word版可編輯-南昌航空大學專業(yè)課程設計報告精心整理docxdocx(編輯修改稿)
2025-08-11 11:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 得： UoUg=R8R6R7 式（32）可見，差分放大器對其共模信號的增益是與電路的匹配電阻的大小成正比的，如果電路中對稱的電阻匹配得很好，放大器對共模信號的抑制就會很強。在本次設計中，要求將所測溫度進過測量放大電路得到0至5V的電壓。而電橋部分輸出差模信號理論值在0至50mv，所以差分放大電路的放大倍數(shù)應該為100左右。根據(jù)式31，可選擇參數(shù)R7和R8 都為10KΩ, ,RV1選用200Ω電位器，這樣理論上最低放大倍數(shù)為48，只要調(diào)試過程中將電位器調(diào)節(jié)至合適電阻使得電路放大倍數(shù)為100，即可實現(xiàn)溫度的測量放大功能，進而進入下一步設計。上述電路不僅能夠滿足上述要求，而且PT100線性好，精度比較高，而且成本低，是本次課設的不二選擇，且運放選用的是TL084，具有高轉(zhuǎn)換率，低輸入偏置和偏置電流，低失調(diào)電壓溫度系數(shù)的特點，它的放大倍數(shù)比LM324更大。 A/D轉(zhuǎn)換電路A/D轉(zhuǎn)換是單片機技術的重要運用，它將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，是數(shù)據(jù)采集的重要通道和信號轉(zhuǎn)換的主要方式。本設計選用ADC0804轉(zhuǎn)換器，這是一個具有20引腳8位CMOS逐次A/D轉(zhuǎn)換器，是一個具有高阻抗狀態(tài)輸出，分辨率為8位且轉(zhuǎn)換值介于0至255之間、存取時間為135us，轉(zhuǎn)換時間為100us、總誤差為1至+1LSB特征的轉(zhuǎn)換器。工作時，模擬電壓輸入范圍為0至5V,工作電壓為5V，它的最小電壓轉(zhuǎn)換值為5/256,，是一個性價比高的A/D轉(zhuǎn)換器。芯片引腳圖如圖32所示。圖32 ADC0804引腳圖如圖32，引腳說明如下：l CS:芯片片選信號，低電平有效，芯片正常工作。l RD：讀控制信號，當CS和RD皆為低電平時，ADC0804會將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號經(jīng)由DB7DB0輸出至其他處理單元。l WR：啟動轉(zhuǎn)換控制信號。當CS和WR皆為低電平時，芯片清零，系統(tǒng)重置。當WR出現(xiàn)上升沿時，芯片開始轉(zhuǎn)換信號，此INTR時設定為高電平。l CLKIN、CLKR:頻率輸入/輸出,在兩引腳之間加上RC電路可產(chǎn)生ADC工作所需時序。其頻率約為：f=1/ ，RC不同轉(zhuǎn)換率不同，頻率越高，轉(zhuǎn)換越快，但是應注意頻率范圍在100KHz至1460KHz之間。l INTR：中斷請求。轉(zhuǎn)換期間為高電平。轉(zhuǎn)換完畢為低電平，此時可以讀取數(shù)字信號。l VIN(+)、VIN():差動模擬信號的輸入端，輸入電壓為VIN=VIN(+)—VIN()，通常使用單輸入，將VIN()接地。l AGND:模擬電壓接地端。l VREF/2：模擬參考電壓輸入端。VREF為模擬電壓VIN的上限值，若其空接，則VIN的上限值為VCC。l DGND:數(shù)字電壓接地端。l DB7—DB0：轉(zhuǎn)換后數(shù)據(jù)輸出端。l VCC：驅(qū)動電壓輸入端。ADC0804轉(zhuǎn)換過程時序圖和數(shù)據(jù)信號流向分別如下圖33和34所示。圖33 信號轉(zhuǎn)換時序圖S0: CS=0、WR=0、RD=1，開始進行A/D轉(zhuǎn)換S1：CS=WR=RD=1， 轉(zhuǎn)換完畢后INTR將高電位將至低電位S2: CS=0、WR=RD=0，啟動讀數(shù)S3: CS=WR=RD=1，讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)圖34 信號流向圖本設計A/D轉(zhuǎn)換原理如圖35所示，它的頻率約為606KHz，6引腳輸入的是圖31中輸出電壓Uo，由單片機P3口控制芯片的片選和讀寫，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號數(shù)據(jù)傳至P2口。圖35 A/D轉(zhuǎn)換原理圖報警電路如圖36所示，它是由三極管驅(qū)動及單片機控制，使得溫度達到200℃，讓Q5和Q6同時導通，使得繼電器有電流通過，銜鐵吸附至另一邊，二極管導通發(fā)光，實現(xiàn)報警功能。圖36 報警電路本設計使用的是單片機是STC89C52，它是宏晶科技推出的新一代高速、低功耗、超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12M時鐘和6M時鐘可以任意選擇?！?，工作頻率范圍為0～40MHz，相當于普通8051的0～80MHz，實際工作頻率可達48MHz。它的用戶應用程序空間為8K字節(jié)，片上集成512字節(jié)RAM。與8051單片機一樣，通用I/O口（32個），復位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。具有EEPROM功能和看門狗功能，可在系統(tǒng)編程和在應用編程無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片。共3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、TT2。外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒，具有通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART，工作溫度范圍：40～+85℃（工業(yè)級）、0～75℃（商業(yè)級）。由單片機控制數(shù)碼管顯示包括串行顯示與并行顯示，串行顯示通過單片機自帶的串行口輸出；行顯示，運用單片機的4個并行端口輸出。仿真采用的是由單片機直接將處理后的數(shù)字信號送至四位數(shù)碼管顯示。在實物制作時由下面兩種方案。方案一：采用74ls164串行顯示。電路圖如圖37圖37 74ls164串行顯示單片機工作在方式0，當輸出SBUF時，RXD位字節(jié)，同時TXD輸出移位，具有固定的波特率，為Fosf/12。靜態(tài)顯示三位溫度值。方案二：通過P口并行輸出。借助74HC573將三位溫度動態(tài)顯示在數(shù)碼管上。如圖39所示。圖38 P口并行輸出方案比較：方案一具
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