【文章內(nèi)容簡介】 LC2252 呈現(xiàn)高輸入阻抗和低噪聲，能很好地適用于高阻抗源，例如電壓傳感器的小信號狀況。由于這些器件功耗低，所以它們在手持監(jiān)視和 遙感原始傳感器應(yīng)用中工作良好。此外，滿電源電壓幅度輸出特性以及單獨或分 離電源工作使得這些器件在直 圖六 接與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ ADC）接口時成為主要的選擇對象。所有這些特性，再結(jié)合它們的溫度性能，使得 TLC2252 系列能理想的適用于聲納、遠(yuǎn)程傳感器、溫度控制、有源壓阻傳感器、加速計、便攜式醫(yī)學(xué)應(yīng)用、手持儀表以及許多其他應(yīng)用（引腳圖如圖六所示）。 LM358 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直 流增益模組 ,音頻放大器、工業(yè)控制、 DC 增益部件和其他所有可用單電 圖七 源供電的使用運算放大器的場合 （引腳圖如圖七所示） 。 由以上兩種放大器和適當(dāng)參數(shù)的電阻電容構(gòu)成兩級放大電路（電路圖如圖八所示）。 8 圖八 、 濾波電路 設(shè)計中運放選擇 TI 產(chǎn)品典型的通用 四運放 LM324， LM324 內(nèi)部包括有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償 的運算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用 , 也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下， 電源電流與電源電壓無關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運算放大器的場合。 適用于一般的帶通濾波器的設(shè)計，同時具有低功耗的功能， 可 設(shè)計階數(shù)相對高一些的帶通濾波器，應(yīng)用起來節(jié)省空間。 巴特沃斯帶通濾波器幅頻響應(yīng)在通帶中具有最平幅度特性，但是從通帶到阻帶衰減較慢， 這里采用四階巴特沃斯帶通濾波器來對采集進(jìn)來的音頻信號進(jìn)行濾波（引腳圖如圖九所示）。 LM324 主要參數(shù) ： 電壓增益 100dB 單位增益帶寬 1MHz 單電源工作范圍 3V～ 30VDC 每個運放功耗（ V=+5V） 1mV/ 輸入失調(diào)電壓 2mV(最大 7mV) 圖九 輸入偏置電流 50～ 150nA 輸入失調(diào)電流 5～ 50nA 共模抑制比 70～ 90dB 輸出電壓幅度 0～ （單電源時） 輸出電流 40mA 放大器間隔離度 120dB（ fo:1～ 20KHz） 9 參數(shù)選擇與計算： 對于 低通濾波器的設(shè)計，電容一般選取 10000pF，對于高通濾波器的設(shè)計，電容一般選取 ，然后根據(jù)公式 R=1/2Π fc 計算得出與電容相組合的電阻值，即得到此圖中 R R4 和 R17，為了消除運放的失調(diào)電流造成的誤差，盡量是運放同相輸入端與反向輸入端對地的直流電阻基本相等，同時巴特沃斯濾波器階數(shù)與增益有一定的關(guān)系，根據(jù)這兩個條件可以列出兩個等式：30=R15*R21/(R15+R21) ， R15=R21(A1),36=R14*R19/(R14+R19) ，R19=R14(A1)由此可以解出 R1 R1 R1 R21，原則是根據(jù)現(xiàn)實情況稍調(diào)整電阻值保持在一定限度內(nèi)即可，不要相差太大，注意頻率不要超過運放的標(biāo)定頻率 （電路圖如圖十所示）。 圖十 、 整形輸出電路 由于單片機識別的應(yīng)該正弦波，所以需要將濾波之后的信號進(jìn)行整形得到方波信號輸入給單片機進(jìn)行測頻（電路圖如圖十一所示）， R24 用于調(diào)節(jié)比較電壓，根據(jù)實際情況改變比較點電壓。 圖十一 10 、模擬部分輸出波形 、模擬部分實物圖 11 軟件程序編程語言及開發(fā)環(huán)境選擇 以往的單片機系統(tǒng)，其控制程序大多是用相應(yīng)單片機的匯編指令編制，其執(zhí)行效率高，但其可讀性和可移植性卻較差，直接影響其軟、硬件的擴(kuò)展和升級。C語言早期用于編寫 UNIX 操作系統(tǒng)，是一種結(jié)構(gòu)化的語言，可產(chǎn)生緊湊代碼。 C語言可用許多機器級的函數(shù)直接控制操作單片機的硬件，不必通過匯編語言。與匯編語言相比， C語言主要有以下一些優(yōu) 點有：不要求了解單片機的指令系統(tǒng)，僅要求對其存儲器結(jié)構(gòu)有初步了解；寄存器分配、存儲器尋址及數(shù)據(jù)類型等細(xì)節(jié)可由編譯器管理；程序由不同的函數(shù)構(gòu)成，便于程序的結(jié)構(gòu)化和模塊化；程序的可讀性及可移植性較高；關(guān)鍵字及運算符可用近似人的思維方式使用；程序編制及調(diào)試時間顯著縮短，大大地提高了編程效率； C語言提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)的子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力。 C語言是一種非常便于使用的計算機高級編程語言，使用 C 語言進(jìn)行單片機 尤其是 MCS51 系列單片機的開發(fā)具有極大的優(yōu)勢。 用 C51 編制程序時，應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)化、模塊化的 設(shè)計方法。在編程時，可將任務(wù)分成若干模塊，對每個模塊分別進(jìn)行編制及調(diào)試，最后有機結(jié)合成一個完整的控制程序。 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51系列兼容單片機 C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20WINXP 等操 作系統(tǒng)。使用 C語言編程么 Keil 幾乎就是編程的不二之選，即使不使用 C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令編程事半功倍。 琴弦頻率測量模塊設(shè)計 、頻率測量方法的選取 測量頻率的方法一般分為無源測頻法、有源測頻法及電子計數(shù)法三種。 無源測頻法 (又可分為諧振法和電橋法 ),常用于頻率粗測 ,精度在 1%左右。有源比較法可分為拍頻法和差頻法 ,前者是利用兩個信號線性疊加以產(chǎn)生拍頻現(xiàn) 12 象 , 再通過檢測零拍現(xiàn)象進(jìn)行測頻 ,常用于低頻測量 ,誤差在零點幾 Hz。后者則利用兩個非線性信號疊加 來產(chǎn)生差頻現(xiàn)象 ,然后通過檢測零差現(xiàn)象進(jìn)行測頻 ,常用于高頻測量 , 誤差在177。 20Hz 左右。以上方法在測量范圍和精度上都有一定的不足 ,而電子計數(shù)法主要通過單片機進(jìn)行控制。 由于單片機的較強控制與運算功能 ,電子計數(shù)法的測量頻率范圍寬 ,精度高 ,易于實現(xiàn)。本設(shè)計就是采用單片機電子計數(shù)法來測量琴弦頻率。 、頻率測量程序設(shè)計說明 利用單片機的 T0、 T1 的定時計數(shù)器功能，完成對輸入的信號進(jìn)行頻率計數(shù)。頻率的測量方法：通過檢測一定時間內(nèi)（ 1s 內(nèi)）輸入方波的個數(shù)計算琴弦頻率。 T0主要功能時進(jìn)行計數(shù)， T1 是進(jìn)行計時。 T0 是 工作在計數(shù)狀態(tài)下對輸入的方波信號進(jìn)行計數(shù)，但對工作在計數(shù)狀態(tài)下的 T0，最大計數(shù)值為 fOSC/24，由于fOSC＝ 12MHz，因此， T0的最大計數(shù)頻率為 250KHz，滿足設(shè)計要求。對于頻率的概念就是在一秒時間內(nèi)輸入脈沖的個數(shù)，即為頻率值。設(shè)定 T1 工作在定時狀態(tài)下，每定時 1 秒到，就停止 T0的計數(shù)，并從 T0 的計數(shù)單元中讀取計數(shù)的數(shù)值即為琴弦的頻率。 T1 工作在定時狀態(tài)下，最大定時時間為 65ms，達(dá)不到 1秒的定時，