斬波放大器畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在電子電路設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要放大微弱的直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)。普通的集成運(yùn)算放大器在放大信號(hào)的同時(shí)由于受溫度變化、電源電壓不穩(wěn)等因素的影響，將出現(xiàn)電路輸出端電壓偏離原固定值而上下漂動(dòng)的現(xiàn)象，即零點(diǎn)漂移，該現(xiàn)象隨放大器的放大倍數(shù)的增大會(huì)更加明顯。因此，提高放大倍數(shù)、降低零點(diǎn)漂移是工程實(shí)踐中需要解決的主要矛盾。而運(yùn)用斬波穩(wěn)零放大

2、電路即能很好的解決以上問題。</p><p>　　文章將重點(diǎn)研究如何使用“斬波穩(wěn)零技術(shù)”設(shè)計(jì)一基本斬波放大器，來解決抑制溫漂和放大微弱信號(hào)的問題。并且，文章還將運(yùn)用單片機(jī)、數(shù)電知識(shí)實(shí)現(xiàn)多路放大信數(shù)的任意選擇的功能以及放大倍數(shù)的顯示功能。該設(shè)計(jì)主要由兩大部分組成，第一部分為斬波放大電路，由多諧振蕩器、電子開關(guān)、主放大器、有源濾波器構(gòu)成:第二部分由單片機(jī)系統(tǒng)、按鍵電路、液晶顯示電路實(shí)現(xiàn)對(duì)放大倍數(shù)的選擇和顯示。<

3、/p><p>　　關(guān)鍵字:零點(diǎn)漂移，斬波穩(wěn)零技術(shù)，斬波放大器，單片機(jī)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In electronic circuit designing， we often need to enlarge the weak DC signals or Slowlychanging signals

4、. When Comrnan Integrated Operational Amplifier Amplifies signals, Dueto temperature changes, power supply voltage instability and other factors, wi11 appear thephenomenon flf the circuit output voltage deviating from th

5、e original fixed valucit andMoving up and down, that is, zero drift，the phenomenon will be more obvious withincreasing magnification of the amplifier. Therefore, improving the </p><p>　　In response to these

6、 problems,This article will focuson how to use the"chopper-stabilized technology" to design a basic chopper amplifier，acing it to salveproblems in inhibiting the Drift phenomenon and amplifmg weak signals .Al

7、so, this studywill use SCM and several electrical knowledge to choose any Magnificationand Displaymagnification.The design mainly consists of two parts,The first part is chopperamplifier,which consists of mufti-harmonic

8、oscillator, electronic switch, main amplifier anda</p><p>　　Keywords:aero drift, chopper-stabilised amplifier，chopper amplifier, MCU</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

9、;　　摘 要1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p>　　第一章 緒 論5</p><p>　　1.1斬波放大器的發(fā)展史和現(xiàn)狀5</p><p>　　1.2 斬波放大器的理論和現(xiàn)實(shí)意義6</p><p>　　1.3 文章研究內(nèi)容、完成工作及章節(jié)安排6</p&g

10、t;<p>　　1.3.1 文章研究內(nèi)容6</p><p>　　1.3.2 主要工作7</p><p>　　1.3.3 章節(jié)安排7</p><p>　　第二章 基礎(chǔ)知識(shí)介紹7</p><p>　　2.1 集成運(yùn)算放大器概述7</p><p>　　2.1.1 集成運(yùn)放的電源供給方式8</p

11、><p>　　2.1.2 集成運(yùn)放的調(diào)零問題8</p><p>　　2.1.3 自激與消振9</p><p>　　2.1.4 集成運(yùn)放的自激震蕩問題9</p><p>　　2.2斬波放大器概述9</p><p>　　2. 2. 1斬波技術(shù)基本原理9</p><p>　　2.2.2斬波(穩(wěn)零

12、)放大器基本原理10</p><p>　　2. 2. 3斬波放大器工作原理10</p><p>　　2.3多諧振蕩器11</p><p>　　2. 3. 1多諧振蕩器簡介11</p><p>　　2. 3. 2 NE555多諧振蕩器11</p><p>　　2.4低通濾波器基礎(chǔ)知識(shí)13</p>

13、<p>　　2. 4. 1有源低通濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)14</p><p>　　2.4.2反相輸入一階低通濾波器14</p><p>　　2.5單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理14</p><p>　　2.5.1單片機(jī)基礎(chǔ)14</p><p>　　2.5.2 單片機(jī)的復(fù)位電路15</p><p>　　2. 5.

14、3單片機(jī)時(shí)鐘電路16</p><p>　　2. 5. 4單片機(jī)管腳說明17</p><p>　　2.6 液晶顯示器功能介紹19</p><p>　　2.6.1 LCD液晶顯示器基礎(chǔ)19</p><p>　　2.6.2液晶顯示LCD1602簡介20</p><p>　　2.7 模擬開關(guān)介紹24</p&g

15、t;<p>　　2.7.1模擬開關(guān)CD4051/CD4052/CD4053.基礎(chǔ)知識(shí)24</p><p>　　第3章斬波放大器系統(tǒng)設(shè)計(jì)25</p><p>　　3.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案25</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求25</p><p>　　3.2主要硬件的選擇及電路設(shè)計(jì)27</p><

16、;p>　　3.2. 1多諧振蕩器電路設(shè)計(jì)27</p><p>　　3. 2. 2斬波電路設(shè)計(jì)27</p><p>　　3. 2. 3主放大器LF356及電路設(shè)計(jì)28</p><p>　　3. 2. 4濾波電路設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.2.5單片機(jī)、按鍵電路、液晶顯示設(shè)計(jì)30</p><p>　　

17、3.2.6 模擬開關(guān)設(shè)計(jì)31</p><p>　　3. 2. 7穩(wěn)壓電路設(shè)計(jì)31</p><p>　　第4章軟件設(shè)計(jì)方案32</p><p>　　4.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖32</p><p>　　4.2 按鍵顯示模塊流程圖33</p><p>　　4.3軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵代碼34</p>&l

18、t;p>　　4. 3. 1按鍵掃描函數(shù)34</p><p>　　4.3.2 LCD16U}讀寫函數(shù)35</p><p>　　第5章 結(jié)論與展望36</p><p>　　5.1本設(shè)計(jì)工作36</p><p><b>　　5.2改進(jìn)36</b></p><p>　　5.2. 1多諧波振

19、蕩器的改進(jìn)37</p><p><b>　　致 辭38</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39</b></p><p><b>　　附錄40</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p

20、>　　1.1斬波放大器的發(fā)展史和現(xiàn)狀</p><p>　　早在1954年，美國專利“穩(wěn)定直流放大器”就已經(jīng)擁有了斬波放大器的雛形，但當(dāng)時(shí)很多產(chǎn)品還只是分立器件。所謂“斬波”來源于英文chopper，是“斷躋”的意思，其本質(zhì)就是開關(guān)。斬波放大器的發(fā)明主要是用來滿足對(duì)超低偏置和低漂移運(yùn)算放大器的需求，在那時(shí)，斬波放大器的性能比雙極型運(yùn)放優(yōu)越。傳統(tǒng)斬波放大器的輸入和輸出由開關(guān)控制(或斬波)，對(duì)輸入信號(hào)實(shí)行調(diào)制，校

21、正失調(diào)誤差，然后在輸出時(shí)解調(diào)。該技能可確保失調(diào)電壓和漂移很低，但也有其局限。由于要對(duì)放大器的輸入實(shí)行采樣，因此輸入信號(hào)的頻率必須低于斬波頻率的一半，以防止混疊。除了帶寬限定外，斬波操作還會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)顯著毛刺，須要在輸出端實(shí)行濾波，以濾除所造成的紋波。誠然，該傳統(tǒng)斬波運(yùn)算放大器提高了性能和溫漂穩(wěn)定性，但在頻率上會(huì)產(chǎn)生奇次諧波的干擾。</p><p>　　繼而發(fā)展的斬波運(yùn)算放大器脫離了傳統(tǒng)放大器結(jié)構(gòu)，將放大器數(shù)目增加到

22、了4個(gè)，同時(shí)在其內(nèi)部有一個(gè)模擬開關(guān)，是兩相時(shí)鐘，在放大器輸入端針對(duì)不同時(shí)鐘進(jìn)行切換，這樣就消除了正端和負(fù)端的不匹配性，可以降低溫漂。從整個(gè)輸入端和輸出端來看，整體性能得到很大提高。</p><p>　　后來，對(duì)斬波放大器進(jìn)行改進(jìn)，透過自校準(zhǔn)形成了一種穩(wěn)定斬波的運(yùn)算放大器。作為下一代自校正放大器代表的斬波穩(wěn)態(tài)運(yùn)放使斬波放大器的性能取得了極大改良。該架構(gòu)運(yùn)用了兩個(gè)放大器:“主”放大器和“調(diào)零”放大器。調(diào)零放大器議決將

23、輸入端短路并對(duì)其自身的調(diào)零引腳施加校正信號(hào)來校正其自身的失調(diào)誤差，隨后監(jiān)視并校正主放大器的失調(diào)。因?yàn)橹鞣糯笃魇冀K連接到IC的輸入和輸出，因此輸入信號(hào)的帶寬由主放大器的帶寬決定，而不再取決于斬波頻率。這一特征使該架構(gòu)相對(duì)一J幾早期的斬波放大器有很大的優(yōu)勢。開關(guān)操作造成的電荷注入仍是個(gè)問題，這可能導(dǎo)致信號(hào)瞬變，并且注入的電荷會(huì)與輸入信號(hào)藕合，造成互調(diào)失真。</p><p>　　如今隨著生產(chǎn)要求的逐漸苛刻，市而上出現(xiàn)了

24、各類斬波穩(wěn)零式高精度放大器。具有偷入偏置電流小、失調(diào)小、增益高、共模抑制能力強(qiáng)、響應(yīng)快、漂移低、性能穩(wěn)定等眾多優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.2 斬波放大器的理論和現(xiàn)實(shí)意義</p><p>　　在直接禍合放大電路中，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，受溫度變化、電源電壓不穩(wěn)等因素的影響，靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生了變化，并被逐級(jí)放大并傳輸，一導(dǎo)致電路輸出端電壓偏離原固定值而上下漂動(dòng)，即零點(diǎn)漂移或溫漂，該現(xiàn)象隨放大器的

25、放大倍數(shù)的增大會(huì)更加明顯。因此，提高放大倍數(shù)、降低零點(diǎn)漂移是工程實(shí)踐中需要解決的主要矛盾。而運(yùn)用斬波穩(wěn)零放大電路，即將直流信號(hào)(或緩慢變化的信號(hào))轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)(,..的幅值與直流信號(hào)的幅值成正比)，然后用交流放大電路放大，再把它復(fù)原為直流信號(hào)，便可以較好地解決抑制溫漂和放大倍數(shù)之間的矛盾，很好的放大微弱直流信號(hào)或微弱信緩慢變化的信號(hào)</p><p>　　在電子電路設(shè)計(jì)中，經(jīng)常需要放大微弱的直流信號(hào)或緩慢變化的信

26、號(hào)。而一般集成運(yùn)算放大器都是利用參數(shù)補(bǔ)償原理的直接禍合或者阻容禍合放大器，它們的初始失調(diào)參數(shù)并不等于零，而是用調(diào)零電位器或精密修正技術(shù)的調(diào)節(jié)來進(jìn)行失調(diào)參數(shù)的補(bǔ)償。</p><p>　　因此使得直接藕合放大器在放大信號(hào)的同時(shí)也放大了溫漂，而阻容禍合放大器雖然能夠抑制溫漂，但不能用來放大微弱的直流信號(hào)或緩慢變化的信號(hào)，它會(huì)把這種信號(hào)作為溫漂給抑制掉。使用斬波穩(wěn)零技術(shù)就能很好解決抑制溫漂和放大微弱直流信號(hào)這個(gè)問題。即如

27、果要求極低的失調(diào)電壓和漂移特性，那么斬波穩(wěn)零型運(yùn)放可能是唯一的選擇</p><p>　　目前市場上已經(jīng)廣泛運(yùn)用斬波穩(wěn)零技術(shù)開發(fā)了一系列芯片，以此解決在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的零點(diǎn)漂移問題，斬波技術(shù)越來越其有廣泛的商業(yè)價(jià)值。如:ICL7650，利用動(dòng)態(tài)校零技術(shù)消除了CMOS器件固有的失調(diào)和漂移，從而擺脫了傳統(tǒng)斬波穩(wěn)零電路的束縛。</p><p>　　TLC2652和TLC2E52A型斬波穩(wěn)零式高精度

28、放大器能放大微伏級(jí)的電信號(hào)。TC9XX系列是第二代斬波自動(dòng)穩(wěn)零運(yùn)算放大器，其高增益、低失調(diào)等優(yōu)越性能尤其適用一]’’電子測量系統(tǒng)。ZF241型斬波穩(wěn)零運(yùn)算放大器，其極高的增益(14dB)，極低的失調(diào)和漂移特性決定了它在低電平直流或緩變信號(hào)的處理方而有著廣泛的用途,如低漂移前置放大器，精密積分器，精密基準(zhǔn)電壓源等。</p><p>　　1.3 文章研究內(nèi)容、完成工作及章節(jié)安排</p><p>

29、;　　1.3.1 文章研究內(nèi)容</p><p>　　文章通過設(shè)計(jì)一典型的斬波放大器實(shí)現(xiàn)其信號(hào)的理想放大，及驗(yàn)證加入斬波技術(shù)的放大器較之普通的運(yùn)算放大器，在穩(wěn)定零點(diǎn)漂移上的突出優(yōu)勢;以及利用單片機(jī)、數(shù)電相關(guān)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)放大電路放大倍數(shù)的任意選擇及顯示。</p><p>　　1.3.2 主要工作</p><p><b>　　文章主要完成內(nèi)容:</b>

30、</p><p>　?、倩緮夭ǚ糯笃髟韴D、放大倍數(shù)的選擇原理圖及顯示原理圖的設(shè)計(jì);</p><p>　?、趯?duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)的程序編寫;</p><p>　　③原理圖從局部到整體的仿真及調(diào)試:</p><p>　?、茈娷Q的焊接與調(diào)試;</p><p>　　⑤斬波放大器放大倍數(shù)的測試;</p><p

31、>　?、掾?yàn)證并一記錄斬波放大器抑制零點(diǎn)漂移的特性;</p><p>　?、邔?shí)現(xiàn)對(duì)斬波放大器任意放大倍數(shù)的選擇與顯示功能;</p><p>　?、嚯娐返姆治雠c改進(jìn)。</p><p>　　1.3.3 章節(jié)安排</p><p>　　第一章介紹斬波技術(shù)的相關(guān)概念、斬波放大器的發(fā)展、現(xiàn)狀、理論和現(xiàn)實(shí)意義以及文章的研究內(nèi)容</p>&

32、lt;p>　　第二章介紹實(shí)現(xiàn)斬波放大電路中相關(guān)的理論基礎(chǔ)知識(shí)</p><p>　　第三章介紹斬波放大器硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　第四章介紹其軟件設(shè)計(jì)方案</p><p>　　第五章對(duì)文章內(nèi)容進(jìn)行概括總結(jié)，對(duì)斬波放大器技術(shù)提出改進(jìn)意見，并對(duì)其今后發(fā)展進(jìn)行展望</p><p>　　文章主要完成工作:原理圖設(shè)計(jì)，程序的編寫，原理圖

33、仿真與調(diào)試，元器件的采購，電路的焊接與調(diào)試，電路的分析與改進(jìn)。</p><p>　　第二章 基礎(chǔ)知識(shí)介紹</p><p>　　2.1 集成運(yùn)算放大器概述</p><p>　　按照集成運(yùn)算放大器的參數(shù)來分，集成運(yùn)算放大器可分為如下幾類:1、通用型運(yùn)算放大器;2、高阻型運(yùn)算放大器;3、低溫漂型運(yùn)算放大器;4.高速型運(yùn)算放大器;5、低功耗型運(yùn)算放大器;6、高壓大功率型運(yùn)算

34、放大器。</p><p>　　下面簡要介紹通用型、高阻型運(yùn)算放大器。</p><p>　?。?）通用型運(yùn)算放大器簡介</p><p>　　通用型運(yùn)算放大器就是以通用為目的而設(shè)計(jì)的。這類器件的主要特點(diǎn)是價(jià)格低廉、產(chǎn)品量大而廣，其性能指標(biāo)能適合f一般性使用。例A741（單運(yùn)放)、LM358(雙運(yùn)放)、LM324(四運(yùn)放)及以場效應(yīng)管為輸入級(jí)的LF356都屬于此種。它們是

35、目前應(yīng)用最為廣泛的集成運(yùn)算放大器。</p><p>　　(2)高阻型運(yùn)算放大器</p><p>　　這類集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)是差模輸入阻抗非常高，輸入偏置電流非常小，。實(shí)現(xiàn)這些指標(biāo)的主要措施是利用場效應(yīng)管高輸入阻抗的特點(diǎn)，用場效應(yīng)管組成運(yùn)算放大器的差分輸入級(jí)。用FFT作輸入級(jí)，不僅輸入阻抗高，輸入偏置電流低，而且具有高速、寬帶和低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，但輸入失調(diào)電壓較大。常見的集成器件有LF356,

36、 LF355, LF347(四運(yùn)放)及更高輸入阻抗的}A3130,CA3140等。</p><p>　　2.1.1 集成運(yùn)放的電源供給方式</p><p>　　集成運(yùn)放有兩個(gè)電源接線端+VCC和一VEE，但有不同的電源供給方式。對(duì)一于不同的電源供給方式，對(duì)輸入信號(hào)的要求是不同的。</p><p>　　(1)對(duì)稱雙電源供電方式</p><p>

37、　　運(yùn)算放大器多采用這種方式供電。相對(duì)于公共端(地)的正電源( +})與負(fù)電源分別接一于運(yùn)放的++VCC和一VEE管腳上。在這種方式下，可把信號(hào)源直接接到運(yùn)放的輸入腳上，而輸出電壓的振幅可達(dá)正負(fù)對(duì)稱電源電壓。</p><p>　　(2)單電源供電方式</p><p>　　單電源供電是將運(yùn)放的一VEE管腳連接到地上。此時(shí)為了保證運(yùn)放內(nèi)部單元電路具有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，在運(yùn)放輸入端一定要加入一直

38、流電位。此時(shí)運(yùn)放的偷出是在某一直流電位基礎(chǔ)上隨輸入信號(hào)變化.交流放大器，靜態(tài)時(shí)，運(yùn)算放大器的輸出電壓近似為VCC/2，為了隔離掉輸出中的直流成分接入電容C3。</p><p>　　2.1.2 集成運(yùn)放的調(diào)零問題</p><p>　　由于集成運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的影響，當(dāng)運(yùn)算放大器組成的線性電路輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出往往不等一于零。為了提高電躋的運(yùn)算精度，要求對(duì)失調(diào)電壓和失調(diào)電流造

39、成的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，這就是運(yùn)算放大器的調(diào)零。常用的調(diào)零方法有內(nèi)部調(diào)零和外部調(diào)零，而對(duì)于沒有內(nèi)部調(diào)零端子的集成運(yùn)放，要采用外部調(diào)零方法。</p><p>　　調(diào)零:為提高運(yùn)算精度，在運(yùn)算前，應(yīng)首先對(duì)輸出直流電位進(jìn)行調(diào)零，即保證輸</p><p>　　入為零時(shí)，輸出也為零。當(dāng)運(yùn)放有外接調(diào)零端子時(shí)，可按組件要求接入調(diào)零電位器RW，調(diào)零時(shí)，將輸入端接地，細(xì)心調(diào)節(jié)RW，用直流電壓表測量輸出電壓Uo，使

40、Uo為零。如運(yùn)放沒有調(diào)零端子，若要調(diào)零，一個(gè)運(yùn)放如不能調(diào)零，大致有如下原因:</p><p>　?、俳M件正常，接線有錯(cuò)誤。</p><p>　?、诮M件正常，但負(fù)反饋不夠強(qiáng)。</p><p>　?、劢M件正常，但由一于它所允許的共模輸入電壓太低，可能出現(xiàn)自鎖現(xiàn)象，因而不能調(diào)零。為此可將電源斷開后，再重新接通，如能恢復(fù)正常，則屬于這種情況。</p><

41、p>　?、芸椉?，調(diào)零電位器有問題。</p><p>　　⑤組件內(nèi)部損壞，應(yīng)更換好的集成塊。</p><p>　　2.1.3 自激與消振</p><p>　　一個(gè)集成運(yùn)放自激時(shí)，表現(xiàn)為即使輸入信號(hào)為零，亦會(huì)有輸出，使各種運(yùn)算功能無法實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞器件。在實(shí)驗(yàn)中，可用示波器監(jiān)視輸出波形。為消除運(yùn)放的自激，常采用如下措施進(jìn)行消振:</p>&

42、lt;p>　?、偃暨\(yùn)放有相位補(bǔ)償端子，可利用外接RC補(bǔ)償電路，產(chǎn)品手冊(cè)中有補(bǔ)償電路及元件參數(shù)提供。</p><p>　?、陔娐凡季€、元、器件布局應(yīng)盡量減少分布電容。</p><p>　?、墼谡?、負(fù)電源進(jìn)線與地之間接上幾十網(wǎng)的電解電容和0.01~0.1uF的陶瓷電容相并聯(lián)，以減小電源引線的影響。</p><p>　　2.1.4 集成運(yùn)放的自激震蕩問題</p

43、><p>　　運(yùn)算放大器是一個(gè)高放大倍數(shù)的多級(jí)放大器，在接成深度負(fù)反饋條件卜，很容易產(chǎn)生自激振蕩。為使放大器能穩(wěn)定的土作，就需外加一定的頻率補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，以消除自激振蕩。另外，防止通過電源內(nèi)阻造成低頻振蕩或高頻振蕩的措施是在集成運(yùn)放的正、負(fù)供電電源的輸入端對(duì)地一定要分別加入一電解電容（10uF）和一高頻濾波電容</p><p>　　2.2斬波放大器概述</p><p>　　

44、斬波放大器是由2.1.1介紹的通用型運(yùn)算放大器作為其主放大器和有源濾波器。</p><p>　　2. 2. 1斬波技術(shù)基本原理</p><p>　　如果將直流信號(hào)(或緩慢變化的信號(hào))轉(zhuǎn)換成交流信號(hào)(它的幅值與直流信號(hào)的幅值成正比)，然后用交流放大電躋放大，再把它復(fù)原成直流信號(hào)，便可以較好地解決抑制溫漂和放大直流信號(hào)(或微弱信號(hào))的矛盾。輸入的直流信號(hào)經(jīng)過調(diào)制電路(或斬波電躋)、放大電路、解

45、調(diào)電路后，又恢復(fù)為直流輸出。當(dāng)然，這種電路由一于調(diào)制型放大器的輸入頻帶很窄，并且模擬開關(guān)換向還產(chǎn)生調(diào)制信號(hào)噪聲。所以這種電路不適用放大頻率較高的輸入信號(hào)。</p><p>　　2.2.2斬波(穩(wěn)零)放大器基本原理</p><p>　　如果能把運(yùn)放兩個(gè)輸入端短路時(shí)或加共模輸入信號(hào)時(shí)的輸出電壓(誤差電壓)先用電容器寄存起來(將此過程簡稱為采樣)，再與運(yùn)放正常工作時(shí)的輸出電壓相減(將此過程簡稱為

46、校零)，則可有效地減小失調(diào)電壓、失調(diào)電流及溫度變化和電源電壓波動(dòng)所引起的漂移，也可有效地抑制共模信號(hào)。</p><p>　　2. 2. 3斬波放大器工作原理</p><p>　　如圖2. 1中的SW1和SW2按照斬波輸入信號(hào)同時(shí)反復(fù)通斷。現(xiàn)設(shè)SW1和SW2為接通狀態(tài)，因同相輸入端接地，同相與反相輸入端間漂移電壓E0f從A點(diǎn)輸出放大AV倍。這時(shí)B點(diǎn)也是接地，因此，電容C1以Eof*Av電壓進(jìn)

47、行充電，接著SW1, SW2斷開，A點(diǎn)輸出電壓為Av倍輸入電壓Ei和漂移電壓Cof的代數(shù)和，而B點(diǎn)與地分開，因此，B點(diǎn)電壓是C1兩端與A點(diǎn)電壓相串聯(lián)的電壓。這時(shí),A點(diǎn)與地之間輸出電壓（Ei+Eof）*Av中的電壓Eof的分量與C1充電電壓Eof*Av相互抵消的方向相串聯(lián)。因此，B點(diǎn)電壓為Ei*Av。則B點(diǎn)電壓是與斬波波形同步，振幅為Ei*Av的連續(xù)方波。如果此電壓經(jīng)C2與R2構(gòu)成的有源低通濾波器，可得到與方波占空比成比例的平均電壓(即直

48、流電壓)。若設(shè)方波占空比為50%，則圖2. 1中直流輸出電壓Eo=Ei*Av /2.斬波放大電路能自動(dòng)地對(duì)輸入漂移電壓進(jìn)行補(bǔ)償，但輸出電壓中混有斬波頻率的噪聲電壓，因此，S/N(信噪比)變低，如果用低通濾波器消除噪聲電壓，則使用頻帶變窄，為幾赫茲以上。</p><p><b>　　2.3多諧振蕩器</b></p><p>　　2. 3. 1多諧振蕩器簡介</p&

49、gt;<p>　　多諧振蕩器，又叫矩形振蕩器，是一種自激振蕩器，在接通電源以后，不需要外加觸發(fā)信號(hào)，便能自動(dòng)地產(chǎn)生矩形脈沖?！岸嘀C”指矩形波中除了基波成分外，還含有豐富的高次諧波成分。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在工作時(shí)，電躋的狀態(tài)在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電躋中的時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　多諧振蕩器分為對(duì)稱式、分對(duì)稱式、環(huán)形等振蕩

50、器，我們可以用施密特觸發(fā)器或石英晶體體或555系列構(gòu)成多諧振蕩器。</p><p>　　2. 3. 2 NE555多諧振蕩器</p><p><b>　　NE555簡介:</b></p><p>　　NE555是屬于555系列的計(jì)時(shí)IC的其中的一種型號(hào)，555系列IC的接腳功能及運(yùn)用都是相容的，只是型號(hào)不同的因其價(jià)格不同其穩(wěn)定度、省電、可產(chǎn)生的

51、振蕩頻率也不大相同;而555是一個(gè)用途很廣且相當(dāng)普遍的計(jì)時(shí)IC，只需少數(shù)的電阻和電容，便可產(chǎn)生數(shù)位電路所需的各種不同頻率之脈沖信號(hào)。</p><p><b>　　NE555的特點(diǎn):</b></p><p>　　1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣,可由幾微秒至幾小時(shí)之久。</p><p>　　2.它的操作電源

52、電壓范圍極大，可與TTL, CMDS等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。</p><p>　　3.其輸出端的供給電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。</p><p>　　4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格使六。</p><p>　　5.靜態(tài)電流最大值VCC =5 V, RL=6mA VCC=15 V,

53、 RL=15mA</p><p><b>　　參數(shù)功能特性:</b></p><p>　　·供應(yīng)電壓4. 5-18V</p><p>　　·供應(yīng)電流3-6mA</p><p>　　·輸出電流225mA (max)</p><p>　　。上升/一卜降時(shí)間1oo ns&

54、lt;/p><p>　　封裝形式、內(nèi)部結(jié)構(gòu):</p><p>　　NE555的內(nèi)部中心電路是三極管Q15和Q17加正反饋組成的RS觸發(fā)器。輸入控制端有直接復(fù)位Reset端，通過比較器A1,復(fù)位控制端的TH、比較器A2置位控制的T。輸出端為F，另外還有集電極開路的放電管DIS，它們控制的優(yōu)先權(quán)是R, T, TH。</p><p>　　NF555引腳圖功能配置介紹:<

55、/p><p>　　Pin 1(接地)- 地線(或共同接地)，通常被連接到電路共同接地。</p><p>　　Pin 2(觸發(fā)點(diǎn)) 這個(gè)腳位是觸發(fā)!0555使其啟動(dòng)‘白的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC。</p><p>　　Pin 3(輸出)----當(dāng)時(shí)間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出

56、回到0伏左右的低電位。一于高電位時(shí)的最大輸出電流大約200 mA。</p><p>　　Pin 4(重置)------一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。‘己通常被接到正電源或忽略不用。</p><p>　　Pin 5(控制)------一這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下，這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。</p

57、><p>　　Pin 6(重置鎖定)——Pin6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3vcc電壓以下移至2/3 vcc以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。</p><p>　　Pin7(放電)——這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為LOW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。</p><p>　　Pin 8(V+)——這是555個(gè)

58、計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+6伏特(最大值)。</p><p>　　NE555的典型電路:</p><p>　　其工作原理是:當(dāng)電躋剛接通電源時(shí)，由于C來不及充電，555電路的2腳處于零電平，導(dǎo)致其輸出3腳為高電平。當(dāng)電源通過RA, RB向C充電到Vc >=Vcc時(shí)，輸出端2腳由高電路平變?yōu)榈碗娖剑娙軨經(jīng)RB和內(nèi)部電路的放電開關(guān)管放電。當(dāng)放電

59、到Vc=<Vcc時(shí)，輸出端又由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。此時(shí)電容再次充電，這種過程可周而復(fù)始地進(jìn)行卜去，形成自激振蕩。</p><p>　　圖2. 4 ( b)中，U0為輸出的方波，Vc為圖(a)中2腳的輸出波形。</p><p>　　由圖2. 4 (b)中Vc的波形可求得電容C的充電時(shí)間愛你T1和放電時(shí)間T2各為</p><p>　　T1=(R1+R2)Cin(V

60、CC-V-t)=(R1+R2)*C*In2</p><p>　　T2=R2*C*In(0-Vt+)/(0-Vt-)=R2*C*In2</p><p><b>　　故電路的震蕩周期為</b></p><p>　　T=T1+T2=（R1+R2）*C*In2</p><p><b>　　震蕩頻率為</b>

61、</p><p>　　f=1/T=(R1+R2)/(R1+2R2)</p><p>　　通過改變R和C的參數(shù)即可改變振蕩頻率。</p><p>　　由式(2. 4 )和式(Z. fi)求出輸出脈沖的占空比為</p><p>　　q=T1/T=(R1+R2)/(R1+2R2)</p><p>　　2.4低通濾波器基礎(chǔ)知識(shí)

62、</p><p>　　低通濾波器是容許低于截至頻率的信號(hào)通過，但高于截止頻率的信號(hào)不能通過的電子濾波裝置。對(duì)一于不同濾波器而言，每個(gè)頻率的信號(hào)的減弱程度不同。當(dāng)使用在音頻應(yīng)用時(shí)，它有時(shí)被稱為高頻剪切濾波器，或高音消除濾波器。低通濾波器在信號(hào)處理中的作用等同一J幾其它領(lǐng)域如金融領(lǐng)域中移動(dòng)平均數(shù)所起的作用;低通濾波器有很多種，其中，最通用的就是巴特沃斯濾波器和切比雪夫?yàn)V波器。</p><p>

63、　　低通濾波器分為無源濾波器和有源濾波器。無源濾波器為RC調(diào)諧式濾波器，僅由電阻、電容等無源元件構(gòu)成，占有很多的缺點(diǎn)。其中的電感L本身具有電阻與電容，使得輸出結(jié)果會(huì)偏離理想值，而且會(huì)消耗電能。若只利用R, C再附加放大器則形成</p><p>　　有源濾波器，有很多的優(yōu)點(diǎn)，例如:不使用電感使得輸出值趨近理想值;在帶通范圍能提高增益，減少損失;用放大器隔離輸出、入端，使之可以使用多級(jí)串聯(lián)。</p>&

64、lt;p>　　2. 4. 1有源低通濾波器的主要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　(1)通帶增益Avp</p><p>　　通帶增益是指濾波器在通頻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)。性能良好的濾波器通帶內(nèi)的幅頻特性曲線是平坦的，阻帶內(nèi)的電壓放大倍數(shù)基本為零。</p><p>　　(2)通帶截止頻率fp其定義與放大電路的上限截止頻率相同。通帶與阻帶之間稱為過渡帶，過渡帶越窄，說明

65、濾波器的選擇性越好。</p><p>　　2.4.2反相輸入一階低通濾波器</p><p>　　反相輸入一階低通濾波器〔司，令信號(hào)頻率為零，可得出通帶放大倍數(shù)Aup=-R2l R1</p><p>　　電路的傳遞函數(shù) Au（s）=(R2/(1/sC))/R1=-R2/R1/(1+sR2C)</p><p>　　用jw取代s，令.f0 = 11

66、(2rrR2G}，得出電壓放大倍數(shù)</p><p>　　Au=Aup/(1 + j / f/ f 0)</p><p>　　通帶截止頻率f0=fP</p><p>　　2.5單片機(jī)結(jié)構(gòu)及原理</p><p>　　2.5.1單片機(jī)基礎(chǔ)</p><p>　　單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力(如算

67、術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理)的微處理器(CPLr)，隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器sRAM) ,只讀程序存儲(chǔ)器(RCM) ,輸入輸出電路(I/O)，可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信口(SCI)，顯示驅(qū)動(dòng)電(LCD或LRD驅(qū)動(dòng)電路)，脈寬調(diào)制電(PWM),模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小但是完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。由此來看，單片機(jī)有著微處理器所不

68、具備的功能，它可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機(jī)最大的特征。</p><p>　　單片機(jī)主要應(yīng)用于測控領(lǐng)域，用于實(shí)現(xiàn)各種測試和控制功能。為了強(qiáng)調(diào)其控制屬性，在國際上，多把單片機(jī)稱為微控制器MCUo</p><p>　　單片機(jī)與通用微機(jī)相比較，在結(jié)構(gòu)、指令設(shè)置上均有其獨(dú)特之處，其特點(diǎn)如下:</p><p>　　1，單片機(jī)的存儲(chǔ)器ROM和RAM是

69、嚴(yán)格區(qū)分的。ROM稱為程序存儲(chǔ)器，只存放程序、固定常數(shù)及數(shù)據(jù)表格。RAM為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，用作工作區(qū)及存放用戶數(shù)據(jù)。</p><p>　　2，采用而向控制的指令系統(tǒng)。為滿足控制的需要，單片機(jī)有更強(qiáng)的邏輯控制能力，特別是具有很強(qiáng)的位處理能力。</p><p>　　3，單片機(jī)的I/O引腳通常是多功能的。由一于單片機(jī)上引腳數(shù)目有限，為了解決實(shí)際引腳數(shù)和需要的信號(hào)線的矛盾，采用了引腳功能復(fù)用的方法。引

70、腳處一于何種功能，可由指令來設(shè)置或由機(jī)器狀態(tài)來區(qū)分。</p><p>　　4.單片機(jī)的外部擴(kuò)展能力強(qiáng)。在內(nèi)部的各種功能部分不能滿足應(yīng)用需求時(shí)，均可在外部進(jìn)行擴(kuò)展(如擴(kuò)展ROM, RAM，I/O接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等)，與許多通用的微機(jī)接口芯片兼容，給應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來極大的靈活性。</p><p>　　單片機(jī)廣泛應(yīng)用一于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航大、專用設(shè)各的智能化管理及

71、過程控制等領(lǐng)域。</p><p>　　2.5.2 單片機(jī)的復(fù)位電路</p><p>　　MC5-51的復(fù)位輸入引腳(即RHSHT)為MCS-51提供了初始化的手段。有了它可以使程序從指定處開始執(zhí)行，即從程序寄存器中的0000H地址單元開始執(zhí)行程序。在MSS-51的時(shí)鐘工作后，只要在RST引腳上出現(xiàn)10ms以上的高電平時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部則初始復(fù)位。只要RST保持高電平，則MCS-51循環(huán)復(fù)位。只

72、要當(dāng)RST由高電平變低電平以后，MCS-51才從0000H地址開始執(zhí)行程序。</p><p>　　1、對(duì)寄存器的復(fù)位狀態(tài)作進(jìn)一步的說明</p><p>　　(1)復(fù)位后PC值為0000H，故復(fù)位后的程序入口地址為0000H;</p><p>　?。?）復(fù)位后PSW=00H，使片內(nèi)存儲(chǔ)器中選擇0區(qū)土作寄存器，用戶標(biāo)志位F0為0狀態(tài);</p><p&

73、gt;　?。?）復(fù)位后SP=07H,設(shè)定堆棧棧底為07H;</p><p>　?。?） TH1、 TLI.、TH0、 TL0都為00H,表明定時(shí)/計(jì)數(shù)器復(fù)位后皆清零:</p><p>　?。?） TMD=00H都處于方式0土作狀態(tài)，并設(shè)定T1, TO為內(nèi)部定時(shí)器方式，定時(shí)器不受外部引腳控制;</p><p>　?。?）TCON=00H,禁止計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并表明定時(shí)/計(jì)

74、數(shù)器無溢出中斷請(qǐng)求，并禁止</p><p>　　外部中斷源的中斷請(qǐng)求，外部中斷源的中r請(qǐng)求為電平觸發(fā)方式;</p><p>　　（7） SCON=00H使串行口工作在移位寄存器方式(方式0},并且設(shè)定允許串行移</p><p><b>　　位接收或發(fā)送;</b></p><p>　?。?）復(fù)位后IE的各位均為零，表明在中

75、斷系統(tǒng)中CPU被禁止響應(yīng)中斷，而且每個(gè)中斷源也被禁止中斷;</p><p>　?。?）復(fù)位后IP的各位均為零，使中斷系統(tǒng)的5個(gè)中斷源都設(shè)置為低優(yōu)先級(jí)中斷</p><p><b>　　狀態(tài);</b></p><p>　?。?0）復(fù)位后的P1, P2, P3口鎖存器全為1狀態(tài)，使這些準(zhǔn)雙向口皆處一J-+輸入狀態(tài)。</p><p&

76、gt;　　另外，在復(fù)位有效期間(即高電平)，MGS-51的ALE引腳和引腳均為高電平，且內(nèi)部RAM不受復(fù)位的影響。</p><p><b>　　2、復(fù)位電路</b></p><p>　　MCS-51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電躋來實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。上電和按鈕復(fù)位電路如圖2. 5</p><p>　　2. 5. 3

77、單片機(jī)時(shí)鐘電路</p><p>　　MCS-5I的時(shí)鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路;令一種方式為外部方式。通過比較，使用內(nèi)部時(shí)鐘方式比較簡單，故本設(shè)計(jì)采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式，對(duì)此作一些介紹。</p><p>　　MCS-5I內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTALI和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶

78、瓷諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。</p><p>　　1、內(nèi)部時(shí)鐘方式介紹</p><p>　　MCS-5I雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時(shí)鐘，必須外接元件。外接.鉆體以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電躋，接在放大器的反饋回躋中。晶.體可在I. 2MH~12MHz之間任選，電容C1和C}的典型值在20p~100pF之間選擇，但在60pF---70pF時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。典型值通常選擇為

79、30pF左右(這時(shí)對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘頻率為12MHz)。</p><p>　　(2)內(nèi)部時(shí)鐘方式的電路如圖2.6</p><p>　　2. 5. 4單片機(jī)管腳說明</p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TT`L門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FI

80、ASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。Pl口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由一于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p&

81、gt;　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)</p><p>　　TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用一于外部程序存儲(chǔ)器或If位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

82、器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收偷出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL?這是由一于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示:管腳備選

83、功能</p><p>　　P 3. 0 RXD(串行輸入口)</p><p>　　P3. 1 TXD(串行輸出口)</p><p>　　P3. 2 /NTO(外部中斷0)</p><p>　　P3. 3 /NT1(外部中斷1)</p><p>　　P3. 4 TO(記時(shí)器0外部輸入)</p><p&

84、gt;　　P3. 5 T1(記時(shí)器1外部輸入)</p><p>　　P 3.6 /WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)</p><p>　　P3.7/RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。:當(dāng)

85、訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用一于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALF端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的116。因此‘臼可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是:每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFRBEH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MDVX, MOVC指令是ALE才一起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果

86、微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/YSE}I有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　EAlvpp:當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部

87、鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用與施加12V編程電源CVPP)。</p><p>　　XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘土作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　2.6 液晶顯示器功能介紹</p><p>　　2.6.1

88、LCD液晶顯示器基礎(chǔ)</p><p>　　LCD (Liquid Crystal Display)液.拮顯示器使用了目前最新的全彩顯示技術(shù)，而且原埋簡單易懂?；旧希麄€(gè)液晶顯示技術(shù)的概念是利用液晶的物理特性:通電時(shí)導(dǎo)通，排列變的有秩序，使光線容易通過;不通電時(shí)排列混亂，阻止光線通過。讓液晶r如閘門般地阻隔或讓光線穿透。就技術(shù)而而言，液品而板包含了兩片相當(dāng)精致的無鈉玻璃素材，稱為Substrates，中間夾著一層

89、液品。當(dāng)光束通過這層液晶時(shí)，液晶本身會(huì)排排站立或扭轉(zhuǎn)呈不規(guī)則狀，因而阻隔或使光束順利通過。規(guī)則LCD遵守一系列與CRT顯示不同的規(guī)則。LCD克服了CRT體積龐大、耗電和閃爍的缺點(diǎn)，但也同時(shí)帶來了造價(jià)過高、視角不廣以及彩色顯示不理想等問題。CRT顯示可選擇一系列分辨率，而且能按屏幕要求加以調(diào)整，但LCD屏只含有固定數(shù)量的液品單元，只能在全屏幕使用一種分辨率顯示(每個(gè)單元就是一個(gè)像素)。CRT通常有三個(gè)電子槍，射出的電子流必須精確聚集，否則

90、就得不到清晰的圖像顯示。但LCD不存在聚焦問題，因?yàn)槊總€(gè)液.鼎.單元都是單獨(dú)開關(guān)的。這正是同樣一幅圖在LCD屏幕上為什么如此清晰的原因。LCD也不必關(guān)心刷新頻率和閃爍，液晶單元要么開，要</p><p>　　LCD顯示屏包含了在CRT技術(shù)中未曾用到的一些東西。為屏幕提供光源的是盤繞在其背后的熒光管。有些時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)屏幕的某一部分出現(xiàn)異常亮的線條。也可能出現(xiàn)一些不雅的條紋，一幅特殊的淺色或深色圖像會(huì)對(duì)相鄰的顯示

91、區(qū)域造成影響。此外，一些相當(dāng)精密的圖案(比如經(jīng)抖動(dòng)處理的圖像)可能在液品顯示屏上出現(xiàn)難看的波紋或者干擾紋。另外還有一個(gè)視角或者”觀察角度“的問題a LCD之所以存在視角問題是由廿幾它采用的是光線透射機(jī)制，會(huì)對(duì)穿過屏幕的光線進(jìn)行調(diào)節(jié)。而CRT是一種光線發(fā)射系統(tǒng)。對(duì)CRT來說，屏幕背后的特殊材料(熒光粉)能主動(dòng)發(fā)射出光線。而在LCD中，雖然光線能穿透正確的像素，但傾斜的光線也會(huì)穿透相鄰的像素，所以從正常視角之外觀看時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)顏色嚴(yán)重失真。&l

92、t;/p><p>　　2.6.2液晶顯示LCD1602簡介</p><p>　　(1)LCDl602的基本參數(shù)</p><p>　　LCD1602分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD4478}，帶背光的比不</p><p>　　帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下圖2.}所示。</p><p>

93、;　　LCD1602主要技術(shù)參數(shù):</p><p>　　顯示容量:I6X2個(gè)字符</p><p>　　芯片工作電壓:4. 5一5. 5V</p><p>　　工作電流:2.rnA (5.0V)</p><p>　　模塊最佳_L作電壓:5. 0V</p><p>　　字符尺寸:2. 95 X 4. 35（WXH) mm&

94、lt;/p><p>　?。?） LCDI602的引腳功能</p><p>　　LCDI602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳(無背光)或16腳(帶背光)接口，各引腳接口說明如</p><p><b>　　表2. 1所示:</b></p><p>　　第1腳: 為地電源。</p><p>　　第2腳:接5V正電源。&l

95、t;/p><p>　　第3腳:VL為液.拮顯示器對(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)1a}的電位器調(diào)整對(duì)比度。</p><p>　　第4腳:RS為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選擇指令寄存器。</p><p>　　第5腳:RIW為讀寫信號(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Rl

96、u}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RIW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。</p><p>　　第6腳:E端為使能端，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。</p><p>　　第7-14腳:D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。</p><p>　　第15腳:背光源正極。</p><p&

97、gt;　　第16腳:背光源負(fù)極。</p><p>　　（3） LCDl602的指令說明及時(shí)序</p><p>　　1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。(說明:1為高電平、0為低電平)</p><p>　　指令1:清顯示，指令碼01H，光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。</p><p>　　指令2:光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到

98、地址00Ha</p><p>　　指令3:光標(biāo)和顯示模式設(shè)置I/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。</p><p>　　指令4;顯示開關(guān)控制。n: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)8:控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。</p&

99、gt;<p>　　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)光標(biāo)。</p><p>　　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。</p><p>　　指令7:字符發(fā)生器凡詠1地址設(shè)置。</p><p>

100、;　　指令8:DDRAM地址設(shè)置。</p><p>　　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。</p><p><b>　　指令10:寫數(shù)據(jù)。</b></p><p><b>　　指令11:讀數(shù)據(jù)。</b></p><p>　　

101、11條控制指令如表2. 2所示。</p><p>　　(4) LCD1602地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表</p><p>　　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符，圖2.9是LCD1602的內(nèi)部顯示地址。也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖9是LCD1602的內(nèi)部顯

102、示地址</p><p>　　例如第二行第一個(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)要求最高位恒定為高D7</p><p>　　電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是:：</p><p>　　010000008 (40H) +1000aaa0B(8DH)=110000008(COH)。</p&

103、gt;<p>　　在對(duì)液.TfT模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液品模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。1602液品模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器(CAROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，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010000001BH，顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A".</

104、p><p>　?。?）LCDI602的一般初始化過程</p><p><b>　　延時(shí)15mS</b></p><p>　　寫指令38H(不檢測忙信號(hào))</p><p><b>　　延時(shí)5mS</b></p><p>　　寫指令38H(不檢測忙信號(hào))</p><

105、;p><b>　　延時(shí)5mS</b></p><p>　　寫指令38H(不檢測忙信號(hào))</p><p>　　以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)操作均需要檢測忙信號(hào)</p><p>　　寫指令38H:顯示模式設(shè)置</p><p>　　寫指令08H:顯示關(guān)閉</p><p>　　寫指令O1H:顯示清屏&

106、lt;/p><p>　　寫指令OfiH:顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置</p><p>　　寫指令OCH:顯示開及光標(biāo)設(shè)置</p><p>　　2.7 模擬開關(guān)介紹</p><p>　　2.7.1模擬開關(guān)CD4051/CD4052/CD4053.基礎(chǔ)知識(shí)</p><p>　　CD4051/CC4051是單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)，有三

107、個(gè)二進(jìn)控制輸入端A, B,C和INH輸入，具有低一學(xué)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4. 5--20V的數(shù)字信號(hào)可控制峰值至20V的模擬信號(hào)。例如，若VDD=+5V, VSS=0, VHH=-13.5V，則0---5V的數(shù)字信號(hào)可控制一13. 5^-4. 5V的模擬信號(hào)。這些開關(guān)電路在整個(gè)VDD-VSS和VDD-VEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號(hào)的邏輯狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)INH輸入端=+I;時(shí)，所有的通道截止。三位二進(jìn)制信號(hào)選通8

108、通道中的一通道，可連接該輸入端至輸出。</p><p>　　CD4052/CC4052是一個(gè)差分4通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有A, B兩個(gè)二進(jìn)制控制輸入端和INH輸入，具有低一學(xué)通阻抗和很低的截止漏電流。幅值為4. 5r--20V的數(shù)字信號(hào)可控制峰峰值至20V的模擬信號(hào)。例如，若VDD=5V, VSS=0, VBB=-13.5V，則Q---SV的數(shù)字信號(hào)可控制一13.5-4. 5V的模擬信號(hào)，這些開關(guān)電路在整個(gè)VDD

109、-VSS和VDD-VEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號(hào)的邏輯狀態(tài)無關(guān)，當(dāng)INH輸入端=“1”時(shí)，所有通道截止。二位二進(jìn)制輸入信號(hào)選通4對(duì)通道中的一通道，可連接該輸入至輸出。</p><p>　　CD4053/CC4053是三2通道數(shù)字控制模擬開關(guān)，有三個(gè)獨(dú)立的數(shù)字控制輸入端A,B C和INH輸入，其有低一導(dǎo)通阻抗和低的截止漏電流。幅值為4.5-20V的數(shù)字信號(hào)可控制峰一峰值至20V的數(shù)字信號(hào)。例如若VD

110、D=+5V VSS=0 VEE=-13.5V，則0-5V的數(shù)字信號(hào)可控制一13. 5--4. 5V的模擬信號(hào)。這些開關(guān)電躋在整個(gè)VDD-VSS和VDD-VEE電源范圍內(nèi)具有極低的靜態(tài)功耗，與控制信號(hào)的邏輯狀態(tài)無關(guān)。當(dāng)INH輸入端=“1”時(shí)，所有通道截止?？刂戚斎霝楦唠娖綍r(shí)，“0”通道被選，反之，“1”通道被選。</p><p>　　第3章斬波放大器系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1系統(tǒng)

111、整體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　3.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)斬波放大器按照預(yù)定放大倍數(shù)放大;驗(yàn)證斬波技術(shù)原理;并能夠通過單片‘機(jī)控制系統(tǒng)控制斬波放大器的放大倍數(shù)井能夠在液晶顯示模塊上顯示;同時(shí)，需要驗(yàn)證斬波放大器較之普通放大器在抑制放大過程中的零點(diǎn)漂移問題的突出優(yōu)勢。</p><p>　　3.1.2整體設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)圖</p>

112、<p>　　自激式多諧振蕩器產(chǎn)生方波來控制電子開關(guān)的開閉狀態(tài)。數(shù)字信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生輸</p><p>　　入信號(hào)經(jīng)過電子開關(guān)的斬波、主放大器放大、有源低通濾波器的解調(diào)后輸出。時(shí)，</p><p>　　通過按鍵使單片機(jī)系統(tǒng)控制接入主放大器的電阻值，同時(shí)在液晶顯示器上顯示出相應(yīng)的躋數(shù)和理論放大倍數(shù)。根據(jù)以上的理論分析，本論文構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如下所示:</p><p