【正文】 因為在程控低通濾波器設(shè)計中要運用到 運算 放大器，此軟件可以很好地支持對運放的仿真 效果 ， 同時利用該軟件可以非常方便的觀察到濾波電路處理后的信號波形圖，它利用內(nèi)部的軟件組件可以為工作人員直觀地顯示信號的波形 。基于 以 上的功能要求，在進(jìn)行具體的實物電路調(diào)試時采用 設(shè)置 固定的一個頻率然后利用信號發(fā)生器 將 不同的信號頻率輸入 到 濾波電路中，然后利用示波器進(jìn)行波形的觀察。具體 表現(xiàn) 如下： 系統(tǒng)可 以 選擇 不同的截止頻率。 隨著 畢業(yè)的來臨十分 感慨 ， 特 別感謝我的指導(dǎo)老師劉靜森老師， 劉 老師平時工作較為忙碌，但從 此次 設(shè)計開始，老師就給予了 我非常 細(xì)心的指導(dǎo)，包括每一 階段的完成，劉老師都給予了 我 極大的鼓勵與支持，當(dāng)我遇到一些我自己難以解決的問題，劉老師總是會耐心地進(jìn)行講解，幫助我尋找解決的方法。經(jīng)過兩個月的不懈努力，此 次 畢業(yè)設(shè)計也最終結(jié)束。 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 結(jié)束語 本設(shè)計 是 基于 AT89LV52 單片機(jī)的程控低通濾波器系統(tǒng)方案的設(shè)計 ， 該 款單片機(jī)片上資源豐富 、 功耗非常低 選 用這款單片機(jī)芯片 讓 以后的產(chǎn)品升級 有 了保證，為以后的功能擴(kuò)展提供了空間 。 最后 介紹 截止 頻率為 1KHz的 電路設(shè)計， 同樣 1KHz的電路設(shè)計與 50Hz和 100Hz的電路設(shè)計一樣，區(qū)別在于電容 C1 與 C2 的 容值不同，具體仿真圖 分 為電路 圖 與波形輸出圖，如 圖 所示 ： 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 21 圖 截止頻率為 1KHz 的 仿真電路圖 從 上圖中 可 以看出，利用仿真軟件里的控件 XFG1 為 信號頻率發(fā)生器， XBP1 為信號示波器， 此電路 設(shè)計是產(chǎn)生截止頻率為 1KHz 的低通濾波器， 要給 運放接正負(fù)兩個電源供電，各電阻電容值 分別 為： R1=R2=10K， C1=15nF， C2=，從 圖 (a)中可以看出 XBP1 波 特測試儀的截止頻率為 1008Hz（理論為 1000Hz） ， 從 波形 圖中可以看出超出 1008Hz 后，明顯出現(xiàn)頻率截止。 最后 是對 按鍵 控制 部分 的去抖動處理。 同 時，軟件采用 UART 串口的形式進(jìn)行程序下載。在 這 里就需要進(jìn)行不同電容值之間的正確切換，所 以就需要用到模擬開關(guān)去實現(xiàn)這個要求 ， 在本次的系統(tǒng)設(shè)計中選用的模擬開關(guān)是 CD4051它 有著使用簡單功能強(qiáng)大反應(yīng)迅速 等特點。 本 次設(shè)計選 用的是 STC89c52RC 單片機(jī) ，這款 微 控制器有著低電壓、低功耗 、性能 強(qiáng)、數(shù)據(jù) 處理速度 快等功能強(qiáng)大的優(yōu)點，可以應(yīng)用于大多數(shù)情況復(fù)雜的控制應(yīng)用電路。參照 濾波器設(shè)計手冊上的相關(guān)參數(shù)，可以比較容易的設(shè)計出理想的濾波器 [11,12]。其 中模擬 濾波器又可分為有源、無源、異類三個分類； 離散 濾波器可分為數(shù)字 、 取樣模擬、混合三個分類。 低通濾波器 作為最基本的實驗設(shè)備，它的相應(yīng)功能的改善和增強(qiáng)是 基礎(chǔ) 設(shè)備更新必須 優(yōu)先 進(jìn)行的一個關(guān)鍵步驟 。 本設(shè)計首先簡單介紹了程控低通濾波器的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合系統(tǒng)設(shè) 計方案的要 求，詳細(xì)論證了實現(xiàn)二階低通濾波器方案的設(shè)計思路及系統(tǒng)的總體架構(gòu) 。 Analog Electronic Switch。 這 時人們已不在滿足于過去的設(shè)計方法，而是朝著 讓 性價比 越 來越高、占地面積越 來 越小、精度 越來越高、功能越來越多的方向發(fā)展。 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo) （ 1） 整個 程 控 低通濾波器的設(shè)計分為 50Hz、 100Hz、 1KHz三種截止頻率； （ 2） 接入 到電路中的 不 同電容，與 LM358 運放 構(gòu)成 濾波 電路； 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 （ 3） 單片機(jī) 控制著模擬開關(guān)，使得 不 同的電容通過觸發(fā)按鍵接入到 電路 中， 按下 KEY0，截止頻率為 50Hz；按下 KEY1，截止頻率為 100Hz；按下 KEY2，截止頻率為 1KHz。與無源濾波器相比，有以下特點： （ 1） 不僅能補(bǔ)償各次諧波，還可 以補(bǔ)償無功 ， 抑制變動 ，有一機(jī)多能的特點，在性價比上較為合理； （ 2） 濾波特性不受系統(tǒng)阻抗 等的影響，可消除與系統(tǒng)阻抗發(fā)生諧振的危險； （ 3） 具有自適應(yīng)功能，可自動跟蹤補(bǔ)償變化著的諧波，即具有高度可控性和快速響應(yīng)性等特點 [18]。單片機(jī) 要 有很好地反應(yīng)速度和處理能力，它要實現(xiàn)液晶電路的顯示、輸入按鍵的信號處理和對模擬開關(guān)的 輸出 通道模式 選擇?；?這 種現(xiàn)實考慮系統(tǒng)決定引入液晶顯示，通過 LCD 的方式讓人更直觀的觀察到此時電路工作的狀態(tài) 是 哪種，具體的實現(xiàn)電路如 圖 所示 。 第 一部分的程序設(shè)計為總體程序的設(shè)計，它 根據(jù) 整 個 系統(tǒng)的 貫穿 始終來考慮 ， 基本包括了程序設(shè)計中的主要 設(shè)計 環(huán)節(jié)和大體設(shè)計思路；第二 部分 的設(shè)計為 程 控通道選擇程序的設(shè)計， 這 部分是很重要的一個功能實現(xiàn)環(huán)節(jié)，對于 處于 不同截止頻率的不同濾波電路主要是通過這一環(huán)節(jié)實現(xiàn)的，在 這個環(huán)節(jié)里主要是模擬開關(guān)與單片機(jī)之間的程序配合；第三部分 按鍵 去抖動程序的設(shè)計， 按鍵 去抖動是很重要的一部分因為此次設(shè)計的程控輸入端就是通過按鍵來操作的，對于按鍵去抖動有 有 很多的實現(xiàn)方式，分為硬件和軟件，在此次設(shè)計中采用軟件處理的方式，在軟件處理的方式 也 可根據(jù)實際情況分為比如查詢、矩陣鍵盤的掃描等，因為本次設(shè)計所需要的按鍵數(shù)量較少，所以采用 程序軟件 查詢 的 方式進(jìn)行處理；下面將 逐個 進(jìn)行介紹。 此次 設(shè)計除 了進(jìn)行仿真外，還進(jìn)行了實物的制作。 首 先 ， 利用按鍵選擇 截止 頻率 50Hz 的 程控低通濾波電路 ， 經(jīng)過調(diào)試得到 阻 帶的截止頻率為 65Hz， 將 30Hz、 100Hz的 信號 頻率 通過 濾波 電路 進(jìn)行 示波 器 觀察，具體的 波形 圖 如 圖 (a)、圖 (b)所示 。 電路 通過 讀入 控制按鍵的方式來 執(zhí)行與 按鍵對應(yīng) 的 截止頻率的濾波電路， 從而 實現(xiàn)不同的截止頻率。劉老師認(rèn)真治學(xué)的 態(tài)度 ，為我們的畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)造了一個認(rèn)真、 嚴(yán)謹(jǐn) 的學(xué)習(xí)氛圍，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 28 參考文獻(xiàn) [1] 常 新華，王洪剛，于永江，馬秋明 .一 種 程控放大濾波設(shè)計 [J].四川 師范大學(xué)報：自然 科學(xué)報 .:2739. 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[27] Kelly Damien P,Claus role of the sensor pixel in Fourier a nd Fresneldigital holography[J].Applied optics,:110136. 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 30 致 謝 時光飛逝，轉(zhuǎn)眼間就要到了畢業(yè)的時刻。最后介紹了實物與信號發(fā)生源、示波器連接，對硬件實現(xiàn)的功能進(jìn)行測試 ， 展示了各個頻率通過低通濾波電路后的 波形 圖并進(jìn)行了詳細(xì)分析 。具體仿真圖 分 為電路 圖 與波形輸出圖，如 圖 所示 ： 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 20 圖 截止頻率為 100Hz 的 仿真電路圖 從 上圖中 可 以看出，利用仿真軟件里的控件 XFG1 為 信號頻率發(fā)生器， XBP1 為信號示波器， 此電路 設(shè)計是產(chǎn)生截止頻率為 100Hz的低通濾波器， 要給 運放接正負(fù)兩個電源供電，各電阻電容值 分別 為： R1=R2=10K， C1=110nF， C2=51nF，從 圖 中可以看出 XBP1 波 特測試儀的截止頻率為 (理論為 100Hz)，從 波形 圖中 可以看出超出 后，明顯出現(xiàn)頻率截止。 然后就 程控低通濾波部分， 這 一部分的設(shè)計可以說是整個電路的實現(xiàn)核心，對于模擬開關(guān)的選擇要 十分的注意，要 保證 模擬開關(guān)有很好的性能，可以進(jìn)行快速的反應(yīng)并且能夠讓 與 之連接 的 電子器件很好地發(fā)揮本身的功能。 設(shè)計 采用 Keil uvision4 軟件 作 為開 發(fā) 工具 ，其 窗口表達(dá)十分清晰 ， 同時，軟件所帶的編譯器與調(diào)制工具 十分 方便易用并且與設(shè)計中所選用的 AT89LV52 單片機(jī) 可以很完 美 的結(jié)合，為本設(shè)計中軟件的編寫與調(diào)試帶來了 非常 大的方便。 黑龍江 工程 學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 在 圖 中可以發(fā)現(xiàn) ， 截止頻率的不同 數(shù)值 實現(xiàn) 是 通過接入兩個不同 的 電容值形成不同的濾波電路去實現(xiàn)的。根據(jù) 硬件模塊的需 求 可知單片機(jī)要具備處理 性能 好 、 操作 簡單 等 功能。利用 電 感 和電容可以搭建各種類型的濾波器 ，該方案 具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、運行可靠性較高、運行費用較低等優(yōu)點 。 濾波器 按處理的信號類型來區(qū)別 的 話，可以分為模擬濾波器與 離散 濾波器兩種。 在 這種