基于51单片机的音量控制电路与程序设计

1 引言

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）。

图一 M62429内部电路

2 硬件电路

根据图一而设计的电路如图二。

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。

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

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

表三 M62429音量衰减值与D7、D8的关系

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。

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。

图三 程序方框图

根据上述思路设计的程序如下：

ORG 00H

M429CK EQU P2.1 ;M62429时钟COLCK

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

MOV SP, #10H

MOV R4, #20 ;开机预设衰减值

M62429: MOV A,R4 ;预设衰减值送A

RL A ;乘2

MOV DPTR,#TAB ;衰减数据表首址送DPTR

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

INC DPTR ;指向下一个数据

MOV A, R4

RL A ;乘2

MOVC A,@A+DPTR ;查出另一个衰减数据

MOV R2,A

CLR M429CK

MOV A,9H

CALL IN6BYT ;发送前6位数据

MOV A,R2

CALL IN5BYT ;发送后5位数据

UP: MOV C, UPVOL ;检测音量增加按键

JC DOWN ;无按下，转测音量减少键

CALL DELAY ;有按下，延时去抖

MOV C, UPVOL ;再测

JC DOWN

JB F0,EEE ;音量已是最大转EEE

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

SETB F0 ;己是最大，建立标志

JMP M62429

EEE: INC R4 ;音量衰减值增1

CLR F0

JMP UP

DOWN: MOV C, DOWNVOL ;检测音量减小键

JC UP

CALL DELAY

MOV C, DOWNVOL ;再测

JC UP

INC R4 ;音量衰减值增1

CLR C

CJNE R4, #83, BBB ;与音量最小值衰减83dB比较

LJMP M62429

BBB: JC M62429 ;R483 ，转M62429

MOV R4,#83 ;R4>83，需修正，保证r4里的值=83

JMP M62429

IN6BYT: MOV R3,#6 ;发送6位数据子程序

本文创新点：1、程序中控制数据用查表法查得，使之控制方便，容易理解。

2、软件硬件结合紧密。

参考文献：

[1] 张迎新. 单片机初级教程[M]. (第2版). 北京：北京航空航天大学出版社, 2006

[2] 何立民. 单片机高级教程[M]. (第2版). 北京：北京航空航天大学出版社, 2007

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

[4] 徐丽香,郑传得,周世均,吴耀鑫. 基于AT89S51单片机的监控与管理系统的设计[J]. 微计算机信息, 2007, 1-2: 139-140