基于LM324的音乐电平LED显示电路设计

山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology基于LM324的音乐电平LED显示电路设计姓名：徐连胜专业：电子信息科学与技术班级：2010-3学号：201001051829同组人：____________________指导教师：王桂海信息科学与工程学院电子信息系2012年6月18日山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology摘要音乐与灯光，听觉与视觉，婉转的音乐配合上曼妙多姿的led灯光，能烘托出更加优美的音乐氛围。音乐电平LED即为一种可以把声音的起伏变化转变为可视的LED的明灭变化的设计。解决方案有多种，比如可以利用单片机检测电平变化，控制LED的亮与否。本设计采用的是LM324集成运放。LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器，与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。LM324系列由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从单电源供电的电压范围经营。从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度。应用领域包括传感器放大器，直流增益模块和所有传统的运算放大器现在可以更容易地在单电源系统中实现的电路。例如，可直接操作的LM324系列，这是用来在数字系统中，轻松地将提供所需的接口电路，而无需额外的±15V电源标准的5V电源电压。关键词：音乐电平LEDLM324山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology目录1、设计的主要目的与要求1.1实验目的1.2设计要求1.3设计目的2、主要设计方案2.1集成运放芯片介绍2.2原理说明3、电路设计、参数计算及其元器件选择3.1电路图3.2元器件选择4、结论与心得5、参考文献山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology引言音乐电平LED显示电路可以通过对输入的音频信号的分析与处理，控制若干LED的亮与灭，或者按照音乐的节奏闪烁。而LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology1、设计的主要目的与要求1.1实验目的通过音乐电平LED的设计、安装和调试、要求学会：（1）选择集成运放、前级放大、音量增益及LED来进行设计；（2）掌握功率放大电路的调试及主要技术的测试方法。1.2设计要求（1）随着输入信号的增加LED被逐次点亮（2）点亮数目的反映声音的强度1.3设计目的（1）音乐电平LED做理论设计（2）合理选择集成运放及三级管（3）完成全电路理论设计，安装调试，绘制电路图，自制印刷版（4）撰写设计报告、调试总结报告及使用说明书。山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology2、主要设计方案2.1集成运放芯片介绍四运算放大器★LM324内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。★LM324的封装形式为塑封14引线双列直插式。特点★内部频率补偿★直流电压增益高(约100dB)★单位增益频带宽(约1MHz)★电源电压范围宽：单电源(3—32V)；双电源(±1.5—±16V)★低功耗电流，适合于电池供电★低输入偏流★低输入失调电压和失调电流★共模输入电压范围宽，包括接地★差模输入电压范围宽，等于电源电压范围★输出电压摆幅大(0至VCC-1.5V)内部电路图山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology极限参数电参数（除非特别说明，Vcc=5.0V,VEE=GND,TA=25℃）电参数（除非特别说明，Vcc=5.0V,VEE=GND,0℃≤TA≤70℃）山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology管脚排列图外形尺寸图山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology2.2原理说明该音乐电平LED指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl一VLn和二极管VD1一VDn组成。来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一VLn逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology3、电路设计、参数计算及其元器件选择3.1电路图3.2元器件选择R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1-VDn选用1N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。VU-VLn均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。V选用C8050或58050、3DG8050型硅NPN晶体管。IC选用LM324型运算放大集成电路。山东科技大学ShandongUniversityofScienceandTechnology4、结论与心得通过本次设计，让我们更进一步的了解到集成运放的工作原理以及它的要求和性能指标。也让我们认识到在此次设计电路中所存在的问题，而通过不断的努力去解决这些问题.在解决设计问题的同时自己也在其中有所收获。在设计的过程中，我遇到了很多的困难，主要是对自己所学的知识不牢固，许多的知识没有学会和理解，对一些一般的设计问题没有掌握很好的解决方法。在以后的学习中要不断的把自己的所学的与设计使用结合起来，学习上遇到的问题要脚踏实地解决。通过这次课程设计，我感觉自己提高了很多，在以后的学习中要尽快弥补自己薄弱环节。5、参考文献[1]邱关源电路原理（第五版）高等教育出版社2006[2]华成英模拟电子技术基础（第四版）高等教育出版社2006