导言
音频接纳设备已经是日常日子、学习、工作中不行短少的东西，但是在使用进程中因为某些原因，如切换频道、播映广告等，信号输出时会呈现音量巨细不一的状况，严重影响用户的收听作用。产生这种音量相差较大的首要原因是音频信号输入的起伏不一致，处理办法便是进行增益操控。
最早的增益操控是模仿电路检测操控，但模仿电路规划相对繁琐，且难以完成较宽规模的增益操控，因而跟着数字信号处理器材(DSP)的开展，选用DSP进行增益操控成为干流。起先数字器材处理的一般办法是大的信号减小增益，小的信号不处理。现在也有对小信号进行扩大的办法，但因为忧虑在没有信号输入的状况下增益调整太大，会使背景噪声也加大，因而增益调整规模不大，不能到达抱负的操控作用。别的，根本都是对输入信号进行检测，即前馈操控，对输出信号不进行检测，这样在输人时若增益较大，输出会被限幅，影响收听作用。且DSP计划本钱相对较高。本计划选用本钱低的单片机为处理中心，经过简略的增益操控算法完结增益自动操控。
1 体系硬件规划
如图1所示，整个体系以音频信号的收集处理为中心进行规划。音频操控芯片PGA2311两头的音频信号输入和输出端，经扩大器TL084电平搬移后送到MSP430F149的A／D口进行采样(对信号输入／输出端都进行检测意图是处理在输入端无信号状况下增益是否调整的问题，一起避免增益过大导致输出端限幅产生)。采样数据由软件算法处理得到增益值，经电平变换器74HC245装备到PGA2311。按键和数码管完结输出电平门限规模的设置和显现。
1．1 主控电路
主控芯片MSP430F149是一款16位、48个8位并行I／O口、具有精简指令集、超低功耗(节电方式下最低只要0．1μA)的单片机，其寻址空间共64 KB其间RAM为2KB，给体系开发带来很大的便利。它内置一个12位A／D转化器ADC12、采样坚持器和模仿多路器。ADC12具有高速、通用的特色，能够对8个外部模仿源和4个内部参阅电源(包含内部温度传感器源)进行A／D转化。ADC12还供给多种采样触发方法、转化时钟周期、转化方式的挑选。
PGA2311是一款双声道、可编程增益扩大器，与MSP430F149之间经过SPI总线交互，其增益规模为+31．5～-95．5 dB。
图1中MSP430F149是3．3 V供电，而PGA231l是±5 V供电的CMOS器材，因而在I／O逻辑电平匹配时需求留意，在驱动PGA2311时用电平移位器74HC245到达电平匹配。
1．2 电平搬移电路
因为一般音频输出设备音量巨细不一且为沟通耦合方式，而MSP430F149的A／D采样电压规模是0～2．5 V，为了使被采样信号与A／D匹配避免削波失真，需求将输入信号份额扩大(或缩小)，并将中心电压搬移至1．25 V邻近。如图2所示。
2 软件规划
软件规划包含按键显现、外设操控、音频信号处理几个部分，重点是音频信号处理的AGC算法。按键显现呼应用户设置输出音量巨细并显现出来，外设操控首要是对PGA2311进行装备。
2．1 AGC算法
AGC算法中心是经过信号的包络信息来判别信号的动态规模是否超越设置巨细，这儿需求快速盯梢包络的改变，及时进行增益操控。
以往的AGC算法中乘除法运算对CPU资源的占用较大。这儿提出的AGC算法比较简略有用，其流程如图3所示。详细完成进程：从单片机的A／D口，取得音频输入／输出信号的电平存入数组。数组存储数据到达门限比较要求，进入峰值比较流程。依据存储的输入信号数据，选用冒泡排序的算法找出最大幅值，判别输入端是否有信号。假如断定没有音频信号输入，则增益不调整，避免因为输出信号太小而一向增大增益，噪声过大，或许一旦呈现声响，因为增益过大而呈现短时间输出声响太大。输入端有信号，则对输出端进行检测，相同调用冒泡排序程序找出最大幅值，如发现输出信号巨细超越设定门限，则减小增益，反之则增大增益。在减小增益时，步进要大些，而在增大增益时步进要小些，这样在增益调整时输出的音量使用户听觉上不觉得难过。
3 试验证明
为验证规划的正确性进行试验证明。设定输出电平规模，由计算机输入骤变的音频信号，经过示波器调查输出，如图4所示。
从图4中方框所标明的音量骤变区域，能够看出输入音量忽然增大后，在500 ms内就将增益调低，坚持音量输出在设定规模输出。高音骤变低声等试验因为调整周期较长，这儿就不作图示整个调整进程了。
结语
试验成果阐明，该规划增益操控及时、精确，坚持输出信号电平在设定规模安稳输出，且低功耗，完成简略，可移植性强，能够满意现在用户对音频接纳设备音量输出的要求。
