基于51單片機的音量控制電路與程序設計

1 引言

本文介紹的音量控制IC為M62429，市面上有很多類似的產品，例如:FM62429、CD62429、CSC62429等。其實，掌握了一兩種IC的編程方法，稍作改動就很容易移植到其它產品上。M62429是日本三菱公司的音量控制IC，音量調節范圍是0~-83dB，控制精度每步1dB，內部電路如圖一（詳見M62429的使用手冊）。

圖一 M62429內部電路

2 硬件電路

根據圖一而設計的電路如圖二。

圖二中已省略了單片機與功放連接的其他電路，只剩下AT89C52的晶振部分、與M62429相關的電路、控制音量必需的按鍵電路等，加上電源之后，該電路可以獨立工作。由于AT89C52真正的串口已用于其他用途，M62429的4腳（DATA）連至AT89C52的P2.2，M62429的5腳（CLOCK）連到AT89C52的P2.1。由這兩個引腳（P2.1、P2.2）作為模擬串口與M62429通信，控制音量的數據便由這個模擬串口發出。

音頻信號從LH1輸入，其中L通道信號經過C1耦合到M62429 的1腳，被控制之后從2腳輸出，再經C2耦合到LH2輸出到后級進行放大。R通道信號經C4耦合到M62429的8腳，被控制后從7腳輸出。經C3耦合至LH2輸出到后級進行放大。在LH1處輸入合適的音源，從LH2處就可以監聽音量控制的情況。SW1為音量增加按鈕。SW2為音量減小按鈕，SW3為復位按鈕。

圖二 M62429與單片機的連接

3 軟件設計

從M62429使用手冊可知，送去M62429的控制數據DATA為11位。通常的用法如表一：

表一：M62429 常用的11位數據(DATA )結構

表一中D2~D8是根據音量的大小變化需要改變的數據，其中D2~D6的編碼如表二，

表二 M62429音量衰減值與D2~~D6的關系

表三 M62429音量衰減值與D7、D8的關系

從表二看出，D2~D6控制步長為4dB,需加上D7、D8（見表三）才能達到控制步長為1dB的要求。例如最大音量時衰減值為0dB,查表二，D2~D6數據為10101，查表三，D7,D8為11，所以D2~~D8應為1010111，根據表一，D0~D10這11位數據為10101011111。同理，衰減值為-1dB時的11位數據為10101010111。由于AT89C51系列單片機處理數據是8位，由P2.2、P2.1組成的模擬串口無法一次完成11位數據的發送工作。我們只好把這11位數據分為兩次發送，我們可以用先發送6位、后發送5位的方法（當然也可以用其他方法）發送。例如衰減0dB的數據10101011111，先發送前6位101010，后發送5位11111。由于AT89C51系列單片機數據為8位，我們可以在這些數據后面加上“0”，補足8位。那么，衰減0dB的一組數據就成為了10101000和11111000。把這組數據用十六進制數來表示的話，就是A8H,F8H。用同樣的方法，可得出各個衰減值的數據。

我們設計程序的思路是：根據開機預設衰減值，用查表法查出衰減數據，然后把數據發送出去，發送時先發第一個數據的前6位，再發送另一數據的前5位。由于M62429的控制范圍是0dB~-83dB。在這個范圍內，數字越大，音量越小。要增加音量，就要減少用于查表那個數字（程序中R4的值）。框圖如圖三。

圖三 程序方框圖

根據上述思路設計的程序如下：

ORG 00H

M429CK EQU P2.1 ;M62429時鐘COLCK

M429DA EQU P2.2 ;M62429數據DATA

UPVOL EQU P1.0 ;音量增加按鍵

DOWNVOL EQU P1.1 ;音量減少按鍵

MOV SP, #10H

MOV R4, #20 ;開機預設衰減值

M62429: MOV A,R4 ;預設衰減值送A

RL A ;乘2

MOV DPTR,#TAB ;衰減數據表首址送DPTR

MOVC A,@A+DPTR;查出衰減數據

MOV 9H, A ;9H、R2為一組衰減數據的兩個存放單元

INC DPTR ;指向下一個數據

MOV A, R4

RL A ;乘2

MOVC A,@A+DPTR ;查出另一個衰減數據

MOV R2,A

CLR M429CK

MOV A,9H

CALL IN6BYT ;發送前6位數據

MOV A,R2

CALL IN5BYT ;發送后5位數據

UP: MOV C, UPVOL ;檢測音量增加按鍵

JC DOWN ;無按下，轉測音量減少鍵

CALL DELAY ;有按下，延時去抖

MOV C, UPVOL ;再測

JC DOWN

JB F0,EEE ;音量已是最大轉EEE

DEC R4 ;音量衰減值減1

CLR C

CJNE R4, #0, M62429;與音量最大值衰減0dB比較，未達最大，轉M62429

SETB F0 ;己是最大，建立標志

JMP M62429

EEE: INC R4 ;音量衰減值增1

CLR F0

JMP UP

DOWN: MOV C, DOWNVOL ;檢測音量減小鍵

JC UP

CALL DELAY

MOV C, DOWNVOL ;再測

JC UP

INC R4 ;音量衰減值增1

CLR C

CJNE R4, #83, BBB ;與音量最小值衰減83dB比較

LJMP M62429

BBB: JC M62429 ;R483 ，轉M62429

MOV R4,#83 ;R4>83，需修正，保證r4里的值=83

JMP M62429

IN6BYT: MOV R3,#6 ;發送6位數據子程序

本文創新點：1、程序中控制數據用查表法查得，使之控制方便，容易理解。

2、軟件硬件結合緊密。

參考文獻：

[1] 張迎新. 單片機初級教程[M]. (第2版). 北京：北京航空航天大學出版社, 2006

[2] 何立民. 單片機高級教程[M]. (第2版). 北京：北京航空航天大學出版社, 2007

[3] M62429使用手冊. 網址：http://www.ic-shop.cn/33/530/M62429.html

[4] 徐麗香,鄭傳得,周世均,吳耀鑫. 基于AT89S51單片機的監控與管理系統的設計[J]. 微計算機信息, 2007, 1-2: 139-140