課程設(shè)計多路數(shù)據(jù)巡回檢測與顯示電路的設(shè)計

1、 多路數(shù)據(jù)巡回檢測與顯示電路的設(shè)計 題 目 多路數(shù)據(jù)巡回檢測與顯示姓 名 學(xué) 號 所在學(xué)院 武漢工業(yè)學(xué)院年級專業(yè) 10級電氣信息類指導(dǎo)老師 完成時間2012年 6 月 11 日1多路數(shù)據(jù)巡回檢測與顯示電路的設(shè)計 多路數(shù)據(jù)巡回檢測與顯示電路的設(shè)計摘要：自動化工業(yè)生產(chǎn)或大型設(shè)備（如激光器）中，經(jīng)常需要對生產(chǎn)過程或運行狀態(tài)的各種工作參數(shù)實時進(jìn)行巡回檢測、監(jiān)視并報警，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。本實驗要求設(shè)計并調(diào)試多路數(shù)據(jù)巡回檢測、顯示與報警電路。 我們要監(jiān)測的信號是濃度，濕度，氣壓等模擬信號，為了能讓這些信號被檢 測,且要讓不能處理模擬信號的計算機(jī)去處理，所以有必要將其都轉(zhuǎn)化成數(shù)字信 號， 否則不能實現(xiàn)

2、現(xiàn)場的自動監(jiān)測與控制。 因此如何將這類模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量, 而且實現(xiàn)多通道的自動采集成為整個系統(tǒng)的設(shè)計關(guān)鍵。 關(guān)鍵詞：多路，自動化，巡回監(jiān)測，報警，顯示data circuit to detect and display circuit designabstract: automation of industrial production or large-scale equipment such as lasers, often requires the production process or operational status of various operating paramet

3、ers in real time circuit detection, monitoring and alarm to ensure system stability and reliability. the experimental design and debugging of multi-channel data circuit detection, display and alarm circuit.we want to monitor the signal concentration, humidity, pressure and other analog signals, in o

4、rder to allow these signals to be detected, and let not handle analog signal the computer to deal with, it is necessary to be converted into digital signals, it can not be achieved on-siteautomatic monitoring and control. therefore, how will this type of analog converted to digital, and multi-channe

5、l automatic acquisition to become the key to the overall system design.key words: multi-channel, automated, roving monitoring, alarm, display目 錄摘要iabstractii第一章 緒論11.1 課程設(shè)計的目的11.2 課程設(shè)計的指標(biāo)11.3 課程設(shè)計的原理1第二章 設(shè)計原理圖2第三章 系統(tǒng)單元電路33.1 溫度傳感器33.2 比較電路43.3 報警電路63.4 模擬開關(guān)電路6 3.5 a/d轉(zhuǎn)換73.6 s/h電路93.7 d/a轉(zhuǎn)換103.8顯示電路1

6、1第四章 總結(jié)12ii第1章 緒論1.1課程設(shè)計的目的（1） 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計是數(shù)字電子技術(shù)課程的實踐環(huán)節(jié)， 學(xué)生根據(jù)某一 課題技術(shù)指標(biāo)或邏輯功能的要求，進(jìn)行電路設(shè)計，工程估算，實驗測試與調(diào)整， 并寫出實驗總結(jié)報告。 （2）通過電路綜合性實踐訓(xùn)練，達(dá)到深化所學(xué)的理論知識，掌握一般電路的 分析方法， 增強(qiáng)獨立分析問題與解決問題的能力。 通過課程設(shè)計使學(xué)生初步具有 分析、尋找和排除電子電路中常見故障的能力。 （3） 通過課程設(shè)計讓學(xué)生掌握采用 ewb 電路仿真設(shè)計軟件的基本方法， 并能 熟練利用 ewb 軟件設(shè)計一個電子技術(shù)綜合問題， 并在實驗板上成功下載， 為以后 進(jìn)行工程實際問題的研究打下

7、設(shè)計基礎(chǔ)。 （4） 培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度和科學(xué)作風(fēng)， 為今后從事電子行業(yè)打下堅 實的基礎(chǔ)。 軟件開發(fā)環(huán)境描述1.2課程設(shè)計的技術(shù)指標(biāo)（1） 、設(shè)計、調(diào)試、仿真多路數(shù)據(jù)循環(huán)監(jiān)測、顯示與報警電路。（2） 、多路（兩路）數(shù)據(jù)為模擬信號，是兩路可變電阻上的直流電壓(vdc)。（3） 、正常直流電壓：vdc=1.53.5，當(dāng) vdc30時，報警（發(fā)光顯示）；當(dāng)t24時，報警（發(fā)光顯示）。2、正常直流電壓：udc=1.53.5v，當(dāng)udcur1時u01為高電平，而 uiur2時， u02為高電平。放大比較電路來自電容傳感器電路的變化直流信號送入a2放大器放大，a2的正端電壓通過a3被r18和r20分

8、壓，a2的反向端直接接至vr2電位器中點，調(diào)節(jié)vr2電位器中點可改變a2反向端的電位，也就是改變a2的輸出電壓。來自電容傳感器電路的變化直流信號電壓和vr2電位器中點的直流電壓疊加到a2的反向端，通過a2線性放大后，a2輸出變化的直流電壓，調(diào)節(jié)電位器vr2中點電壓實際就是改變電容探頭離鋼板的實際探測距離。a2輸出電壓一路接a4的正向輸入端，另一路接a5的反向輸入端，調(diào)節(jié)vr3電位器中點電壓，可同時改變a4的反向電壓和a5的正向電壓，d5起箝位電壓作用。當(dāng)a2輸出電壓跌落至d5箝位電壓時，a4和a5之間無輸出電壓。當(dāng)a2輸出電壓大于a4反向端電壓時，a4輸出高電平，d6發(fā)光二極管點亮；當(dāng)a2輸出

9、電壓小于a5正向輸出電壓時，a5輸出高電平，d7發(fā)光二極管點亮，指示電容探頭升高或降低。當(dāng)手動自動開關(guān)閉合時，a4和a5的電壓能通過模擬開關(guān)m傳輸?shù)絛8和d9，以驅(qū)動后續(xù)的光耦電路。3.3報警電路 上圖簡單的低電壓報警電路，當(dāng)輸入為為低電平時，報警裝置報警。3.4模擬開關(guān)電路3.5 a/d轉(zhuǎn)換本次電路設(shè)計中a/d轉(zhuǎn)換運用逐次比較式單片集成芯片adc0801系列 adc08010805型為美國national semicondator公司產(chǎn)品，是當(dāng)前較流行的中速廉價型產(chǎn)品之一。由于它具有三態(tài)輸出鎖存器，可直接驅(qū)動數(shù)據(jù)總線，因而可直接與微處理器接口。此外，模擬輸入采用差分輸入方式，能量大限度抑制共

10、模噪聲。其主要特性如下：分辨率：8位；轉(zhuǎn)換時間：100非線性誤差： 片內(nèi)有時鐘產(chǎn)生器；電源電壓：單+5v供電；模擬輸入電壓范圍：0+5v；模擬輸入通道數(shù)：單通道；低功耗：典型電源電流1.5ma。引腳圖如下adc08010805構(gòu)成的自激式ad轉(zhuǎn)換電路 adc08010805提供兩個信號輸入端vin（+）和vin（-）。當(dāng)輸入信號為 （0umax)時vin（-）接地 ， vin（+）接umax；當(dāng)輸入信號為 （uminumax)時vin（-）接umin ， vin（+）接umax。 轉(zhuǎn)換器的零點無需調(diào)整，而輸入電壓的范圍可以通過調(diào)整vref/2端的電壓加以改變， vref/2端的電壓值應(yīng)是輸入電

11、壓范圍的1/2。例如：輸入電壓范圍是0.5v到3.5v時, vref/2端應(yīng)加強(qiáng)1.5v。當(dāng)輸入電壓是0至+5v時， vref/2端無需加任何電壓（浮空即可），而由內(nèi)部供電電源分壓得到。 / cs是片選端，/wr是控制芯片啟動的輸入端，當(dāng)/cs和/wr同時有效時，便啟動轉(zhuǎn)換。/intr是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出端，輸出跳轉(zhuǎn)低電平表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可作為中斷或查詢信號。如果將 /cs接地， /wr端與 /intr端相連，則adc080x就處于自動循環(huán)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。 /rd為轉(zhuǎn)換結(jié)果讀出控制端，當(dāng) /cs和 /rd端同時有效時，輸出數(shù)據(jù)鎖存器 db0db7提供8位并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出，同時使 /intr復(fù)位

12、。 3.6取樣/保持（s/h）電路 在a/d轉(zhuǎn)換前需要將模擬信號變換成能直接滿足a/d變換要求的信號電平輸入方式。為了減小動態(tài)數(shù)據(jù)的測量誤差，對于快速變化的輸入信號，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中往往設(shè)置s/h電路，以防止采樣過程中信號發(fā)生變化。因此，多路開關(guān)、s/h電路是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)前向通道中的一個重要環(huán)節(jié)。 此外，轉(zhuǎn)換電路中是否一定要使用s/h器，這完全取決于輸入信號的頻率，對于快速變化的信號，必須在a/d前加s/h電路；對于一般非快速變化的輸入信號，可以不使用s/h器。 目前s/h電路大多為集成芯片，最常用的有l(wèi)f198/lf298/lf398和ad582。由lf198組成的采樣保持電路 lf198是單

13、塊集成采樣保持電路，其中利用高電壓離子場效應(yīng)晶體管技術(shù)獲得超高壓直流精度與快速采集的信號和低下降速率。lf198非常適合各種各樣的采樣保持的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)采集、a/d轉(zhuǎn)換、同步解調(diào)和自動測試裝置。1) 工作電壓范圍為士518v;2) 捕獲時間 los；3) ttl、pmos和cmos兼容邏輯輸入;4) 保持級在ch=0.o1f時，為0.5mv（典型值）；5) 低輸入偏移；6) 增益精度為0. 002%；7) 低噪聲的輸出模式；8) 采樣或保持高抑制比；9) 寬帶寬。 3.7 d/a轉(zhuǎn)換 本轉(zhuǎn)換電路采用dac0808芯片 （下圖為引腳圖） 由dac0808組成的轉(zhuǎn)換電路圖3.8顯示電路基74hc164組成的顯示電路第4章 結(jié)語本次電子課程設(shè)計使我懂得了自己動手在實驗性技術(shù)學(xué)科的重要性，同時也學(xué)到了很多東西，也運用了一些課本上的知識，是無形的知識