用stc单片机制作d类功放

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1、用STC单片机制作D类功放众所周知在各类功放屮D类功放以其极高的效率著称，因此更符合绿色革命的潮流，也因此D类功放越来越引起各方面的重视。笔者在参考了相关资料后决左尝试用一单片机和功率三极管來DTY—简单有趣的D类功放。因为这个DTY既有模拟电路方面的知识，也有数字电路方面的知识，特别是PCB出图时AD采样中地的处理、双声道采样最佳时序处理和PWM输出对笔者来说是种锻炼和提高。D类功放是放大元件处于开关工作状态的一种放大模式。无信号输入时放大器处于截止状态，不耗电。工作吋，靠输入0或1的信号让晶体管进入饱和或截至

2、状态，晶体管相当于一个开关，把电源与负载直接接通或截止。理想品体管因为没有饱和压降而不耗电，实际上晶体管总会有很小的饱和压降而消耗部分电能。这种耗电只与管子的特性有关，而与信号输出的人小无关，所以特别有利于超人功率的场合。在理想情况下，D类功放的效率为100%。图1•是笔者DIY的D类功放的方案，可分为三个部分：图1.原理框图第一部分为AD转换，是利用单片机的AD转换功能将输入的模拟信号转换为占空比随模拟信号电压变化而变化的PWM信号。这里选用价格低廉的深圳宏晶科技的STC12C5202AD单片机。该单片机运行速

3、度是普通8051单片机的数倍，并且可以使用高达40MHz的外部晶振。AD采样速率可达250kHz。同使用运放+三角波形做基准信号源产生PWM的方法比较，该方案更容易产生形状、频率稳定准确的PWM波形。由于一般咅源的输出信号较为微弱，在AD釆样前要加预放（笔者在第一版中没有设讣预放引起输出功率偏低）；并且为适应单片机正5伏的工作模式，需要在模拟信号上叠加正2.5V直流电压。若音频输入信号为零、直流偏置为单片机AD采样基准电压的1/2,则单片机输出的方波高低电平持续的时间一样，输出就是一个占空比为1：1的方波。当有音

4、频信号输入时，正半周期间，单片机输出方波高电平的时间比低电平长，方波的占空比大于1：1;负半周期间，由于还有直流偏置，所以单片机采样脚的电平还是大于零，方波占空比小于1：1。这样，单片机输出的波形就是一个脉冲宽度被音频信号幅度调制后的波形，称为PWM（PulseWidthModulation脉宽调制）。顺便提下PWM和PDM（PulseDurationModulation脉冲持续时间调制）还是有区别的，PDM是高电平宽度固定低电平宽度随调制信号而变化的方波，即单位时间内“标准脉冲”个数可以被信号调制。它的好处是高

5、频能量分布在更广的频率范围内，而不是像PWM由于载频固定，高频能量集屮在载频倍频的音调屮。AD转换和PWM程序如下:方法1：在主程序屮左右声道PWM开始的同时进行左右声道AD采样，在AD采样子程序中一次采样左右声道完成后等待一段时I'可再刷新左右声道PWM0.PWM1的CCAPLO、CCAPL1比较寄存器，作为下一次PWM的数据。这样做的好处是在PWM进行中可以同时AD转换,充分利用了CPU时间，但AD采样时可能会引入PWM噪声，并且不能准确控制刷新PWM比较寄存器的时间。如图2.PWM时间左声道采样右声道采样图

6、2.PWM和AD时间轴方法2：方法1中使能PWM中断,在中断中刷新左右声道PWMOsPWM1的CCAPLO.CCAPL1比较寄存器。方法3：在主程序屮开启左右声道PWM,并且使能屮断，进入无限循环。在屮断屮AD采样，然后刷新PWM比较寄存器。缺点：PWM完成后才进行AD转换，采样频率变低。反复比较后笔者选用了方法2,部分程序如下：主程序：voidmain(void){lnit_System();CR=1;////开始PWMwhile(1){DAO；DA();DA();DA();DA();DA();DA();DA(

7、);DA();DA();WDT_C0NTR=0x3C;////喂狗}}AD采样子程序：voidAD(void)////方法2ADC_CONTR二OxEC;//选择通道pl.4并开始转换。_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(ADCCONTR!二0xF4);///〃等待AD转换完成/DC_CONTR二0xE4;AD_result丄EFT二(OxFF-ADC_DATA);////STC12C5202AD单片机PWM默认CCAPLO小于待//比较值时输出〃低电平，

8、且此模式不像MEGA系类单片机那样可以设置。这里为了//PWM和釆样值一致，需与OxFF做差值。//采样右声道8.4us//八DC_CONTR二OxEE;//选择通道pl.6并开始转换。_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();while(ADC_CONTR!=0xF6);/////等待AD转换完成ADCCONTR二0xE6;ADre