基于AT89C51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

     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        ;R4<83 ，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。