工程实践与科技创新[2A]课程设计报告

本设计报告是关于上海交通大学工程实践与科技创新[2A]课程的实验报告，主题是设计制作一个增益可程序控制的放大器电路。该报告详细介绍了第082组成员在2017年春季学期期间完成的设计和制作过程，包含硬件和软件两部分，以及与之相关的功能、结构、原理和测试结果。报告的编写涉及到了电子音乐合成、自动增益控制、红外遥控等功能的实现，并使用了MSP430g2x53单片机作为主控制单元。 关键词包括：增益可控放大器、MSP430单片机、运算放大器、模拟开关、音乐合成、红外遥控电路等。 报告中首先对设计的任务和要求做了概述，然后详细介绍了系统总体设计的原理与分析，包括系统设计原理、功能以及硬件结构。硬件结构部分包括了单片机与底板系统、可控增益放大器模块、电子音乐合成与播放模块、自动增益与检波模块、红外遥控与接收模块的详细描述和实现方式。软件结构部分则涉及软件总体结构和功能、重要的全局变量、流程逻辑以及基础信号放大电路、电子音乐合成和播放模块、红外遥控模块和自动增益模块的具体功能描述、输入输出项描述、数据结构、调用函数说明和算法描述。 接下来，报告中还包含了系统功能及技术指标的测试，以验证设计的正确性及性能，同时也记录了在实践过程中遇到的问题和相应的解决方法。报告中附上了代码清单，为阅读者提供了直接的参考。 从技术角度上，MSP430g2x53单片机是德州仪器（Texas Instruments）生产的一款超低功耗微控制器，拥有丰富的集成外设，非常适合用于电池供电的便携式设备。在本项目中，该单片机被用作整个系统的控制核心。 运算放大器（Op-Amp）是模拟电路中不可或缺的基本组件，它用于实现信号的放大、滤波、积分、微分等功能。在本设计中，运算放大器是增益可控制放大器模块的关键部分，其工作原理是通过改变反馈网络中的电阻值来调整增益。 模拟开关用于在模拟电路中实现信号的通断控制。在本设计中，模拟开关用于在不同的电路模式下切换，如在音乐播放与自动增益控制功能间切换。 音乐合成是指使用电子手段生成音乐声音的过程。本项目中的音乐播放模块需要生成可以驱动扬声器的音频信号。 红外遥控电路是通过红外线来实现无线控制的一种技术。本项目中的红外遥控模块能够让用户通过遥控器来调整扬声器的音量。 本设计通过MSP430单片机来控制上述各个模块，实现了一个集成音乐播放、自动增益控制和红外遥控功能的可调节音量喇叭。通过编写程序，将这些硬件资源进行有效集成和协调工作，最终实现一个具备特定功能的系统。 报告详细记录了设计过程中的每一个环节，为后续的调试和功能扩展提供了基础。通过对该报告的分析，我们可以了解到设计中所采用的技术手段和解决方案，以及如何解决设计中遇到的具体问题。这对于在微控制器应用领域进行类似项目开发的工程师和技术人员来说，是一份极具参考价值的资料。