CN101964154B - 一种可实时调节频率的模拟声响电路系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种可实时调节频率的模拟声响电路，属于仪器仪表领域。包括单片机、数字电位器、模拟声响电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；其特征在于：电阻R1、R2、R3、R4为数字电位器中的可调节电阻，单片机可控制R1、R2、R3、R4的电阻值；其中，键盘电路和显示电路作为模拟声响频率的设定和显示。本发明的优点在于用数字电位器内的多个可调节电阻代替普通手动调节电位器，从而通过用单片机控制数字电位器的电阻值，实现实时改变模拟声响的频率。

Description

一种可实时调节频率的模拟声响电路系统
技术领域
本发明是一种可实时调节频率的模拟声响电路系统，属于仪器仪表领域，可用于各种仪器仪表和控制单元中。
背景技术
目前的仪器仪表或一些控制单元中的模拟声响电路，改变声响频率均采用手动调节电位器的方法，实时性较差，这是目前模拟声响电路存在的问题；大学中电类学生电子技术实验训练设备与单片机实验训练设备相互独立，实验训练资源没有有机地结合在一起，实验资源利用率低，是一种资源浪费，学生学习的知识也没有有效地、连续地、综合地得到巩固和应用。
发明内容
本发明的目的是解决实时调节模拟声响频率，提供一种通过计算机控制数字电位器来实现模拟声响频率的实时变化。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种可实时调节频率的模拟声响电路系统，包括单片机、数字电位器、模拟声响电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；单片机的输出控制调节数字电位器中可调节电阻R1、R2、R3、R4的电阻值，数字电位器的输出接入模拟声响电路；模拟声响电路的输出接入喇叭FM；键盘电路和显示电路作为模拟声响的频率设定和显示。
在上述一种可实时调节频率的模拟声响电路中，所述单片机采用芯片型号为89C52，所述数字电位器采用芯片型号为X9241U，所述模拟声响电路由555定时器构成，555定时器采用芯片型号为NE555，各器件之间的具体连接为：
89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89C52的40脚连接+5V电源，X9241U的4、5、15、16、10脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的20脚与+5V电源连接，X9241U的3、1脚连接在一起并与NE555-1的4、8脚连接，NE555-1的4、8脚连接+5V电源，X9241U的2、8、6脚连接在一起并与NE555-1的7脚连接，X9241U的7脚与NE555-1的2、6脚连接在一起，X9241U的7脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端连接+5V电源的地，电容C3的一端连接NE555-1的5脚，电容C3的另一端连接+5V电源的地，NE555-1的1脚连接+5V电源的地，NE555-1的3脚连接NE555-2的4脚，X9241U的11、13脚连接在一起并与NE555-2的8脚连接，NE555-1的8脚连接+5V电源，X9241U的12、17、19脚连接在一起并与NE555-2的7脚连接，X9241U的18脚与NE555-2的2、6脚连接在一起，X9241U的18脚与电容C2的一端连接，电容C2的另一端连接+5V电源的地，电容C4的一端连接NE555-2的5脚，电容C4的另一端连接+5V电源的地，NE555-2的1脚连接+5V电源的地，NE555-2的3脚连接电容C5的一端，电容C5的另一端连接蜂鸣器FM的一端，FM的另一端连接+5V电源的地。
X9241U为数字电位器，内含4个可调节电阻，其中的1、2、3脚、6、7、8脚、11、12、13脚、17、18、19脚分别为数字电位器中的4个可调节电阻的三个管脚，将这4个可调节电阻分别命名为电阻R1、R2、R3、R4，其中1脚、6脚、13脚、19脚为4个电阻的可调节端。
本发明的优点在于用数字电位器内的多个可调节电阻代替用于改变模拟声响电路频率的普通手动调节电位器，从而通过用单片机控制数字电位器的电阻值，实现实时改变模拟声响电路的频率。
附图说明
图1可实时调节频率的模拟声响电路系统框图
图2可实时调节频率的模拟声响电路系统图
图3可实时调节频率的模拟声响电路系统uo1和uo2波形图
图4可实时调节频率的模拟声响电路系统uo2波形图
具体实施方式
下面结合附图1、图2、图3、图4对本发明进行详细说明。
可实时调节频率的模拟声响电路框图如图1所示，可实时调节频率的模拟声响电路图如图2所示，可实时调节频率的模拟声响电路波形图如图3所示，可实时调节频率的模拟声响电路uo2波形图如图4所示。在图1中，单片机通过串行通信的方式与数字电位器连接在一起，数字电位器的多个可调节电阻与模拟声响电路连接，模拟声响电路根据可调节电阻值所确定的频率输出相应不同的电压，键盘电路连接单片机可用于键入相应的模拟声响频率或其它信息，显示电路连接单片机用于显示设定的模拟声响频率或其它信息。
图2是具体的连接电路图。在图2中，89C52为单片机；X9241U为数字电位器，内含4个可调节电阻，其中的1、2、3脚、6、7、8脚、11、12、13脚、17、18、19脚分别为数字电位器中的4个可调节电阻的三个管脚，将这4个可调节电阻分别命名为电阻R1、R2、R3、R4，其中1脚、6脚、13脚、19脚为4个电阻的可调节端；NE555为定时器集成电路芯片，具体电路连接如下：
89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89C52的40脚连接+5V电源，X9241U的4、5、15、16、10脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的20脚与+5V电源连接，X9241U的3、1脚连接在一起并与NE555-1的4、8脚连接，NE555-1的4、8脚连接+5V电源，X9241U的2、8、6脚连接在一起并与NE555-1的7脚连接，X9241U的7脚与NE555-1的2、6脚连接在一起，X9241U的7脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端连接+5V电源的地，电容C3的一端连接NE555-1的5脚，电容C3的另一端连接+5V电源的地，NE555-1的1脚连接+5V电源的地，NE555-1的3脚连接NE555-2的4脚，X9241U的11、13脚连接在一起并与NE555-2的8脚连接，NE555-1的8脚连接+5V电源，X9241U的12、17、19脚连接在一起并与NE555-2的7脚连接，X9241U的18脚与NE555-2的2、6脚连接在一起，X9241U的18脚与电容C2的一端连接，电容C2的另一端连接+5V电源的地，电容C4的一端连接NE555-2的5脚，电容C4的另一端连接+5V电源的地，NE555-2的1脚连接+5V电源的地，NE555-2的3脚连接电容C5的一端，电容C5的另一端连接蜂鸣器FM的一端，FM的另一端连接+5V电源的地。键盘电路和显示电路与单片机的连接为通用常规电路接法，没有给出具体电路。
图3是图2电路中两个关键点uo1和uo2的电压输出波形，图4是图3中t1时间段内uo2的输出波形，在下面具体工作方式中对图3和图4有描述说明。
具体工作方式如下：
如图2所示，89C52通过其1、2脚与X9241U的14、9脚连接，建立相互之间的串行通信，单片机以此来改变数字电位器内部多个电位器的电阻值，相互之间的具体通信方式可参阅X9241U的使用说明；图2中的uo1输出的是方波，如图3所示；图2中的uo2输出的也是方波，因频率较高，所以用竖线表示，如图3所示；uo2的输出受uo1的控制，uo2仅在uo1的t1时间段有输出，如图3所示。
具体工作过程为：89C52通过串行通信调节X9241U内部的4个可调节电阻，实时改变图2中uo1和uo2的输出频率；uo1的周期为T1＝t1+t2，占空比为D1＝t1/T1，如图3所示；uo2的周期为T2＝t3+t4，占空比为D2＝t3/T2，如图4所示；具体的计算公式为：
t1≈0·7(R1+R2)C1......................(1)
t2≈0·7R2C1...........................(2)
t3≈0·7(R3+R4)C4......................(3)
t4≈0·7R4C4...........................(4)

Claims (1)

1.一种可实时调节频率的模拟声响电路系统，包括单片机、数字电位器、模拟声响电路、以及与单片机连接的键盘电路和显示电路；其特征在于：单片机的输出控制调节数字电位器中可调节电阻R1、R2、R3、R4的电阻值，数字电位器的输出接入模拟声响电路；模拟声响电路的输出接入喇叭FM；键盘电路和显示电路作为模拟声响的频率设定和显示；
所述单片机采用芯片型号为89C52，所述数字电位器采用芯片型号为X9241U，所述模拟声响电路由555定时器组成，555定时器采用芯片型号为NE555，各器件之间的具体连接为：
89C52的1、2脚分别连接X9241U的14、9脚，89C52的20脚连接+5V电源的地，89C52的40脚连接+5V电源，X9241U的4、5、15、16、10脚连接在一起并与+5V电源的地连接，X9241U的20脚与+5V电源连接，X9241U的3、1脚连接在一起并与NE555-1的4、8脚连接，NE555-1的4、8脚连接+5V电源，X9241U的2、8、6脚连接在一起并与NE555-1的7脚连接，X9241U的7脚与NE555-1的2、6脚连接在一起，X9241U的7脚与电容C1的一端连接，电容C1的另一端连接+5V电源的地，电容C3的一端连接NE555-1的5脚，电容C3的另一端连接+5V电源的地，NE555-1的1脚连接+5V电源的地，NE555-1的3脚连接NE555-2的4脚，X9241U的11、13脚连接在一起并与NE555-2的8脚连接，NE555-1的8脚连接+5V电源，X9241U的12、17、19脚连接在一起并与NE555-2的7脚连接，X9241U的18脚与NE555-2的2、6脚连接在一起，X9241U的18脚与电容C2的一端连接，电容C2的另一端连接+5V电源的地，电容C4的一端连接NE555-2的5脚，电容C4的另一端连接+5V电源的地，NE555-2的1脚连接+5V电源的地，NE555-2的3脚连接电容C5的一端，电容C5的另一端连接蜂鸣器FM的一端，FM的另一端连接+5V电源的地；
X9241U为数字电位器，内含4个可调节电阻，其中的1、2、3脚、6、7、8脚、11、12、13脚、17、18、19脚分别为数字电位器中的4个可调节电阻的三个管脚，将这4个可调节电阻分别命名为电阻R1、R2、R3、R4，其中1脚、6脚、13脚、19脚为4个电阻的可调节端。
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