智能音响系统开发设计毕业设计.docx

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智能音响系统开发设计毕业设计

智能音响系统开发设计（毕业设计）

天津职业技术师范大学

TianjinUniversityofTechnologyandEducation

毕业设计

专业：

电气技术教育

班级学号：

电气1012-11

学生姓名：

赖惠平

指导教师：

李宏伟副教授

二〇一五年六月

天津职业技术师范大学本科生毕业设计

智能音响系统开发设计

Developmentanddesignofintelligentsoundsystem

专业班级：

电气1012班

学生姓名：

赖惠平

指导教师：

李宏伟副教授

学院：

自动化与电气工程学院

2015年6月

摘要

伴随着人们生活水平提高，音影视越来越受到人们的欢迎，而音响在众多场地的用途越来越多，家庭、工作随处可见。

人们对音响的使用性能也越来越有追求，为了大多数音响爱好者为此设计了智能音响系统音响。

本设计以AB类音频功放TDA7294集成电路作为主功放电路，不失真功率（10%）达到40W*2，并带功率实时显示、功率灯光显示、功放电源电压显示、收音机、MP3数字文件解码、音频频率可调集为一体的一款具有功能多音质好功率大的音响系统。

功放的电源需要正负直流电压提供，工作电压在±10V~±40V,电源采用环牛300W变压器，为功放提供充足功率源；电源电压在±1.25V~±32V可调，电源用ad采集电压通过51单片机处理后在数码管显示出实时电压。

通过TA7630P电路4个手调电阻来调节音响的音量、高低音及左右平衡度。

音响系统使用了可以实现FM及MP3文件解码转为的音频信号的电路，且带有红外小遥控，有音量加减、上下首、输出音频频率选择等多种功能，MP3、FM、外部音频输入可切换。

在播放的音乐的过程有lcd12864显示实时运行功率，音频信号输入16路电压比较器带动16个发光二极管随着功放的功率变换而高低闪烁。

关键词：

音响；MP3解码；环变压器；TDA7294；TA7630P

ABSTRACT

Music,FilmandTVnowaremoreandmorepopularalongwiththeincreasingoflivingstandard.And,speakeriswidelyusedforhouseholdandworking.However,theperformanceofspeakernowplaysanimportantroleforuser,therefore,theintelligentspeakerhadbeenlaunchedbydesignerinordertoofferbetter-performancespeakertospeakerhobbyist.

ThiskindofspeakertakesABaudiofrequencyandintegratedcircuitTAD7294asmainPowerAmplifier.Itreaches40W*2andTHD<=10%.Itisamultifunctionallyintelligentandpreferablespeakerthatpossessactual-timepowerconsumptionindicator,powerlighting,supplyvoltageindicator,receiver,MP3Digitalfiledecoding,adjustableAFaudiofrequency.

PoweramplifiersourceisprovidedbypositiveandnegativeDCvoltagewithworkingvoltage±10V~±40V,itadoptsthe300WCattleringvoltagetransformerforsupportingenoughPoweramplifiersource.Theadjustablevoltageisamong±1.25Vto±32V,andthePoweramplifiersourceindicatestheactual-timeworkingvoltagebyadoptingadCollectingvoltageanddealingwith51singlechip.Thevolume,high-lowsoundsandEquilibriumdegreearerealizedby4pcsmanualelectricresistanceofTA7630Pcircuit.ThespeakerisbasedontheelectriccircuitthatabletoConvertFMandMP3Filedecodingtoaudiosignal.Itisamulti-fuctionalandintelligentspeakerthatpossessesRemotecontrollerbyinfraredray,volume+-,last/nextsongs,optionalOutputaudiofrequency,switchableMP3,FMexternalAudio-in.Whatismore,thereareactual-timeworkingPowerConsumptionindicatesbyLCD12864whileplayingmusic,and16pcsDiodeskeeptwinklingaccordingtothechangingPowerConsumption.ItworksbasedontheAudio-insignaland16-wayvoltagecomparator.

KeyWords：

Speaker;MP3Decoder;Cattleringvoltagetransformer;TDA7294,;TA7630P

1绪论1

1.1研究的背景与意义1

1.2研究现状1

1.3研究的主要内容1

2系统方案设计3

2.1系统总体方案设计结构3

2.2音频功率放大器3

2.3功放电源系统4

2.4电源系统的电压显示4

2.5功率检测4

2.6单片机选择5

2.7系统总体设计方案5

3系统的硬件设计与实现7

3.1电源电路设计PCB制作及电压检测显示7

3.1.1直流电源7

3.1.2三端集成稳压器的PCB设计8

3.1.3电源电压测量及显示设计9

3.2音频功率放大器的设计及PCB制作10

3.2.1集成功放TDA7294电路设计10

3.2.2功率放大器的PCB制作11

3.2.3集成功放TDA7294芯片的散热11

3.3直流控制芯片TA7630P集成音频滤波电路12

3.4MP3音频解码电路13

3.4.1MP3音频解码器的功能介绍13

3.4.2红外线遥控器的功能介绍13

3.5单片机控制电路14

3.5.1电源电压显示的处理器Atmega8单片机简介14

3.5.2功率采集处理电路At89C52单片机小系统简介15

3.6实时运行功率的显示16

3.6.1直流电压电流电量检测模块介绍16

3.6.2液晶显示电路介绍17

3.6.3功率显示系统的电路设计18

3.7电压比较器的应用电路设计18

3.7.1集成运放LM324介绍18

3.7.2利用LM324集成运放设计的16路电压比较器LED驱动电路19

4系统软件设计20

4.1微处理器的程序开发环境20

4.1.1At89C51程序开发环境介绍20

4.1.2Atmega8程序开发环境介绍20

4.2程序设计及流程图20

4.2.1功率检测模块及显示的程序设计20

4.2.2功放电源电压采集与显示的程序设计22

5系统调试及性能测试24

5.1直流电源的调试24

5.2前级滤波放大电路的调试24

5.3信号检测记录24

5.3.1音频功率放大器的放大性能测试24

5.3.2前级滤波电路的性能测试24

6结论28

7参考文献29

8附录30

9致谢32

1绪论

1.1研究的背景与意义

音乐的发展史从古至今已有大量的制作，在我们的今天，音乐是流行、通俗、戏曲、民歌等等一片繁荣；各种流行音乐、影视制作深深融入我们的生活。

如今科学技术提高，经济发展速度的飞快，人民生活水平不断的提高，影视设备是人们娱乐产品首选之一。

音响设备作为家庭影院、KTV和电脑的配套产品，在家庭影院快速发展和电脑逐渐普及的带动下显示出强劲的发展动力。

由于产品需求量大幅度增长，对音响设备的要求越来越高，作为供应商的生产企业纷纷扩建、增产，市场竞争日趋激烈。

1.2研究现状

随着人们生活水平的提高，高保真音响设备和高端的家庭影院逐渐兴起。

在这些设备中，功放机几十瓦甚至几百瓦的音频功率是多数的。

因此，失真小、高效率的音频功率放大器就成为关键部件。

进入21世纪后，各式便携式的弱电设备成为电子设备中的一种重要的发展趋势。

近十载年来，中国的音响行业快速的发展，从传统意义上的音箱、扬声器，家庭影视中的声设备，公共场地、会议室中要用到的扩音系统等等；随着数字电子技术的发展，音响将与计算机、通信设备、视频设备及智能化居家电器相配合，一体化趋势发展。

如今，音响设备的老产品更新换代、新产品层出不断，其产品外观逐渐个性化、艺术化。

1.3研究的主要内容

针对我国音响设备的趋势，结合多个模块的功能技术的研究，自主研发了一套智能音响系统。

主要完成以下各指标：

a）在不失真的情况下功率达到50W*2，并尽量提高功率。

b）采用PC模块接收MF信号以及解读mp3音频文件。

c）在液晶屏上显示系统功率。

本系统是以tda7294为主功放芯片为主的音频功率放大器，本设计以AB类音频功放集成电路作为主功放电路，不失真功率（10%）达到40W*2，并带功率实时显示、功率灯光显示、功放电源电压显示、收音机、MP3数字文件解码、音频（音量，高音，低音，平衡音）可调集为一体的一款具有功能多音质好功率大的音响系统。

tda7294的工作电压在±10V~±40V,电源采用环牛300W变压器，10000uf电解电容滤波，为功放电路提供充足功率源；稳压器由金属封装的LM317、LM338稳压电路及三级管扩流电路组成；电源电压在±1.25V~±32V可调，最大电流在3A左右；用ad电路采集电源电压发送到51单片机处理后在8段数码管显示出实时电压。

音频信号源输入TA7630P电路，由4个手调电阻来调节音量、高音、低音及左右平衡音。

音响系统接入了可以实现FM及MP3文件解码转为的音频信号的电路，并且带有红外小遥控，有音量加减、上下首、收音机模式切换、输出音频频率选择等多种功能，FM、MP3、外部音频输入可切换。

在播放的音乐的过程有LCD液晶屏显示实时功率变化，音频信号输入16路电压比较器使16个蓝色发光二极管随着功率变换而高低闪烁。

本课题的研究音响智能化，它将电子技术、计算机、控制、通信等实用电子技术集中运用