基于51單片機(jī)的程控放大器設(shè)計(jì)

1、電氣學(xué)科大類 2009 級(jí)單片機(jī)課程設(shè) 計(jì) 報(bào) 告姓 名 蔡玲瓏 學(xué)號(hào)專業(yè)班號(hào) 電氣提高班 指導(dǎo)教師 楊風(fēng)開 日 期 2012年3月 實(shí)驗(yàn)成績(jī) 評(píng) 閱 人 摘要本設(shè)計(jì)主要以CD4051模擬開關(guān)以及所連的電阻網(wǎng)絡(luò)作為核心，利用SST89C51單片機(jī)控制所選A/D的電阻網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，同時(shí)編寫峰值檢測(cè)軟件對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行峰值檢測(cè)并以此為依據(jù)來控制正弦波的放大倍數(shù)，最后利用液晶顯示器將其顯示出來。經(jīng)過實(shí)際測(cè)量，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)通頻為0Hz1.5KHz，放大倍數(shù)為0.965的無失真的自動(dòng)波形放大器。關(guān)鍵詞:SST89C51單片機(jī) 液晶顯示器 放大器 TLC549目錄摘要-2一 設(shè)計(jì)要求-41.1程控放大器的作用

2、-41.2程控放大器的原理-41.3課題要求-5二 實(shí)驗(yàn)方案及論證-5三 單元電路分析與實(shí)現(xiàn)- -63.1引腳特性說明-63.2 A/D轉(zhuǎn)換電路-73.3控制顯示電路-83.4峰值檢測(cè)電路設(shè)計(jì)- -113.5實(shí)驗(yàn)硬件圖- -11 四 軟件分析-124.1編程排序-124.2倍數(shù)與引腳對(duì)應(yīng)-124.3峰值檢測(cè)-134.4液晶顯示-134.5對(duì)TLC549進(jìn)行操作-154.6主程序流程分析-15五 實(shí)驗(yàn)仿真處理及結(jié)果分析-16六 實(shí)驗(yàn)總結(jié)- -21七 參考文獻(xiàn)- -22附錄-23 一. 設(shè)計(jì)要求.1.1程控放大器的作用在信號(hào)調(diào)理電路中，必須將輸出信號(hào)調(diào)理在適當(dāng)水平。比如一個(gè)正弦交流信號(hào)，要連接到A

3、/D轉(zhuǎn)換器件進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器件的參考電壓為5V時(shí)，交流信號(hào)的幅值應(yīng)調(diào)節(jié)到小于并接近于2.5V的水平，以提高A/D轉(zhuǎn)換器件精度的利用率。被測(cè)交流信號(hào)一般為正負(fù)交替的電壓信號(hào)，需經(jīng)電壓提升電路，將被測(cè)電壓信號(hào)中疊加一個(gè)直流分量后，輸出電壓在05V之間，如圖1.1.1所示：圖1.1.1 適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘?hào)幅值如果輸出信號(hào)的幅值過大，超出A/D器件的基準(zhǔn)電壓，顯然不能得到正確的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果；如果輸出信號(hào)幅值過小，則不能充分發(fā)揮A/D轉(zhuǎn)換器件精度，即不能充分利用A/D轉(zhuǎn)換器件的位數(shù)。因此有必要將輸出信號(hào)調(diào)理到05V之間，并且盡可能接近邊界。當(dāng)原始被測(cè)信號(hào)的幅值變化較大時(shí)，如果采用固定增益的信

4、號(hào)調(diào)理電路，則不能自動(dòng)根據(jù)原始被測(cè)信號(hào)的變化調(diào)整增益（放大倍數(shù)）。采用程控放大器，利用DSP實(shí)現(xiàn)增益的智能調(diào)節(jié)，則可以根據(jù)信號(hào)幅值的變化自動(dòng)調(diào)整放大倍數(shù)。1.2程控放大器的原理程控放大器利用選通開關(guān)，控制放大器的反饋電阻阻值，實(shí)現(xiàn)改變放大倍數(shù)的原理工作，其基本原理如圖1.2.1所示。 （a）多選一開關(guān)控制 （b）一對(duì)一開關(guān)控制圖1.2.1開關(guān)組合控制放大倍數(shù)利用數(shù)模開關(guān)選通不同的開關(guān)通道，通過反饋電阻的搭配可以實(shí)現(xiàn)多種數(shù)值的放大。采用圖1.2.1（a）所示的電路，只能進(jìn)行較為簡(jiǎn)單的放大倍數(shù)控制。采用圖1.2.1（b）所示的電路，放大器的放大倍數(shù)調(diào)整更靈活，只是編程也要復(fù)雜一些。實(shí)驗(yàn)中的選通電路

5、原理如下圖1.2.2所示。圖1.2.2 程控放大器實(shí)驗(yàn)原理圖本實(shí)驗(yàn)的控制電路采用8選1模擬開關(guān)器件CD4051作為放大器反饋電阻選擇開關(guān)。1.3課題要求a.按照?qǐng)D1.2.2所示，在面包板上自行搭接放大器電路，并與實(shí)驗(yàn)箱上的A/D轉(zhuǎn)換器件及單片機(jī)連接；b.自行編程實(shí)現(xiàn)程控放大的功能；c.按照?qǐng)D1.2.1(b)所示的電路原理，利用兩片模擬開關(guān)器件CD4051，自行搭接程控放大器實(shí)驗(yàn)電路，并編程實(shí)現(xiàn)程控放大功能。二. 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)及論證由于本實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)采用8選1模擬開關(guān)器件CD4051作為放大器反饋電阻選擇開關(guān)，并且也指定了相應(yīng)的阻值。所以不能用步進(jìn)放大的方式來對(duì)放大器進(jìn)行操作。同時(shí)由于實(shí)驗(yàn)中要求采

6、用兩塊CD4051，通過兩兩電阻并聯(lián)一共可得32種放大倍數(shù)。由于該32種放大倍數(shù)并無太多規(guī)律可循，所以弄清所有組合并對(duì)應(yīng)單片機(jī)芯片的引腳變化是很重要的。先采取合適算法先將CD4051電阻組合一一列出并與芯片引腳相對(duì)應(yīng)。具體可參考附錄一。此外，利用TLC549進(jìn)行峰值檢測(cè)處理時(shí)需要對(duì)TLC549有一定了解：TLC549是 TI公司生產(chǎn)的一種低價(jià)位、高性能的8位 A/D轉(zhuǎn)換器，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于 17us，最大轉(zhuǎn)換速率為 40000HZ，4MHZ典型內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，電源為 3V至 6V。它能方便地采用三線串行接口方式與各種微處理器連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測(cè)控應(yīng)

7、用系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)過程中，通過TLC549獲取輸入信號(hào)的峰值，從而可以反饋給單片機(jī)一個(gè)最合適的放大倍數(shù)，使放大后峰峰值接近5V。放大倍數(shù)通過單片機(jī)又發(fā)送給液晶屏，在液晶屏上顯示放大倍數(shù)。本次實(shí)驗(yàn)采用的液晶屏為字符型液晶顯示模塊。具體型號(hào)為SMC1602該液晶模塊采用HD44780驅(qū)動(dòng)芯片，可兼容性強(qiáng)。該液晶屏驅(qū)動(dòng)程序于單片機(jī)課程學(xué)習(xí)中已經(jīng)給出，可顯示192種字符160個(gè)5*7點(diǎn)陣字符和32個(gè)5*10點(diǎn)陣字符，這些字符的代碼均與標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼大部分兼容。所以對(duì)于字符對(duì)應(yīng)和輸出相當(dāng)有幫助。實(shí)驗(yàn)總體方案是以單片機(jī)SST89C51控制為核心，液晶模塊和A/D芯片與單片機(jī)結(jié)合參與工作，實(shí)現(xiàn)波形自動(dòng)放大以及放

8、大倍數(shù)的顯示。系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。該方案的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了軟件與硬件相結(jié)合的控制方式，設(shè)置參數(shù)較為方便，可以實(shí)現(xiàn)倍數(shù)的快速自動(dòng)調(diào)節(jié)，誤差也較小，并且通過液晶顯示器將其顯示出來。利用軟件部分省去了峰值檢測(cè)部分的繁瑣設(shè)計(jì)，大大簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)方案。圖2.1總體方案設(shè)計(jì)三. 單元電路分析與實(shí)現(xiàn)。3.1首先對(duì)實(shí)驗(yàn)中用到的一些芯片特性進(jìn)行說明。在實(shí)驗(yàn)中要用到單片機(jī)的部分引腳。本實(shí)驗(yàn)選用P1.0，P1.1，P1.2來控制第一塊CD4051；P2.0,P2.1,P2.2來控制第二塊CD4051。實(shí)驗(yàn)接線圖如下圖3.1.1所示：圖3.1.1單片機(jī)與CD4051接線圖單片機(jī)與液晶顯示器接線圖如下圖3.1.2：圖3.1

9、.2單片機(jī)與液晶顯示器接線圖3.2 A/D轉(zhuǎn)換電路 本系統(tǒng)采用TLC549作為A/D轉(zhuǎn)換芯片。下面介紹其一些基本特性。TLC549是 TI公司生產(chǎn)的一種低價(jià)位、高性能的8位 A/D轉(zhuǎn)換器，它以8位開關(guān)電容逐次逼近的方法實(shí)現(xiàn) A/D轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換速度小于 17us，最大轉(zhuǎn)換速率為 40000HZ，4MHZ典型內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘，電源為 3V至 6V。它能方便地采用三線串行接口方式與各種微處理器連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)。 編輯本段二、TLC549 引腳圖及各引腳功能TLC549引腳圖如下圖3.2.1所示：圖3.2.1TLC549引腳圖其各引腳說明如下：REF+： 正基準(zhǔn)電壓輸入 2.5VREF+V

10、cc+0.1。 REF： 負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端，-0.1VREF-2.5V。且要求：（REF+）（REF-）1V。 VCC： 系統(tǒng)電源3VVcc6V。 GND： 接地端。 /CS： 芯片選擇輸入端，要求輸入高電平 VIN2V，輸入低電平 VIN0.8V。 DATA OUT：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)串行輸出端，與 TTL 電平兼容，輸出時(shí)高位在前，低位在后。 ANALOGIN：模擬信號(hào)輸入端，0ANALOGINVcc，當(dāng) ANALOGINREF+電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果為全“1”(0FFH)，ANALOGINREF-電壓時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果為全“0”(00H)。 I/O CLOCK：外接輸入/輸出時(shí)鐘輸入端，同于同步芯片的輸入

11、輸出操作，無需與芯片內(nèi)部系統(tǒng)時(shí)鐘同步實(shí)驗(yàn)測(cè)試時(shí)，TLC549接線圖如下圖3.2.2所示：圖3.2.2TLC549接線圖3.3控制顯示電路本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)最小控制系統(tǒng)，顯示部分采用LCD1602液晶顯示。本節(jié)重點(diǎn)介紹LCD1602的基本用法。1、LCD1602液晶簡(jiǎn)介及系統(tǒng)的硬件原理圖1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，各引腳功能圖如表3.2所示。表3311VSS地電源2VDD5V正電源3V0液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度4RS寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄

12、存器5RW讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)6E使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令714D0D78位雙向數(shù)據(jù)線1516空腳1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表3.3所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到

13、字母“A”。表3-32 CGROM和CGRAM中字符代碼與字符圖形對(duì)應(yīng)關(guān)系 高 位低 位00000010001101000101011001111010101111001101111011110000CGRAM(1)0Pp一P0001(2)!1AQaqq0010(3)2BRbr川0011(4)#3CScs0100(5)$4DTdt0101(6)%5EUeu0110(7)&6FVfv0111(8)7GWgw1000(1)(8HXhx1001(2)9IYiy-11010(3)*:JZjzj千1011(4)+;Kkx萬1100(5),Nn1111(8)/?O_o2、1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有1

14、1條控制指令，如表3-3-3所示。它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 1/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光R/L：1向右移動(dòng)

15、；0向左移動(dòng)。指令6：功能設(shè)置命令 DL高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置指令8：DDRAM地址設(shè)置指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)指令11：讀數(shù)據(jù)表3-3-3 1602液晶模塊的控制指令液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字

16、符，表2-4是DM-162的內(nèi)部顯示地址。表3-3-4 DM-162的內(nèi)部顯示地址1234567891011121314151600H01H02H03H04H05H06H07H08H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH40H41H42H43H44H45H46H47H48H49H4AH4BH4CH4DH4EH4FH比如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是B（40H)+B(80H)=B(C0H)。3.4峰值檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前，我通過查閱相關(guān)資料，

17、進(jìn)行了一個(gè)峰值檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)，電路如下圖3.4所示：圖3.4峰值檢測(cè)電路該電路在低頻情況下能夠檢測(cè)出信號(hào)的峰峰值，但進(jìn)入高頻后，檢測(cè)結(jié)果誤差很大，這可以通過后面的仿真來看出，所以經(jīng)過一番取舍，我最后放棄了這種方案。3.5實(shí)驗(yàn)硬件圖 實(shí)驗(yàn)最后硬件效果圖如圖3.5所示：圖3.5實(shí)驗(yàn)硬件圖四. 軟件分析本實(shí)驗(yàn)中需要利用軟件解決兩個(gè)問題，兩塊CD4051選通放大倍數(shù)組合情況的分析排序以及對(duì)應(yīng)單片機(jī)引腳的編碼設(shè)計(jì)。4.1編程排序4.1.1合并所有組合利用C+編程實(shí)現(xiàn)了所有放大倍數(shù)的組合。以下是該程序的示例：通過以上程序，能夠?qū)崿F(xiàn)將所有的兩兩組合的放大倍數(shù)情況全部包含于數(shù)組C64中，當(dāng)然這個(gè)數(shù)組現(xiàn)在是雜亂

18、無章并且有很多重復(fù)倍數(shù)的。那么接下來就需要進(jìn)行第二步排序。4.1.2合并及排序通過對(duì)C64進(jìn)行排序處理，可以得到放大倍數(shù)從小到大有順序的所有放大倍數(shù)組合。程序示例如下：上面是一個(gè)簡(jiǎn)單的排序算法，但能夠很巧妙的將所有的放大倍數(shù)從小到大一一列出。僅僅獲得所有的放大倍數(shù)顯然是不夠的，必須與單片機(jī)相應(yīng)引腳對(duì)應(yīng)起來并通過控制CD4051的選通來實(shí)現(xiàn)這些放大倍數(shù)才能達(dá)到實(shí)驗(yàn)自動(dòng)放大的要求。4.2倍數(shù)與引腳對(duì)應(yīng) 本實(shí)驗(yàn)選用P1.0，P1.1，P1.2來控制第一塊CD4051；P2.0,P2.1,P2.2來控制第二塊CD4051。由上述硬件分析我們可以知道CD4051引腳關(guān)系圖。通過對(duì)比每塊CD4051的放大

19、倍數(shù)以及兩塊組合的放大倍數(shù)我們可以將引腳關(guān)系也按與放大倍數(shù)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系來一一對(duì)應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)采用的做法是創(chuàng)建兩個(gè)一維數(shù)組， floatB36=0.5,0.6,0.6667,0.7297,0.75,0.7674,0.8361,0.8571,0.8718,0.9091,0.9643,1,1.0313,1.1489,1.1591,1.2289,1.2453,1.3044,1.35,1.4366,1.485,1.5455,1.65,1.6667,1.7654,1.9326,2.0036,2.126,2.2218,2.4812,2.55,2.9143,3.3775,3.4,4.0476,5;intC36=7

20、7,76,75,74,66,73,72,65,71,70,64,55,63,54,62,61,53,60,44,52,43,51,33,50,42,41,32,40,31,30,22,21,20,11,10,0;對(duì)C數(shù)組進(jìn)行十位以及個(gè)位的處理就可以得到相應(yīng)引腳數(shù)值，具體程序如下所示：將P1.0，P1.1，P1.2對(duì)應(yīng)于d；P2.0，P2.1，P2.2對(duì)應(yīng)于e就可以得到相應(yīng)的放大倍數(shù)?，F(xiàn)在的問題是如何確定最開始需要的放大倍數(shù)以及對(duì)此放大倍數(shù)做怎樣的處理。4.3峰值檢測(cè) 在進(jìn)行峰值檢測(cè)前我曾設(shè)想過兩種方案，一種是通過硬件設(shè)計(jì)，這在前面已經(jīng)提過，另外一種就是軟件檢測(cè)了。通過對(duì)所接入信號(hào)進(jìn)行不斷采樣并

21、與前述信號(hào)進(jìn)行比較得出峰峰值，并且在TLC549基準(zhǔn)電壓下將其轉(zhuǎn)換為char型數(shù)據(jù)，這樣通過與5V所對(duì)應(yīng)的char型數(shù)據(jù)（255）比較可以得出放大的最大倍數(shù)。具體程序如下：4.4液晶顯示 液晶顯示的目的是反映放大倍數(shù)，這樣可以對(duì)原輸入信號(hào)有一個(gè)清晰的了解。液晶編寫需要對(duì)其驅(qū)動(dòng)程序接口有比較完整的認(rèn)識(shí)。液晶驅(qū)動(dòng)程序流程圖如下圖4.4.1所示：圖4.4.1液晶驅(qū)動(dòng)程序流程圖 依據(jù)上述讀寫操作即可對(duì)液晶（LCD）進(jìn)行讀寫。實(shí)驗(yàn)中對(duì)液晶操作的讀寫程序如下圖4.4.2和4.4.3：圖4.4.2LCD讀函數(shù)圖4.4.3LCD寫函數(shù)4.5對(duì)TLC549進(jìn)行操作TLC549為CMOS8位開關(guān)電容逐次逼近A/D

22、轉(zhuǎn)換器。與處理器或外圍設(shè)備連接采用SPI串行總線方式，包括一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端（DO）和個(gè)控制輸入端：輸入/輸出時(shí)鐘（CLK）和芯片選擇（CS）輸入作為數(shù)據(jù)控制，其最高CLK輸入頻率為1.1MHz。TLC549引腳接線已在硬件部分介紹。對(duì)于其讀寫程序應(yīng)嚴(yán)格按時(shí)序圖來進(jìn)行處理。當(dāng)在頭文件進(jìn)行完整分析后，主程序?qū)LC549進(jìn)行操作就很簡(jiǎn)單了。4.6主程序流程分析 首先是對(duì)頭文件進(jìn)行包含以及對(duì)變量和部分函數(shù)進(jìn)行聲明。如下圖4.6.1圖4.6.1頭文件和變量聲明接下來就按照上面的分析對(duì)程序進(jìn)行處理，先進(jìn)行初始化：圖4.6.2LCD初始化函數(shù)主體處理部分如下圖示，與前述介紹流程圖基本一致：圖4.6.3主函數(shù)

23、處理五. 實(shí)驗(yàn)仿真處理及結(jié)果分析首先是對(duì)峰值檢測(cè)電路進(jìn)行仿真，仿真的頻率特性如下圖5.1所示： 圖5.1峰值檢測(cè)電路頻率特性從仿真可以看到，對(duì)于低頻部分峰值 檢測(cè)電路效果很好，但對(duì)于高頻檢測(cè)部分其效果并不佳，這也是為什么我最后舍棄這種方法的原因。本實(shí)驗(yàn)采用LM324作為放大電路對(duì)實(shí)驗(yàn)放大電路部分進(jìn)行仿真分析如圖5.2：圖5.2LM324頻率特性測(cè)試結(jié)果由于LM324頻率特性較好，不會(huì)對(duì)電路造成太大影響，并且LM324在電源電壓為3到32V均可正常工作，而單片機(jī)開發(fā)板上最大只能提供5V電壓，所以實(shí)驗(yàn)采用LM324作為放大芯片是非常合適的。實(shí)驗(yàn)測(cè)試中需要用到示波器與信號(hào)源，所以在測(cè)試過程中，我通過

24、protues搭建了一個(gè)模擬的單片機(jī)仿真圖。具體如下圖5.3所示：圖5.3實(shí)驗(yàn)測(cè)試開發(fā)板仿真圖通過多次測(cè)試，該開發(fā)板與實(shí)際所以單片機(jī)開發(fā)板基本吻合。對(duì)于程序調(diào)試和聯(lián)合仿真起了很大作用。下圖5.4是進(jìn)行仿真實(shí)時(shí)圖：圖5.4a實(shí)時(shí)仿真圖圖5.4b波形顯示情況通過一系列測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果所能放大的倍數(shù)范圍以及頻率范圍如下表所示：最低最高放大倍數(shù) 0.96 5 頻率范圍 0Hz 1500Hz由于測(cè)試范圍TLC549參考電壓為5V,單片機(jī)內(nèi)部會(huì)議2.5V左右的直流偏置，考慮到TLC549供電電壓為5V，所以其放大最小倍數(shù)約為1倍。仿真示波器圖形如下圖5.5.1所示：圖5.5.1最小放大倍數(shù)檢測(cè)最大

25、放大倍數(shù)由于收到反饋電阻的影響，故最大放大倍數(shù)為5倍，仿真顯示如下圖5.5.2所示：圖5.5.2最大放大倍數(shù)檢測(cè)在進(jìn)行頻率測(cè)試時(shí)，當(dāng)輸入直流電壓時(shí)，仍能正常工作，故最低頻率特性為0Hz。仿真結(jié)果如下圖5.5.3所示：圖5.5.3最小頻率特性檢測(cè)最大頻率特性檢測(cè)如下圖5.5.4所示：圖5.5.4最大頻率檢測(cè)電路造成這種結(jié)果的原因是利用軟件進(jìn)行峰值檢測(cè)，其頻率特性也收到了很大限制，如單片機(jī)處理速度，TLC549采樣速度等。六. 實(shí)驗(yàn)總結(jié)通過一個(gè)多星期的課程設(shè)計(jì)，從選題到查資料，從完善原理圖到寫報(bào)告文檔，讓我明白了課程設(shè)計(jì)是名副其實(shí)的綜合性訓(xùn)練，不僅要運(yùn)用學(xué)過的數(shù)字電路、單片機(jī)及匯編原理等知識(shí)，還要

26、學(xué)會(huì)查閱各種圖書資料和工具書，并將新知識(shí)和所學(xué)的結(jié)合起來為自己所用。進(jìn)一步熟練使用Proteus仿真軟件，加強(qiáng)了工程繪圖的能力，也提高了動(dòng)手能力。在設(shè)計(jì)中遇到一些困難和問題，在向老師請(qǐng)教和與同學(xué)的討論中，解決了問題，覺得很有收獲。這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，我遇到過許多次失敗的考驗(yàn)，就比如，自己對(duì)實(shí)際生活中的交通秩序的不了解給整個(gè)設(shè)計(jì)帶來的困擾，連東南西北四個(gè)方向紅綠燈之間的關(guān)系都沒搞清楚，這是對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中小細(xì)節(jié)的忽略。不僅補(bǔ)學(xué)了生活中的小常識(shí)，還讓我明白了，生活中的點(diǎn)滴也蘊(yùn)藏著知識(shí)，我們不僅要學(xué)習(xí)書本上的知識(shí)，也要去發(fā)現(xiàn)身邊的學(xué)問。值得一提的是，通過單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對(duì)單片機(jī)理論的理解，還學(xué)會(huì)

27、了將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去。上學(xué)期學(xué)習(xí)單片機(jī)的課時(shí)不多，對(duì)單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)掌握的深度不夠，但通過此次課程設(shè)計(jì)，理論水平明顯地提高了了，并且對(duì)于硬件電路的工作原理有了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，有了一定的掌握；軟件方面，在程序的設(shè)計(jì)、程序的調(diào)試方面都有了很大的進(jìn)步。另外在編程中出現(xiàn)問題時(shí)，一定要戒驕戒躁，腳踏實(shí)地，認(rèn)真看書，仔細(xì)分析，仔細(xì)調(diào)試，就一定會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。我在這一設(shè)計(jì)過程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過程，也好比是我們的成長(zhǎng)歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。七. 參考文獻(xiàn)1.謝自美電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試(第二版) 華中

28、理工大學(xué)出版社， 20002.王俊杰, 黃心漢. 程控增益放大器和自動(dòng)調(diào)整增益放大器的設(shè)計(jì)J . 電子技術(shù)應(yīng)用, 1998 , (5) : 5051.3.華中科技大學(xué)電工電子科技創(chuàng)新中心組.SST單片機(jī)實(shí)踐教程 .華中科技大學(xué)出版社，20104.何立民. MCS - 51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M . 北京;航空航天大學(xué)出版社,1990.附錄1.數(shù)組合并測(cè)試程序#includeusing namespace std;int main() int i,j; float k; float C72; float A8=1,1.5,2,2.7,3.3,5.1,6.8,10; float B8=1,1.

29、5,2,2.7,3.3,5.1,6.8,10; for(i=0;i8;i+) for(j=0;j8;j+) Ci*8+j+1=Ai*Bj/(Ai+Bj); coutC64endl; for(i=0;i8;i+) Ci+65=Ai; coutC72endl; for(i=0;i72;i+) for(j=0;jCj+1) k=Cj; Cj=Cj+1; Cj+1=k; for(i=1;i=72;i+) coutCi ; system(pause); 附錄2.數(shù)組排序測(cè)試源程序#includeusing namespace std;int i,b,c,d,e;float a;int geti(floa

30、t c36,float a) if(a=c35) for(i=0;cia; b=geti(B,a); c=getjk(C,b); d=c/10; e=c%10; coutbendlcendldendle0;j-);char geti(float c36,float a) if(a=c35) for(i=0;civolmax) volmax=vol; float code Amp36=0.5,0.6,0.6667,0.7297,0.75,0.7674,0.8361,0.8571,0.8718,0.9091,0.9643,1,1.0313,1.1489,1.1591,1.2289,1.2453,1.3044,1.35,1.4366,1.485,1.5455,1.65,1.6667,1.7654,1.9326,2.0036,2.12