基于单片机的d类功放设计

编号：

毕业设计说明书

题目：基于单片机的D类功放设计

院（系）：桂林电子科技大学职业技术学院

专业：电子信息工程

学生姓名：***

学号：************

指导教师：***

职称：讲师

题目类型：理论研究√工程设计软件开发

2013 年10 月25 日

摘要

数字功放由于其效率高、易与数字音源对接等优点而在现实生活中具有越来越广泛的应用。本设计基于单片机制作了一款D类功放。功放系统利用单片机的AD转换功能将输入的音频信号转换为占空比随模拟信号电压变化的PWM信号，经功率放大器放大随输入音频变化的PWM信号，再由低通滤波器把PWM波形中的声音信息解调出来。系统以内带AD转换器的8051内核单片机STC12C5410AD为音频采集核心,由单片机内部算法转换成SPWM信号。系统的放大部分采用功率型高速MOSFETD开关管组成推挽放大电路，主要用来PWM信号放大,最后利用LC低通滤波器对脉冲信号进行平滑处理，还原出声音电信号，最后通过扬声器来转换输出放大了的声音信号。经试验验证，本文制作的D类功放，具有功耗低、成本低、电路简单、音质较好等优点。

关键词：数字功放；STC12C5410AD；推挽放大；PWM；低通滤波器

Abstract

Digital power amplifier because of its advantages of high efficiency, easy to dock with the digital audio source and has more and more widely used in real life. This design based on single chip microcomputer made a class D power amplifier. Power amplifier system using MCU AD conversion function converts input audio signal duty cycle change with analog signal voltage PWM signal, the PWM power amplifier amplification change with the input audio signal, and then by the low-pass filter demodulation of the PWM waveform sound information. System with the AD converter within 8051 kernel microcontroller STC12C5410AD as the core audio collection, internal algorithm converts the SPWM signal by single-chip microcomputer. Amplification part of the system of using power type high-speed MOSFETD switching tube push-pull amplifier circuit, mainly used for PWM signal amplification, finally using LC low pass filter to smooth the pulse signal, the reduction of noise signals, finally through the speaker to the transformation output amplified voice signal. Verified by test, this paper made of class D power amplifier, has low power consumption, low cost, simple circuit, good sound quality, etc.

Key words:Digital power amplifier; STC12C5410AD; Push-pull amplifier; PWM. Low pass filter

目录

1 绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.1.1 D类功放发展历程 (1)

1.1.2 D类功放的目前现状 (2)

1.2 本设计主要研究工作 (2)

1.3 本设计的结构 (3)

2 音频功放与STC12C5410AD单片机简介 (3)

2.1 音箱的特征及性能 (3)

2.1.1 声音的特征 (3)

2.1.2 音响的结构及参数 (3)

2.1.3 放大器的技术指标 (3)

2.2 功率放大器简介 (4)

2.2.1 A类功率放大器 (4)

2.2.2 B类功率放大器 (5)

2.2.3 AB类功率放大器 (6)

2.2.4 D类功率放大器 (7)

2.3 D类功放的原理 (7)

2.3.1 D类功放的工作原理 (7)

2.3.2 D类功放的优点 (9)

2.4 STC12C5410AD单片机简介 (10)

3 基于单片机D类功率放大器系统总体设计 (11)

3.1 系统总体设计方案 (11)

3.2 硬件系统部分 (11)

3.5 D类功放 (14)

3.3 软件系统部分 (15)

4 整体系统优点和存在问题及改进 (18)

4.1 整体设计优点 (18)

4.2 存在问题及改进 (18)

4.3 硬件安装和调试 (18)

5 总结 (18)

致谢 (21)

附录 (22)