高精度數(shù)字控制放大器設(shè)計(jì)

1、指導(dǎo)老師：姓 名 ：學(xué) 號(hào) ： 系 別 ： 電子信息工程學(xué)院專 業(yè) ： 電子信息工程 利用單片機(jī)控制高精度受控放大器的放大倍數(shù)，在液晶或者LED上形成放大倍數(shù)顯示。 在應(yīng)用中，我們常希望輸入信號(hào)的幅值接近AD的輸入電壓量程的上限。工程上常采取改變放大器增益的方法對(duì)幅值大小不一的信號(hào)進(jìn)行放大。在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)不同的幅值信號(hào)的放大，往往利用程控放大器對(duì)幅值大小不一的信號(hào)進(jìn)行放大。程控放大器是根據(jù)使用要求由程序控制改變?cè)鲆娴姆糯笃?，具有控制方便，線性度高，穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。 高性能運(yùn)算放大器應(yīng)用非常廣泛，尤其是小信號(hào)放大電路的應(yīng)用。它涉及的行業(yè)很廣泛，小到音箱，收音機(jī)民用行業(yè)，大到衛(wèi)星、火箭

2、等軍用行業(yè)。通常我們需要對(duì)小信號(hào)的波形、頻率等參數(shù)進(jìn)行分析。然而現(xiàn)有的設(shè)備很難觀測(cè)這些小信號(hào)的參數(shù)，這要求我們必須對(duì)小信號(hào)的幅值進(jìn)行放大以便于我們對(duì)其進(jìn)行研究。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 本系統(tǒng)以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心，同時(shí)采用整流穩(wěn)壓電路、1602液晶顯示電路、CD4501模擬開關(guān)和雙運(yùn)放TL062組成的反相比例運(yùn)算放大電路、信號(hào)采集電路。系統(tǒng)采用220V的電壓供電，通過變壓器輸出雙12V的電壓，再通過整流穩(wěn)壓把12V的電壓轉(zhuǎn)化為+9V、-9V和+5V三個(gè)不同的電壓值；通過單片機(jī)控制模擬開關(guān)CD4051的三個(gè)二進(jìn)控制輸入端A、B、C和INH，來改變反饋電阻的阻值，從而實(shí)現(xiàn)不同的放大倍數(shù)，并通

3、過液晶顯示出實(shí)際放大倍數(shù)；信號(hào)采集電路則把輸入的信號(hào)和輸出的信號(hào)采集出來，并通過液晶顯示出來。 整個(gè)系統(tǒng)分為主控電路、LCD1602液晶顯示電路、反相比例運(yùn)算電路、整流穩(wěn)壓電路和信號(hào)采集電路五個(gè)部分組成。 該芯片為STC12C5A60S2內(nèi)核8位單片機(jī)，兼容Intel等52內(nèi)核單片機(jī)，支持ISP下載，適用于常用檢測(cè)控制電路。由STC12C5A60S2組成的主控系統(tǒng)原理圖由右圖所示。圖中S7、S8、S9、S10為四個(gè)按鍵，分別為個(gè)位加一鍵、個(gè)位減一鍵、十位加十控制鍵和十位減十控制鍵。P3.0P3.2和P3.4P3.6為CD4501控制輸入端數(shù)據(jù)線,P3.3為模擬開關(guān)INH輸入控制線，P1.1和P

4、1.2為L(zhǎng)ED燈控制線。當(dāng)INH輸入端“1”時(shí)，所有通道截止?？刂戚斎霝楦唠娖綍r(shí)，“0”通道被選，反之，“1”通道被選，P0.0P0.7為L(zhǎng)CD數(shù)據(jù)線，P2.5P2.7為L(zhǎng)CD控制線。系統(tǒng)采用12MHz外部晶振電路 。 LCD1602顯示電路主要用于顯示實(shí)測(cè)放大倍數(shù)值、輸入信號(hào)值和輸出信號(hào)值。 采用反相比例運(yùn)算放大電路，通過改變反饋電阻大小來改變放大倍數(shù)。P11是信號(hào)輸入端，P12是信號(hào)輸出端。 采用橋式整流電路，通過變壓器得到雙12V電壓，再通過整流穩(wěn)壓電路把轉(zhuǎn)化為+9V和-9V和+5V的直流電壓。 信號(hào)通過采集，在液晶上顯示輸入的信號(hào)峰峰值和輸出信號(hào)的峰峰值。 高精度控制放大器設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)主要包括以下四個(gè)子程序：信號(hào)采集按鍵掃描液晶顯示主程序系統(tǒng)調(diào)試 本系統(tǒng)的電路較大，涉及的模塊比較多，其中包含整流穩(wěn)壓模塊、三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器模塊、反相比例運(yùn)算模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、液晶顯示模塊等，因此對(duì)于焊接方面更是不可輕視，龐大的電路系統(tǒng)中只要出于一處的錯(cuò)誤，則會(huì)對(duì)檢測(cè)造成很大的不便，而且電路的交線較多，對(duì)于各種鋒利