【正文】 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 程控放大器系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 電子信息工程系 專(zhuān)業(yè) 電子信息工程技術(shù) 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本設(shè)計(jì)介紹一種基于 AT89C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)易程控放大器系統(tǒng)，主要由單片機(jī)丶數(shù)模轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器組成。系統(tǒng)的基本工作原理：?jiǎn)纹瑱C(jī)通過(guò)改變 DAC0832的數(shù)字輸出量改變系統(tǒng)的增益。單片機(jī)通過(guò)按鍵改變 DAC0832 的數(shù)字量，使得程控放大器的增益發(fā)生變化。增益放大倍數(shù)和輸出電壓值通過(guò)液晶顯示。 關(guān)鍵詞： AT89C51 單片機(jī)， DAC0832，數(shù)模轉(zhuǎn)換器，運(yùn)算放大器 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 目 錄 摘 要 ...................................................................................................................I 目 錄 ................................................................................................................. II 第 1 章 緒 論 .................................................................................................... 1 課題來(lái)源 ................................................................................................. 1 設(shè)計(jì)思路 ................................................................................................. 1 第 2 章 方案設(shè)計(jì) .............................................................................................. 2 核心模塊的方案論證與比較 ................................................................. 2 控制模塊 ...................................................................................... 2 顯示模塊 ...................................................................................... 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 ......................................................................................... 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 ......................................................................................... 2 系統(tǒng)硬件框圖 ......................................................................................... 3 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ...................................................................................... 4 單片機(jī)的應(yīng)用與選擇 ............................................................................. 4 芯片簡(jiǎn)介 ................................................................................................. 4 AT89C51 性能簡(jiǎn)介 ...................................................................... 4 AT89C51 的主要特性 .................................................................. 4 AT89C51 管腳功能 ...................................................................... 5 控制顯示電路 ......................................................................................... 6 鍵盤(pán)電路 ................................................................................................. 8 D/A 轉(zhuǎn)換電路 .......................................................................................... 8 管腳功能 ...................................................................................... 9 D/A 轉(zhuǎn)換電路 ............................................................................. 10 放大電路 ............................................................................................... 11 整機(jī)電路 ................................................................................................ 11 第 4 章 軟件設(shè)計(jì)及仿真 .............................................................................. 12 軟件流程圖 ........................................................................................... 12 程序代碼 ............................................................................................... 12 仿真設(shè)計(jì) ............................................................................................... 12 VW 簡(jiǎn)介 ..................................................................................... 13 PROTUES 仿真 .......................................................................... 14 總 結(jié) ................................................................................................................ 17 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................. 18 致 謝 ................................................................................................................ 19 附錄 A 程序 ........................................................................................................ 20 附錄 B 系統(tǒng)原理圖 ............................................................................................ 25 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 課題來(lái)源 程控放大器，又名可編程放大器，是一種放大倍數(shù)由程序控制的放大器。程控放大器可以通過(guò)軟件改變?cè)鲆妫媚?shù)轉(zhuǎn)換器可以自動(dòng)適應(yīng)大范圍變化的模擬信號(hào)電平，因此越來(lái)越多地應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)丶智能化儀器儀表中。本課題適用于科學(xué)教研、生產(chǎn)實(shí)踐和教學(xué)實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域。它是有 AT89C51 單片機(jī)、DAC0832。通過(guò)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)放大的產(chǎn)生。 設(shè)計(jì)思路 本系統(tǒng)的主控制模塊是由單片機(jī)最小系統(tǒng)，兩個(gè)獨(dú)立按鍵構(gòu)成的，每一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一種調(diào)整模式。按下 按鍵后，會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能，松開(kāi)后停止。 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程：系統(tǒng)上電后先對(duì) DAC0832 和 LCD1602 液晶初始化，再對(duì)按鍵進(jìn)行掃描。當(dāng)按鍵有按下時(shí)，系統(tǒng)的數(shù)字輸入量發(fā)生改變，從而改變系統(tǒng)的增益，使得輸出電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。系統(tǒng)的放大倍數(shù)和輸出電壓通過(guò)液晶實(shí)時(shí)顯示。 江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 第 2 章 方案設(shè)計(jì) 核心模塊的方案論證與比較 控制模塊 方案一： 4*4 矩陣鍵盤(pán)控制 此方案可以直接輸入所需要的波形放大倍數(shù)，方便快捷，但是程序操作復(fù)雜，故不采用這種方案。 方案二：獨(dú)立按鍵控制 此方案利用兩個(gè)獨(dú)立按鍵共同控制放大倍數(shù)，其中一個(gè)按鍵用來(lái)控制倍數(shù)的放大，另外一個(gè)控制倍數(shù)的衰減，以此來(lái)達(dá)到放大倍數(shù)的調(diào)節(jié)，由于本系統(tǒng)元件較少，而且 51 單片機(jī)正好有兩個(gè)外部中斷口可以利用，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，故采用此方案。 顯示模塊 方案一：數(shù)碼管顯示 此方案中利用共陰極數(shù)碼管并對(duì) 0~9 這 10 數(shù)字進(jìn)行編碼，并利用數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)掃描形式來(lái)顯示不同的數(shù)字，以達(dá)到顯示放大倍數(shù)的目的。由于本系統(tǒng)僅需對(duì)放大倍數(shù)進(jìn)行顯示，利用四段數(shù)碼管已經(jīng)足以達(dá)到要求，但程序設(shè)計(jì)相對(duì)繁瑣，故本設(shè)計(jì)不采用這種方案實(shí)現(xiàn)。 方案二： 1602 液晶顯示 此方案中液晶顯示器可以由 ASCll 碼控制，控制簡(jiǎn)單，可以顯示更多的信息，比如放大倍數(shù)和單位等，故為本系統(tǒng)所采用。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的程控放大器可以實(shí)現(xiàn)如下功能： (1)可以通過(guò)按鍵輸入來(lái)控制輸出的電壓大小。 (2)輸出的值可通過(guò) LCD1602 液晶顯示。 (3)可以通過(guò)按鍵輸入改變放大器的放大倍數(shù)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路 本系統(tǒng)的主控制模塊由單片機(jī)最小系統(tǒng)，兩個(gè)獨(dú)立按鍵構(gòu)成的，每一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一種調(diào)整模式。按下鍵后，會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能，松開(kāi)后停止。 程控放大器的輸出電壓 V0 與 DAC0832 的輸入電壓 Vref 的關(guān)系式：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 V0=[(Vref Rf)]/2nR(Dn1 2n1+Dn2 2n2+...+D0 20)。 Rf 為系統(tǒng)的反饋信號(hào)輸入線電阻， R 為 DAC0832 的數(shù)字輸出量，就相當(dāng)于改變系統(tǒng)的增益。 具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程：系統(tǒng)的數(shù)字輸入量發(fā)生改變，從而改變系統(tǒng)的增益，使得輸出電壓發(fā)生相應(yīng)的變化。系統(tǒng)的放大倍數(shù)和輸出電壓通過(guò)液晶實(shí)時(shí)顯示。 系統(tǒng)硬件框圖 圖 系統(tǒng)硬件框圖 LCD 顯示 MCU