功能 52.1.2 扩展功能 52.2 设计原理与参考电路 5

2、第三章 数字式音量自动调节电路的设计 63.1电源电路的设计 63.3数字式音量自动调节电路并带有LED显示是电路 9第四章 主要芯片介绍 104.1 74HC152 104.3 CC4070 CC4025 CC4069 124.3.2 CC4025 124.3.3 CC4069 134.4 译码器CC4511 14第五章 系统调试 15第一章 数字式音量自动调节电路概况 1.1 数字式音量控制电路图1 是数字式音量控制电路的原理图。采用该电路可以取代传统的电位器调节方式。当音量较小时, 按下按钮AN 2, 电路对音频信号衰减依次减小, 音量由小到大变化, 当音量调节到满意时, 松开调节按钮A

3、N 2, 音量即锁定在这一点上。同样, 当音量较大时, 按下按钮AN 1, 电路对音频信号衰减依次增强, 音量由大到小变化, 当音量调节到满意时, 松开调节按钮AN 1, 音量亦自行锁定。图1 所示数字式音量控制电路由计数脉冲发生器、8 位二进制可逆计数器、可变音频衰减器和电流电压转换器等部分组成。其工作原理如下:N E555 ( IC4) 及其外围电路组成计数脉冲发生器, 当电路接通电源后, 它将输出一连串周期约为20m s (按图4 参数) 的脉冲信号, 通过按钮AN 1 和按钮AN 2 送到IC2 的第4 脚和第5 脚作为加或减计数脉冲。两片74L S193 ( IC2 和IC3) 串接

4、成8 位二进制可逆计数器, 按下AN 2, 计数器工作在加法计数状态, 计数器各位输出依次变为高电位, 即DAC0832 ( IC1) 输入的数字量依次增大, 从而使IC1 对输入音频信号的衰减减小, 达到增大输出音量的目的, 松开按钮AN 2 后, 计数脉冲不能加到IC2 的第5 脚, 原来的计数状态被锁定, 输出音量保持不变。按下AN 1, 计数器工作在减法计数状态, 工作原理与加法计数状态相反。DAC0832 及其外围元件组成可变音频衰减器, 其工作原理详见DAC0832 的工作原理。由于DAC0832 的模拟输出量为电流信号, 因此电路中接一运算放大器LM 081 作为电流电压转换器,

5、 将输出的模拟电流信号变换为电压信号输出。从上述工作原理可以看出, 整个音量控制电路的作用相当于一数控电位器, 若用于音量控制可接于音响电路的前置放大器与功率放大器之间。输入音频信号V i 的动态范围为10V , 由于DAC0832 为8 位DA 器件, 因而, 本电路的音量控制等级可达256 级, 一般均能满足音量控制需要。 图1 数字式音量控制电路 1.2数字式自动就调节电路的概述：在之前的的调节电路中，通常用的是采用电位器进行音量调节。这样经常通过电位器进行音量调节时，又容易使电位器磨损而出故障,因而音量的调节就会出现故障。而采用数字式音量调节就可以避免模拟调节易受干扰的缺点，而且操作控

6、制更加方便。本文将介绍一种由数字电路构成的简单的音量调节电路的设计方法。并且这种设计中带有数字显示，能清晰明了的知道音量的大小。本设计中主要应用COMS管集成芯片进行设计，应用到得主要芯片有74HC152 它主要是模拟开关电路的芯片，应用于8选一数据选择开关，通过选通分压网络来控制音量的大小；CC4029 它是控制电路的主要芯片，是控制电路中的加减计数器。CC4511 它主要是译码器，通过加减计数器的控制来实现数字的显示输出。 第二章 电路总体设计2.1.1 基本功能（1）设计一个数字式的音量自动调节电路;要求有两个外部操作按键,即音量自动增加按键S1(或用”+”表示)和音量自动减小按键S2(

7、或用”“表示),并能用二位数码管显示出音量的大小;（2）接通电源的时，音响设备的音量处于一个适中的位置2.1.2 扩展功能通过按键的处理是音量能自动的增减，能在数码管上显示音量的大小。 2.2 设计原理与参考电路1.自动音量调节电路的原理框图自动音量调节电路的原理框图如下图所示,它主要由电阻分压网络、多路模拟开关电路、控制电路和译码显示四部分组成.电路的工作原理是:电阻分压网络完成对音量输入信号Vi的多级衰减,由控制电路控制多路模拟开关选择一路衰减信号,作为音量输出信号Vo送到音响设备的音频功率放大电路进行放大, 从而实现音量的自动调节，并通过译码器的编译由显示管输出。其中控制电路是整个系统的

8、主要部分. 图2 自动音量调节电路的原理框图 第三章 数字式音量自动调节电路的设计 3.1电源电路的设计此设计中提供的电源为5V的直流电源，因此再设计过程当中我们简易的设计了一个直流输出的稳压电源。此电源是把所需的交流电经整流、滤波后变为直流，为后面的电路提供电源。在图（1）中，交流220V经过变压器得到低压交流电，经过二极管整流桥整流后得到直流电压，再经过E1和C1的滤波输入到稳压集成电路7805，稳压后的5V中流电压经过E2和C2滤波输出。 3.2控制电路的设计从系统的设计要求可知,控制电路要完成以下三个方面的功能:（1）能完成音量的自动增,减调节控制；（2）当音量增加到最大值(或减小到最

9、小值)时,音量应保持不变；（3）刚通电时,音量处于一个适中的位置.图 控制电路部分的电路图如上图所示,图中U1A,U2A,U3A是由CC4069反相器组成的多谐振荡器,为计数器电路提供时钟脉冲,其振荡周期为式中,为反相器的阈值电压,若=/2时则上式变为: (注意:振荡器的频率决定了音量控制调档的速度,频率越高,则音量调档速度越快.一般来说,振荡器的频率在13内比较合适。)自动音量调节电路是由CC4029加/减计数器组成。CC4029接成二进制计数器的形式,取Q2,Q1,Q0的输出作为CC4051的通道选择控制信号(A2,A1,A0),Q2Q0的变化范围是000111,能满足控制的需要。图中,L

10、D端接有R2,C2组成的上电预置数据电路。在刚接通电源时,由于C2的电压不能突变,所以LD=1,使Q2Q1Q0=011,于是CC4051的输出选通I3，电源接通后，电容C2被充满电荷，于是LD=0，从而完成了功能(3)的要求,图中,G4G10是完成功能(1)(2)的控制电路,3.3数字式音量自动调节电路并带有LED显示是电路第四章 主要芯片介绍4.1 74HC152多路模拟开关电路可选用中规模集成电路HD74HC152 设计时应注意电源的合理选取。 74HC152集成电路是 8选一多路数据选择开关,其电路功能方框图如图所示;8选一译码器是由地址A,B,C控制的译码器,其功能如表所示4.2 CC

11、4029 选4位二进制/十进制加/减计数器CC4029进行设计。CC4029的外引线排列如图c所示用，其功能表如图d所示。图中，BIN是二进制/十进制工作方式控制端， UP是加/减计数控制端， CE是时钟脉冲使能控制端，CP是时钟脉冲输入端，PL是与预置据控制端， CO是进位输出端，D3D0是并行数据输入端Q3Q0是计数数据输出端，CC4029的工作原理是：1）当LD=1时，完成置数功能，即Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0；当LD=0.时，对计数器进行清零。2）当=0时，LD=0时，在时钟脉冲的上升沿，计数器基数CO端一般输出高电平，只有在加计数到最大值（15或9）或者减计数至零时，输出低电

12、平。3）当B/=1时，以二进制计数；反之，以十进制计数。4）当U/=1时，为加计数器；反之，为减计数器 图 CC4029的外引线排列图 图 集成芯片CC4029的功能表4.3 CC4070 CC4025 CC40694.3.1 CC4070 CC4070包括四个相互独立的异或门电路，具有异或功能 4.3.2 CC4025CC4025是一种复合门，在同一封装中包含了三组三输入正或非门。CC4025或非门为系统设计者提供了直接的或非功能，补充已有的COS/MOS门系列。所有输入和输出经过缓冲，改善了输入、输出传输特性，提高了抗噪声干扰功能，使得由于负载容量的增加而英气的传输延迟时间的增加维持到最小

13、。4.3.3 CC4069CC4069由六个COS/MOS反相器组成，此期间主要用作通用反相器，即用于不需要中功率TTL驱动和逻辑电平转换的电路中。4.4 译码器CC4511CC4511是BCD7段锁存译码驱动器，在同一单片结构上由COS/MOS逻辑器件和npn双极型晶体管器件构成。这些器件的组合，使CC4511具有低静态耗散和高抗干扰及源电流高达25mA的性能。由此可直接驱动LED及其他显示器件。、LE输入端可分别检测显示、亮度调制、存贮或选通一BCD码等功能。当使用外部多路转换电路时，可多路转换和现实几种不同的信号。CC4511是BCD7段锁存译码驱动器功能表：输 入输 出xxxxxxxH

14、HHHHHHxLHxxxxLLLLLLLLHHLLLLHHHHHHLLHHLLLLLHHLLLLLHHLLHLHHLHHHHLHHLLHHHHHHLLHLHHLHLLLHHLLHHLHHLHLHHLHHLHHLHHLHHLLLHHHHHLHHLHHHHHHLLLHLHHHHLHHHLHLLLLLLLHHHxxxx*输出状态锁定在上一个LE=L时，的输入状态。 第五章 系统调试 在这个设计中，我们根据设计的要求可以知道音量输入端是全音量输入，通过示波器，我们知道输出端检测的是矩形波。因为在电路图中的模拟开关部分连接着计数器的输出端，输出的是二进制的信号。同时在进行按键控制时，我们通过按键A、B的控制在显示管上显示数字音量的大小。