摘要
运算放大器在日常生活的应用中是最广泛的一种器件，是构成大部分电子电路的基础单元。通常所说的放大，就是将要处理的微弱信号输入给放大器(这里的微弱信号指变化的电流信号、电压信号等)放大到所能处理的特定幅值区间且与原信号变化规律尽可能保持一致。在电路输出波形中会出现波形失真的现象，致使信号不能正确的传输，解决失真问题是电路设计师需要面对的一个重要问题。只有在不失真的情况下放大才有意义，所以对失真电路进行分析研究显得尤为重要。本文设计制作了一个放大器非线性失真研究装置。采用晶体管三极管、阻容元件、模拟开关等器件搭建放大电路。通过计算电路阻容参数产生非线性失真波形。将失真波形送到STM32单片机处理。通过STM32单片机采样电压值并计算各类失真电路的总谐波失真值（THD）并在液晶显示屏上显示失真波形和总谐波失真值（THD），最终实现对非线性失真的研究分析。系统经过调试验证，能够满足设计要求，具有良好的实用价值。
关键词：STM32单片机；放大电路；总谐波失真值；非线性失真
目录
TOC\o1-3\h\z\u3144第一章绪论 1
188421.1研究背景 1
313651.2研究目的及意义 1
22501.3国内外发展现状 1
102001.4本文主要研究内容 2
9801第二章系统方案设计 4
114172.1总体设计思路 4
60052.2晶体管放大电路工作原理 4
54802.3主控芯片选型 5
307592.4放大电路及调理电路器件选型 7
126922.5降压芯片选型 9
14845第三章系统硬件设计 10
137313.1放大电路模块 10
110733.2调理电路模块 11
233343.3STM32控制电路 13
312063.3.1ADC采样模块 13
123623.3.2显示模块 14
152023.4STC8控制电路 16
73563.4.1语音播报模块 16
21683.4.2按键模块 16
38013.5电源模块 17
29738第四章系统软件设计 19
69844.1主程序设计 19
80474.2电压采集、还原及总谐波失真值计算程序设计 19
272404.3显示及语音播报程序设计 21
30560第五章系统调试 24
27200第六章设计总结 1
23028参考文献 2
12495附录 3
6604致谢 8
闽南理工学院本科毕业设计
第一章绪论
1.1研究背景
运算放大器作为电子电路的基础单元，是各种产品能否正常运行的重要组成部分，其能否正常实现放大功能并且不产生失真是与日常生活息息相关的。在时代的发展中，对于放大电路的学习是每个电子专业所必备的课程。三极管放大电路的研究在教育方面体现出了着尤其重要的角色，只有在研究了最基础的放大电路会出现的各种状态，才能更进一步的去研究放大器在生活中的实际应用[1]。随着信息的发展，科技的进步，人们在对单片机的使用上已经十分广泛，单片机技术在如今已经比较成熟，利用单片机来设计一个具有能切换各种失真波形的放大器非线性失真研究装置成为研究的课题。
在现如今许多的实际的电子电路的系统里，都或多或少存在着某种类型的放大电路[2]。放大电路是在电子技术领域中随着时代发展所产生的，在现实中放大电路的应用是随处存在的，并且在日常生活中有日益广泛的应用。
1.2研究目的及意义
现如今的社会由于科技的高速发展，正处于从工业化的时代跨进现代化、信息化的时代，这种转变对于当今的社会是一种好的趋向，也是当今社会进步所必然产生的，并且这种向着更好的发展所产生的转变也间接的代表了如今社会的科技一直在向着更好的方向前进。而在如今的日常生活中，伴随着人们消费水平的提高，人们对提升生活水平的高科技的产品需求也越来越多，由于对美好生活的向往使得对于更加有科技感的产品研究越来越受到人们的重视[3]。
现今对于放大器及其失真处理都已经有了相对比较成熟的设计方法，在教学方面已经有很多的放大器教学仪器，目前已知绝大多数的放大器失真的教学研究是通过一些阻容元器件按照设定的数值规格并通过替换阻容元器件来实现对于各种失真的波形的切换[4]。随着如今科技的快速发展，对于高效学习的要求也在不断的进行改进和提高。并且由于老旧的产生和测量波形的方法必须要通过学生电源和示波器等大型设备，在这个信息快速发展的时代使得人们的日常生活趋向数字化、高效化，老旧的教学方法显得过于笨重。为了适应新时代的教学要求，使用操作简单、价格便宜的放大器非线性失真装