【正文】 實(shí)現(xiàn)方案 ， 在 max262 的應(yīng)用方面具有一定的借鑒價(jià)值 。 有完整的控制電路，和參數(shù)設(shè)置功能，有 友好的人機(jī)界面，指導(dǎo) 操作。 電壓 增益與截止頻率的誤差均不大于 10%。 2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能可以概括為 LCD 顯示、按鍵輸入、 掉電保護(hù)、程控濾波、模塊通信以及系統(tǒng)供電 ， 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程即是為實(shí)現(xiàn)上述功能的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程 。電源模塊負(fù)責(zé)給系統(tǒng)提供177。 5VDC 的工作電壓。24VDC 轉(zhuǎn)177。 12VDC 轉(zhuǎn)177。濾波模塊與控制模塊分別由單獨(dú) 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 的一片單片機(jī)控制。兩個(gè)模塊通過(guò)串口的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 1 2 VC P U7 2 9 0 按 鍵輸 入177。 5 VL C D 顯 示電 源 模 塊人 機(jī) 交 互 模 塊 濾 波 電 路 模 塊C P U濾 波器程 控 放大輸 出 通道 選 擇串 口 圖 1 系統(tǒng)框圖 3 硬件 電路 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分根據(jù)圖 1 的三大模塊 來(lái)進(jìn)行 說(shuō)明。 5V 和 177。 24V 經(jīng)過(guò) DCDC 轉(zhuǎn)換電路得到要求的電壓。 還有就是 波形 輸出通道的選擇，前級(jí)放大電路的設(shè)計(jì)，檔位計(jì)算 等問(wèn)題 。 模塊 之間使用 串口 進(jìn)行通信 ， 在模塊調(diào)試的時(shí)候 也會(huì)用到 RS232 接口來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī) 與電腦的通信。 第 3 頁(yè) 共 30 頁(yè) 電源電路 設(shè)計(jì) IN1GND2O U T378**R P 178 12IN2GND1O U T379**R P 279 12C 220. 1uC 210. 1u+C 1947 0u+C 2047 0u1 23 45 67 89 10J P 4H E A D E R 5 X 21 23 45 67 89 10J P 5H E A D E R 5 X 2+ 2 4V 24 V+ 1 2 12D 20D I O D ED 24D I O D E12345J6C O N 5 圖 2 24VDC12177。 24V 供電。 5V 和177。該部分的 DC 轉(zhuǎn)化是通過(guò) 7812(7805)， 7912（ 7905）實(shí)現(xiàn)的。 12V 和 177。 C 250. 1uf+ C 2447 0u+ 1 2V +5D 22D I O D E1 23 45 67 89 10J P 3H E A D E R 5 X 2IN1GND2O U T378**R 1178 05V i n2GND1 5V3U2L M 7 905 C TC 2310 4+ C 2647 0u 12 V 1 23 45 67 89 10J P 6H E A D E R 5 X 2D 26 D I O D E1 2 3 4 5J7C O N 55 圖 3 177。 5VDC轉(zhuǎn)化電路 177。 24V 直流電壓經(jīng)過(guò) 7812 和 7912 轉(zhuǎn)化得到。 177。 12V 經(jīng)過(guò) 7805 和 7905 轉(zhuǎn)化得到。 上面兩個(gè)電路中電容起到濾波的作用，讓輸出的直流電壓更穩(wěn)定。 結(jié)合 題目要求 進(jìn)行分析 ， 只 使用 芯片 任意 1 個(gè) 二階開(kāi)關(guān)電容有源濾波器 即可滿足需求，故電路設(shè)計(jì)如 圖 4 所示，該電路使用了 MAX262 濾波器 A，信號(hào)由 INA 端口輸入，經(jīng) 過(guò)濾波器后分別從端口 LPA， HPA 輸出低通信號(hào)，和高通信號(hào)。 芯片的時(shí)鐘可以連接晶體 RC 網(wǎng)絡(luò)或外部時(shí)鐘產(chǎn)生器，由于輸入時(shí)鐘頻率Fclk 與 6 位 f0 編程輸入代碼一起決定濾波器的中心或截止頻率 ，根據(jù)計(jì)算（參見(jiàn) 截止頻率 Fc 設(shè)置 ） ， 系統(tǒng)選定用 2M 的外部石英晶振作為時(shí)鐘輸入。 第 5 頁(yè) 共 30 頁(yè) OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q12U67 4 H C 5 7 3A 0 *A 1 *A 2 *A 3 *D 1 *D 0 *WRA0A1A2A3D1D0 圖 5 74HC573鎖存輸出 輸出通道選擇 由于輸出低通，高通的端口不同 ，在不 同 濾波 模式 被設(shè)置時(shí)， 需要選擇不同 的端口作為輸出口， 系統(tǒng) 通過(guò)模擬開(kāi)關(guān) CD4052 來(lái)進(jìn)行端口選擇， 在通道 X0和 X1 之間切換，輸入前端加上兩個(gè)跟隨器，起到信號(hào)隔離的作用， 具體電路如圖 6 所示 。 LM358構(gòu)成 2 個(gè)跟隨器， 輸入端分別與 MAX262 的高通和低通輸出口相連，跟隨器 起到 了 信號(hào) 隔離 ，防止信號(hào)相互 竄擾的作用。即 10 倍， 100 倍和 1000 倍 3 個(gè)檔位，電路采用 2 級(jí)放大， 電路放大公式為 Vo=Vi*(Rx/1K)其中 Rx 為接入開(kāi)關(guān)的電阻。 R 1110 kR 1215 kX012X114X215X311Y01Y15Y22Y34I N H6A10B9V E E7X13Y3VCC16GND8U440 52R 1350 k12J 115 倍10 倍25 倍R 161kR 151k3261 574U5T L 08 1ou t+ 15 15IN 圖 7 一級(jí)放大 由于模擬開(kāi)關(guān)帶人少量干擾，調(diào)節(jié)時(shí)，觀察 輸入輸出達(dá)到放大倍數(shù)關(guān)系 即可 。 其基本的 外圍電路包括 電源 電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 都 與傳統(tǒng) 51 電路兼容 。 其中單片機(jī) 的供電輸入 為 VCC 和 GND。 C16， 第 7 頁(yè) 共 30 頁(yè) R3， R4， S2， 共同構(gòu)成了單片機(jī)上電復(fù)位電路 ， 當(dāng)上電瞬間 C16 導(dǎo)通， RST處的瞬時(shí)電壓約為 VCC，然后 經(jīng)過(guò) R4 慢慢 放電， RST 處的電壓在上電后一段時(shí)間保 持高電平， 最 終 RST 處電壓一直保持 約 為 0V，直到下次斷電后再上電。 單片機(jī)的 31 腳，即 EA/Vpp 端口接 VCC 是為了讓 該端口在 工作時(shí)一直保持高電平， 使用單片機(jī)的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器 [1]。 PZ是一支 8 個(gè) 1K 電阻的排阻， 1 腳是公共端 。 P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78R S T / V P D9P 3 .0 / R x D10P 3 .1 / T x D11P 3 .2 / I N T 012P 3 .3 / I N T 113P 3 .4 / T 014P 3 .5 / T 115P 3 .6 / W R16P 3 .7 / R D17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728P S E N29A L E / P R O G30E A / V p p31P 0 .732P 0 .633P 0 .534P 0 .435P 0 .336P 0 .237P 0 .138P 0 .039V C C40J 3 48 9 C 5 1123456789PZV C CV C CV C CR32 0 0+C 1 61 0 US2R41 0 KC 1 933C 2 13312C 2 0JZX T A L 2X T A L 1X T A L 1X T A L 2P 3 0P 3 1P 3 2P 3 3P 3 4P 3 5P 3 6P 3 7A 0 *A 1 *A 2 *A 3 *D 1 *D 0 *WRK E Y _ A 圖 9 MCU外圍 電路 電路 人機(jī)交互電路 設(shè)計(jì) 人機(jī)交互電路主要包括行列式按鍵 ， LCD 接口， ZLG7290 電路 。 液晶接口電路 系統(tǒng)采用 FYD128640402B 字庫(kù)液晶， 其顯示分辨率為 128 64, 內(nèi)置 8192個(gè) 16*16 點(diǎn)漢字，和 128 個(gè) 16*8 點(diǎn) ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面， 很好的完成顯示功能。 第 8 頁(yè) 共 30 頁(yè) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20J55C O N 2 0R 2 8P O T 2P10P11P12P13P14P15P16P17P02P01P00V C C1 2J73P03V C CV C C 圖 10 液晶接口 基于 ZLG7290 的行列式按鍵 電路 為減少鍵盤占有過(guò)多的端口資源， 采用 ZLG7290B 芯片完成按鍵檢測(cè)處理功能。 s e gcs e ghs e gas e gbD i g0D i g1D i g2D i g3P 3. 3S C LS D AY3C 15C 14C 13+ C7R4 R 11P 2. 7S D AS C LP 2. 6P 2. 1V C CV C CV C CK C 06S B A23K C 15S B B24K C 24S B C1K C 33S B D2K C 422S B E7K C 521S B F8K C 612S B G9K C 713DP10S C L19V C C16S D A20I N T14R S T15G N D11OSC117OSC218U1 圖 11 ZLG7290接口電路 ZLG7290B 是廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司自行設(shè)計(jì)的數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)及鍵盤掃描管理芯片。其中有 8 只按鍵還可以作為功能鍵使用，就像電腦鍵盤上的 Ctrl、 Shift、 Alt 鍵一樣。采用 I2C 總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號(hào)線。 在本系統(tǒng)中用到其中的按鍵管理功能。本系統(tǒng)用到的最終行列式按鍵電路如圖 12 所示。 表 1 按鍵功能分配 1 2 3 預(yù)留 4 5 6 預(yù)留 7 8 9 預(yù)留 0 切換鍵 確定鍵 預(yù)留 4 軟件設(shè)計(jì) 軟件 設(shè)計(jì)概述 該系統(tǒng)的軟件主要是在 Keil 開(kāi)發(fā)平臺(tái)上用 C 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)完成的。模塊間的通信是靠串口實(shí)現(xiàn)的。 上位機(jī)模塊中主要的編程任務(wù)是 LCD 的底層驅(qū)動(dòng)，界面設(shè)計(jì)， ZLG7290的按鍵應(yīng)用，以及串口通信。 第 10 頁(yè) 共 30 頁(yè) ZLG7290 按鍵功能的實(shí)現(xiàn)主要依靠 I2C 協(xié)議驅(qū)動(dòng)的編寫，以及外部中斷的應(yīng)用。 初 始 化（ 串 口 、 外 部 中斷 、 L C D ）歡 迎 界 面E 2 p r o m 存儲(chǔ) 設(shè) 置 數(shù)據(jù)串 口 發(fā) 送設(shè) 置 數(shù) 據(jù)有 設(shè) 置操 作 ？Y界 面 標(biāo) 志e n t e r _ f l a g = 0界 面 選擇 主 界面e n t e r _ f l a g = 1e n t e r _ f l a g = 2運(yùn) 行 狀 態(tài)界 面設(shè) 置界