【導(dǎo)讀】師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加。而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 失調(diào) 電壓對積分電容 C1 充電，在補(bǔ)償電容 C2 上，由與運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓極性相反，數(shù)值相同的電壓對進(jìn)行充電。當(dāng) U4 和 U5斷開時，開始進(jìn)行 AD轉(zhuǎn)換，此時輸入電壓的積分是在運(yùn)放輸入失調(diào)電壓基礎(chǔ)上進(jìn)行的，而且由于在補(bǔ)償電容上已保持與失調(diào)電壓極性相反的電壓，所以在進(jìn)行積分時能夠被自動消除。需指出的是，補(bǔ)償電容須選用泄漏電阻大的補(bǔ)償電容，以防止其充電后電壓值在 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束前發(fā)生較大的改變。 時鐘信號 產(chǎn)生電路 采用 TTL門電路組成晶體振蕩器。電路原 理圖如圖 19所示。 123U 1 A74 H C 0 0456U 1 B74 H C 0 08910U 1 C74 H C 0 0Y1 00M H zC247 pR1 KR2 KC318 pG N DC1 uFCP 圖 20 時鐘信號產(chǎn)生電路 在該電路中， 與非門 U1A 和 U1B 可構(gòu)成正反饋振蕩器，電容 C1 連接正反饋支路，晶振 Y1 和耦合電容 C2 是串聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，只有頻率為晶體串聯(lián)諧振頻率 fo的信號才能產(chǎn)生振蕩輸出，即電路振蕩于 fo。電路中電阻 R1 和 R2 是與非門 U1A 和 U1B 的偏置電阻，也可將 R1 和 R2 分別接地。電容 C3 用于防止寄生振蕩，當(dāng)晶體諧振頻率為 fo 時， C3 應(yīng)選一固定值。 403 10f1C ??? （ ） 該電路中晶振頻率 fo 為 ，故 C3 取值為 18pF。 與非門 U1C是緩沖輸出級，起隔離作用。電容 C2選用可變電容時，可以對輸出頻率進(jìn)行微調(diào)。選擇 使用 不同 振蕩頻率 的石英晶體，可獲得 1MHz~10MHz 的方波輸出。即使不采用其他穩(wěn)頻措施， 該電路 其穩(wěn)頻度也可達(dá)到 105 數(shù)量級。 計數(shù)器 與輸出接口 電路 該部分電路由 4 片二進(jìn)制同步加法計數(shù)器 74LS161 級聯(lián)成 16 位計數(shù)器，計數(shù)結(jié)果通過 光電耦合器接入到鎖存器 74LS373 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鎖存。其電路 原理圖如圖 21 所示。 74LS161 的清零端 同積分比較電路中的光耦控制端作為 AD 轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換啟動信號START，由 單片機(jī) 直接控制 ，第一級計數(shù)器的時鐘觸發(fā)端由時鐘信號輸出端 CP 和比較器輸出端 CO 經(jīng)與非門 U5A 接入，以后各級的時鐘觸發(fā)均由前級計數(shù)器的進(jìn)位信號控制 ，其他控制信號接法如原理圖所示。 計數(shù)器的輸出端通過 16 支光電耦合器同 AD 轉(zhuǎn)換的測量顯示部分實(shí)現(xiàn)電氣隔離 ，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的題目要求。 兩鎖存器的使能端接測量控制部分的數(shù)字低電平，使其在 AD 轉(zhuǎn)換器工作期間始終有鎖存功能，鎖存控制端作為 AD 轉(zhuǎn)換器的輸出 允許 端 OE，由單片機(jī)控制； 鎖存器的輸出端為AD 轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號出入端，可接入單片機(jī)的 I/O 口進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U174 A L S 161P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U274 A L S 161P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U374 A L S 161P03P14P25P36Q014Q113Q212Q311TC15CEP7CET10CLK2PE9MR1U474 A L S 16112348765R P 1R E S P A C K 4S T A R T123U 5 A74 A L S 00COCP+5G N D G N D G N D G N DC P c onU7 U8 U9 U 1 0 U 1 1 U 1 2 U 1 3 U 1 4 U 1 5 U 1 6 U 1 7 U 1 9 U 2 0 U 2 1 U 2 2T L P 52 1U6T L P 52 1G N D+5D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U 1 874 A L S 373D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U 2 374 A L S 373G N D G N DOER110 K12345678910111213141516J1C O N 1 6 圖 21 計數(shù)器與輸出接口電路 定時器模塊 定時器模塊采用 NE555 定時器，使其工作于單穩(wěn)態(tài)工作方式 ，定時器觸發(fā)工作后輸出一個高電平定時脈沖。其電路原理 圖如圖 22 所示。 T R I G2O U T34C V O L T5T H R6D I S C781R E S E T V C CG N DU1N E 55 5 NR120 K+5C10. 0 1uC P c on E O CC20. 1 u 圖 22 定時器電路 從圖 22 可以看出，按單穩(wěn)態(tài)工作時，基本上僅需外部連接定時電阻和電容，除此之外，應(yīng)將旁路電容接控制端 5。當(dāng)負(fù)觸發(fā)脈沖加到觸發(fā)輸入端 2 時（其值應(yīng)低于 Vcc/3，在本電路中 Vcc=+5V），定時器被觸發(fā)，開始其定時循環(huán)。輸出上升為高電平，其 值近似為 ；與此同時，電容 C 開始充電，以 RC 時間常數(shù)趨向 Vcc。當(dāng)電容 C 上電壓 Vc 充電達(dá)到 2/3Vcc時，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，輸出恢復(fù)到近似為零。定時器等待下一個觸發(fā)脈沖的到來。其觸發(fā)時序圖如圖 23 所示。 觸 觸 觸 觸V c觸 觸 觸 觸1 /3 V c c≈ V c c2 /3 V c c 圖 23 555 定時器觸發(fā)時序圖 在該系統(tǒng)中， 當(dāng)計數(shù)器計數(shù)滿時，其產(chǎn)生一高電平脈沖，經(jīng)反相器接入 555 定時器的觸發(fā)端，定時器開始定時，輸出端變成高電平，該高電平將控制模擬開關(guān)切換負(fù)參考電壓輸入積分 電路，設(shè)定其計時時間長于計數(shù)器由 0 計到滿所需時間；計時結(jié)束后輸出恢復(fù)低電平，該下降沿或低電平信號可分別接入單片機(jī)輸入輸出口，作為一次 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號 EOC，通知單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 單片機(jī)最小系統(tǒng)及應(yīng)用電路 在該系統(tǒng)中，使用凌陽 16 位單片機(jī) SPCE061A 完成 AD 轉(zhuǎn)換結(jié)果的處理和對 AD 轉(zhuǎn)換器的控制。其最小系統(tǒng)原理 圖如圖 24 所示。 I O A 041I O A 142I O A 243I O A 445I O A 546I O A 647I O A 748I O A 954I O A 1 156I O A 1 257I O A 1 358I O A 1 459I O A 1 560I O B 05I O B 14I O B 32I O B 41I O B 581I O B 680I O B 878I O B 977I O B 1 076I O B 1 267I O B 1 366I O B 1 465NC10NC11NC30NC31NC40NC70NC72NC71NC73NC74NC82I O A 344I O A 853I O A 1 055I O B 23I O B 779I O B 1 168I O B 1 564NC32NC39NC83NC84OSC32O12OSC31I13XICE16XICECLK17XICESDA18PVIN20PFUSE29DAC121DAC222V R E F 223A G C25O P I26M I C O U T27M I C N28M I C P33V R T P A D35V C M34V C P8X S L E E P63X R O M T61P V P P69X T E S T14VDDH51VDDH52VDDH75VDD7VSS9VSS19VSS24VSS38VSS49VSS50VSS62VDD15VDD36X R E S B6V M I C37R2S P C E 0 6 1Y13 2 7 6 8 KC 1 22 0 p FC 1 32 0 p FC41 0 0 0 0 p FV s s A V s s AC51 0 0 0 0 p FV s s C61 0 0 0 0 p FV s s AC91 0 0 u F 1 6 VV s sV s sV s sV s sC11 0 0 0 0 p F C21 0 0 0 0 p FC31 0 0 0 0 p FV s sC 1 11 0 u F 1 6 VC81 0 0 0 0 p FR13 . 3 KC71 0 0 0 0 p FC 1 03 3 0 0 p FV s s PV s s P12345678910111213141516J1C O N 1 612345678910111213141516J2C O N 1 62 V R E F 圖 24 SPCE061A 最小系統(tǒng) 在本系統(tǒng)中所使用的單片機(jī)資源有： A0A15： 16 位數(shù)字信號輸入； B0： 鍵盤控制芯片 CH451 串行時鐘信號 DCLK 輸出口； B1： 鍵盤控制芯片 CH451 串行數(shù)據(jù)輸入信號 DIN 輸出口； B2： 鍵盤控制芯片 CH451 裝載信號 LOAD 輸出口； B3： 鍵盤控制芯片 CH451 串行數(shù)據(jù)輸出信號 DOUT 輸入口。 B8： LCD 點(diǎn)陣液晶顯示器片選控制輸出； B9： LCD 點(diǎn)陣液晶顯示器串行數(shù)據(jù)輸出； B10： LCD 點(diǎn)陣液晶顯示器串行時鐘輸出 ； B13： AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束指示信號 EOC 輸入； B14： AD 轉(zhuǎn)換輸出允許信號 OE 輸出； B15： AD 轉(zhuǎn)換啟動信號 START 輸出。 其中 CH451 的串行數(shù)據(jù)輸出端占 用單片機(jī)的一個外部中斷 EXT2，以實(shí)現(xiàn)其串口通信功能。 鍵盤模塊 鍵盤采用 鍵盤控制芯片 CH451 管理， 對于 4 4 鍵盤，僅 分別 使用了 4 條鍵盤掃描輸出口 DIG0DIG3 和輸入口 SEG0SEG3 完成掃描鍵盤功能。 串行輸入輸出口，數(shù)據(jù)裝載接口和串行時鐘口分別接入 單片機(jī)的 I/O 口 B0B3，其中串行數(shù)據(jù)輸出信號作為單片機(jī)的一個外部中斷源。 電路原理圖如圖 25 所示。 V C C2D I G 014D I G 113D I G 212D I G 311D I G 410D I G 59D I G 68D I G 77D C L K6D I N5L O A D4S E G 71S E G 624S E G 523S E G 422S E G 321S E G 220S E G 119S E G 018D O U T3N . C .17R S T16G N D15U1C H 45 1 LS1S W P BS3S W P BS5S W P B