基于AT89C51的音量控制电路与程序设计

徐明奎

基于AT89C51的音量控制电路与程序设计
7 e7 y% ?: h1 i  c1 引言
% b% [) ]9 j% T5 t 本文介绍的音量控制IC为M62429，市面上有很多类似的产品，例如:FM62429、CD62429、CSC62429等。其实，掌握了一两种IC的编程方法，稍作改动就很容易移植到其它产品上。M62429是日本三菱公司的音量控制IC，音量调节范围是0~-83dB，控制精度每步1dB，内部电路如图一（详见M62429的使用手册）。
  U( C8 _3 D+ v5 d/ k5 F
$ q: {* y3 y+ u; }9 Q图一 M62429内部电路
3 }: l$ L; w, x* _+ i* L, L2 x& T2 硬件电路
根据图一而设计的电路如图二。
7 H/ n, F( ]  h) Z 图二中已省略了单片机与功放连接的其他电路，只剩下AT89C52的晶振部分、与M62429相关的电路、控制音量必需的按键电路等，加上电源之后，该电路可以独立工作。由于AT89C52真正的串口已用于其他用途，M62429的4脚（DATA）连至AT89C52的P2.2，M62429的5脚（CLOCK）连到AT89C52的P2.1。由这两个引脚（P2.1、P2.2）作为模拟串口与M62429通信，控制音量的数据便由这个模拟串口发出。
音频信号从LH1输入，其中L通道信号经过C1耦合到M62429 的1脚，被控制之后从2脚输出，再经C2耦合到LH2输出到后级进行放大。R通道信号经C4耦合到M62429的8脚，被控制后从7脚输出。经C3耦合至LH2输出到后级进行放大。在LH1处输入合适的音源，从LH2处就可以监听音量控制的情况。SW1为音量增加按钮。SW2为音量减小按钮，SW3为复位按钮。

; }1 d7 M2 j$ I6 k; l5 s图二 M62429与单片机的连接
3 软件设计
从M62429使用手册可知，送去M62429的控制数据DATA为11位。通常的用法如表一：
表一：M62429 常用的11位数据(DATA )结构
: F' Y3 S" [1 P& l; d* Z! o
表一中D2~D8是根据音量的大小变化需要改变的数据，其中D2~D6的编码如表二，
表二 M62429音量衰减值与D2~~D6的关系
: M: M5 B/ o( @! j; H; b: D7 g
! t; d0 P! N: X% r5 q' v$ l
从表二看出，D2~D6控制步长为4dB,需加上D7、D8（见表三）才能达到控制步长为1dB的要求。例如最大音量时衰减值为0dB,查表二，D2~D6数据为10101，查表三，D7,D8为11，所以D2~~D8应为1010111，根据表一，D0~D10这11位数据为10101011111。同理，衰减值为-1dB时的11位数据为10101010111。由于AT89C51系列单片机处理数据是8位，由P2.2、P2.1组成的模拟串口无法一次完成11位数据的发送工作。我们只好把这11位数据分为两次发送，我们可以用先发送6位、后发送5位的方法（当然也可以用其他方法）发送。例如衰减0dB的数据10101011111，先发送前6位101010，后发送5位11111。由于AT89C51系列单片机数据为8位，我们可以在这些数据后面加上“0”，补足8位。那么，衰减0dB的一组数据就成为了10101000和11111000。把这组数据用十六进制数来表示的话，就是A8H,F8H。用同样的方法，可得出各个衰减值的数据。
% a4 S5 p3 K& n2 |2 E0 F- q% m 我们设计程序的思路是：根据开机预设衰减值，用查表法查出衰减数据，然后把数据发送出去，发送时先发第一个数据的前6位，再发送另一数据的前5位。由于M62429的控制范围是0dB~-83dB。在这个范围内，数字越大，音量越小。要增加音量，就要减少用于查表那个数字（程序中R4的值）。框图如图三。

4 K, |! V* x- y4 R图三 程序方框图
根据上述思路设计的程序如下：
5 G; I" ^1 y! ^ ORG 00H
M429CK EQU P2.1 ;M62429时钟COLCK
$ T6 i- l$ c7 L  g- _& i M429DA EQU P2.2 ;M62429数据DATA
UPVOL EQU P1.0 ;音量增加按键
DOWNVOL EQU P1.1 ;音量减少按键
' k: u* @; Q8 B3 k8 J0 u0 J MOV SP, #10H
MOV R4, #20 ;开机预设衰减值
, U& M, K# V) T" SM62429: MOV A,R4 ;预设衰减值送A
7 D" Z, f9 \, D7 B0 D& z RL A ;乘2
5 Y2 y; {/ `0 e* u( ?. }3 { MOV DPTR,#TAB ;衰减数据表首址送DPTR
/ C1 Q6 Z. Y2 H/ m1 r: o3 d/ }" x MOVC A,@A+DPTR;查出衰减数据
MOV 9H, A ;9H、R2为一组衰减数据的两个存放单元
3 U3 T9 ^0 j; O$ F) P. J INC DPTR ;指向下一个数据
9 k0 Q7 q9 P, u9 I2 `+ r5 Y MOV A, R4
RL A ;乘2
' m) v% K4 }# v$ s. @* v; P MOVC A,@A+DPTR ;查出另一个衰减数据
MOV R2,A
CLR M429CK
$ S6 G) ^4 y" O MOV A,9H
CALL IN6BYT ;发送前6位数据
0 e& f$ `3 o# w MOV A,R2
8 @- t, e( X$ N3 s) l1 x5 @ CALL IN5BYT ;发送后5位数据
UP: MOV C, UPVOL ;检测音量增加按键
- `6 ]& b( P( U3 r* I' m JC DOWN ;无按下，转测音量减少键
! V$ n" T. o" @* l; y CALL DELAY ;有按下，延时去抖
6 Y1 `& k6 B" x- E$ k MOV C, UPVOL ;再测
$ V/ Q  X; I+ o, c JC DOWN
) W* U5 f$ s$ v9 z6 J% g JB F0,EEE ;音量已是最大转EEE
' \4 V& n: e# K% Z7 h DEC R4 ;音量衰减值减1
CLR C
CJNE R4, #0, M62429;与音量最大值衰减0dB比较，未达最大，转M62429
6 ]6 h  B( ~& t# L SETB F0 ;己是最大，建立标志
JMP M62429
) r/ B5 B* Q9 B' ?- I* z# T0 s EEE: INC R4 ;音量衰减值增1
1 v: G! I0 o1 T+ N; M+ v& H CLR F0
, h  z/ J( g) O+ F* O JMP UP
4 k% f8 Y0 |" k1 \& K' m DOWN: MOV C, DOWNVOL ;检测音量减小键
JC UP
* Z* ?* h# O* o" R CALL DELAY
MOV C, DOWNVOL ;再测
JC UP
INC R4 ;音量衰减值增1
CLR C
# m1 `" M6 H  A: m6 c$ v, o; Q CJNE R4, #83, BBB ;与音量最小值衰减83dB比较
+ D5 p% v/ i. @- k6 `1 y LJMP M62429
BBB: JC M62429 ;R4