科技創(chuàng)新2-第154組設(shè)計(jì)報(bào)告

F程序編寫,FF摘要：

是科技創(chuàng)新2作一個(gè)增益可鍵控的線性放大器電路，拓展部分為自動(dòng)增益控制。會(huì)分別介紹基礎(chǔ)和拓展兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)原理、電路實(shí)現(xiàn)、編程實(shí)現(xiàn)，以及調(diào)試過程，并附上課程學(xué)習(xí)心得體會(huì)。：Thisreportistheexperimentalreportof“TechnologyInnovation2”,whichisdividedintotwoparts---thefundamentalpartandtheexpandingpart.Thefundamentalpartistodesignakey-controllablelineargainamplifiercircuit,andtheexpandingpartisabouttheautomaticgaincontrol.Thisreportseparaydescribesthefundamentalpartandexpandingpartofthedesignprinciple,circuitimplementation,programming,anddebuggingprocess,togetherwithaexperienceofthecoursestudy. 編寫說 名詞定 縮略 課題任務(wù)規(guī)定的設(shè)計(jì)要 實(shí)際完成后的功 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與分 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和總體結(jié) 系統(tǒng)的功 硬件總體結(jié) <增益可變放大電路模塊>描 功能描 接口定 技術(shù)要 實(shí)現(xiàn)方 <電平轉(zhuǎn)換模塊>描 功能描 接口定 實(shí)現(xiàn)方 <電壓比較模塊>描 功能描 接口定 實(shí)現(xiàn)方 軟件總體結(jié)構(gòu)和功 重要的全局變 流程邏 <主要軟件模塊（一）名稱>描 功能描 輸入輸出項(xiàng)描 數(shù)據(jù)結(jié) 調(diào)用函數(shù)說 算 <主要軟件模塊（二）名稱>描 測試項(xiàng) 測試的資 測試方 及分 硬件開發(fā)工 軟件開發(fā)工 程序課程學(xué)習(xí)心得和建議意 [“目次”是自動(dòng)生成的，選中并按鼠標(biāo)右鍵，選擇“更新域”即可自動(dòng)根據(jù)情況更新目次名稱為科技創(chuàng)新2的設(shè)計(jì)報(bào)告，介紹單片機(jī)控制的可控增益以及自動(dòng)增益控制的設(shè)計(jì)報(bào)告，分為基礎(chǔ)和拓展兩個(gè)部分，通過設(shè)計(jì)原理、電路實(shí)現(xiàn)、編程實(shí)現(xiàn)以及調(diào)試過程、進(jìn)行介紹。適合于對(duì)基本電路設(shè)計(jì)感的同學(xué)閱讀單片機(jī)小系統(tǒng)：以單片機(jī)為及其它外部電路構(gòu)成，以通過單片機(jī)編程來實(shí)現(xiàn)一定控制功能的系統(tǒng)。單片機(jī)又稱單片微控制器,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)上。,CD4066B：是一個(gè)為模擬/數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換或多路復(fù)用設(shè)計(jì)的四路雙向開關(guān)CD4016B的引腳相兼容,但是擁有一個(gè)更低的導(dǎo)通電阻.此外,在整個(gè)輸入信號(hào)范圍內(nèi),導(dǎo)通電阻是一個(gè)常量。檢波:將正弦波形變換為直流的電路，本實(shí)驗(yàn)中采用峰值檢波，即獲得的是正弦輸入波的峰值具體指標(biāo)：(1)0.151.45(2)150.11.50.1。(3)3%。在單片機(jī)小系統(tǒng)板上的人機(jī)操作界面，通過按鍵設(shè)置放大器的增益等級(jí)，四個(gè)按鍵從左至右功能分別為：增益增大0.、增益減少0.1、、換模式?？梢詫?shí)現(xiàn)從0.1到1.5的5個(gè)增益倍率檔位變化，并且相應(yīng)的增益值會(huì)在數(shù)碼管上顯示。各等級(jí)的實(shí)際增益值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，最大誤差為1.47%0.1561%。增益可以隨輸入波的幅度變化而自動(dòng)更改，能夠保證輸出信號(hào)峰值在限定范圍內(nèi)。在0.4倍增0.4倍增益(0.4)以下的范圍，設(shè)計(jì)一個(gè)反相放大器電路，可以實(shí)現(xiàn)增益可變。用模擬開關(guān)集成塊（推薦使用4066）實(shí)現(xiàn)一3%。鍵盤與現(xiàn)實(shí)：鍵盤從左至右四個(gè)鍵功能依次為：加，減，，切換模式。每次按鍵，相應(yīng)的燈亮，相應(yīng)的增益值能夠在數(shù)碼管上顯示。每按一次“加”鍵，增益值增大0.1.；每按一次“減”鍵，增益值減少0.1；按一次“”鍵，增益值變?yōu)?；按一次“轉(zhuǎn)換模式”增益控制：通過改變反響輸入端的電阻來控制增益大小。反相輸入端電阻由四個(gè)電阻并聯(lián)組成406615種不同的增益值。增益可變放大增益可變放大單單通過按鍵，單片機(jī)小系統(tǒng)通過控制開關(guān)陣內(nèi)開關(guān)的閉合狀態(tài)，改變靜態(tài)增益，使輸出電壓的0.~154IO4066的四個(gè)控制引腳，通過控制對(duì)應(yīng)電阻的通斷狀態(tài)，實(shí)ControlControlControl圖三增益可變放大電路模塊U+=U－，i+=i—=0。G＝Vo/Vi=Rf/Rx，RxRf。增益可變放大電路對(duì)于增益的控制，是通過可變電阻模塊實(shí)現(xiàn)的，可變電阻模塊采用4066。Rx值實(shí)現(xiàn)的。

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1 R1＝80kΩ，R2=40kΩ，R3=20kΩ，R4=10kΩ，Rf=20kΩ可以得出Rf/R1=0.1，Rf/R2=0.2，Rf/R3=0.4，Rf/R4=0.8。當(dāng)輸入不同的控制信號(hào)時(shí)，會(huì)Rx不相同，0.11.5倍的變CD406610pin插座一端的連續(xù)四個(gè)針腳上。采用兩種供電模式，基礎(chǔ)部分時(shí)是+5V供電，拓展部分時(shí)是+5V，-5V供電，兩者可通過單片機(jī)上的按鍵進(jìn)行切換，利用短路帽實(shí)現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換。CD4066結(jié)構(gòu)圖如圖五。圖五摘自《CD4066DATASHEETLM741(A741)是一種基本的運(yùn)算放大器，同向端接地，反向端輸入。輸入阻抗典型值為2MΩ，輸出阻抗大約為幾十Ω。輸出端在基礎(chǔ)部分時(shí)接地，在拓展部分時(shí)接10pin插座的一個(gè)針腳，兩者的轉(zhuǎn)換通過開路帽實(shí)現(xiàn)。LM741結(jié)構(gòu)圖見圖六。圖六LM741DATASHEET電阻導(dǎo)通狀況K)等效電阻K)ABCD000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111增益可變放大電路模塊接口：輸出信號(hào)為(+5V，—5V)圖 將單片機(jī)(+5V供電)LM324進(jìn)行電壓比較。當(dāng)輸入信號(hào)為+5V時(shí)，與+2.5V進(jìn)行比較后，輸出信號(hào)為+5V0V時(shí)，與+2.5V進(jìn)行比LM324，其由四個(gè)運(yùn)算放大器組成。LM324圖九摘自《LM324DATASHEET當(dāng)輸入端為+5V時(shí)，輸出端也為+5V0V時(shí)，輸出端變?yōu)?5VCD4066工作5V的電壓下，讓交流信號(hào)能夠通過模擬開關(guān)。單片機(jī)接口：電壓比較模塊有兩個(gè)輸出接口都通過一個(gè)10pin插座與單片機(jī)相連接，利用輸出信號(hào)增益可變放大電路模塊接口：通過10pin插座與增益可變放大電路模塊相連接，將輸入信號(hào)檢波后33圖十uA741uA741輸出+5V,反之，則輸出-5V。通過二極管時(shí)，由于負(fù)向電壓無法通過，+5V5V0V。通過電壓比較模塊，輸出信號(hào)為+5V和0V。而+5V和0V分別在單片機(jī)上表現(xiàn)為二進(jìn)制的1和。因此兩條電路共有 三種組合(其中的10是不可能的，因?yàn)檩斎腚妷翰豢赡芗缺日f明輸入電壓較大，單片機(jī)會(huì)控制使增益倍數(shù)減??；當(dāng)為01時(shí)，單片機(jī)無任何動(dòng)作。unsignedcharxdata數(shù)碼管的掃描計(jì)數(shù)器,unsignedcharbdata數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)位unsignedcharunsignedintkey1_c=0,KEY1,KEY2,KEY3,KEY4的計(jì)數(shù)器,記錄按鍵被按下的時(shí)間,以達(dá)到防抖的目的,才允許鍵值,鍵值的是按鍵松開時(shí)刻的電平上升沿。unsignedint模式選擇變量：mode=1時(shí)對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)部分，此時(shí)按鍵均可用，增益手動(dòng)調(diào)節(jié)。Mode=2時(shí)對(duì)應(yīng)拓unsignedintf1=1，sbitD1_0=P3^5,D1_1=P3^4,D1_2=P3^3,D1_3=P3^2,D2_0=P3^2,D2_1=P3^3,D2_2=P3^4,D2_3=P3^5:D1_0~D1_31下的增益等級(jí)current_value0,1,2,3位。D2_0~D2_3對(duì)20,1,2,3位。開計(jì)時(shí)器開計(jì)時(shí)器,5ms計(jì)時(shí)到計(jì)時(shí)器溢出NNYY圖十一主函數(shù)流程圖current_value的值設(shè)D1_0~D1_3current_value的值設(shè)D2_0~D2_3 1Current_valueCurrent_valueCurrent_valueCurrent_valueNNYIN1IN21YN2YN3YNY44YNN2(2(加減Current_value的值送 譯在基礎(chǔ)部分中，單片機(jī)上的四個(gè)按鍵均起作用，其中KEY11，KEY2按下時(shí)增益減1，KEY3按下時(shí)增益，KEY4按下時(shí)切換模式。按鍵松起時(shí)電平的上升沿捕獲，以這個(gè)上升沿為標(biāo)志開始鍵值處理，這樣可以避免一直按住按鍵時(shí)增益連續(xù)變化，可以改進(jìn)按鍵的穩(wěn)定性。unsignedunsignedunsignedunsignedunsignedunsignedf1unsignedif(KEY1==0)if{if(current_value<max_value)current_value++;}if(KEY1==1)檢測到KEY1引腳上有低電平時(shí)key1_c開始計(jì)數(shù)，在key1_c5期間如果KEY1上檢測到有高電平，則計(jì)數(shù)器key1_c。key1_c大于5以后單片機(jī)開始等待用戶松開按鍵，即只有在同滿足計(jì)數(shù)器key1_c大于5并且KEY1上高電平時(shí)才進(jìn)行增益調(diào)整，同時(shí)又將計(jì)數(shù)器。這樣就實(shí)digi_scaner，類型：unsignedchar13的依次掃描，每次掃描眾多會(huì)有一支數(shù)output_selunsignedchar；功能：確定點(diǎn)亮哪一只數(shù)碼管。output_sel4位分別對(duì)1就可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)一只數(shù)碼管。碼函數(shù)NUMTOSEG7存器ADDR_SELADDR_8SEG增益譯碼模塊是將current_value424個(gè)I/O引置高電平if((current_value&0x08)!=0x00)D1_0=1;elseD1_0=0;if((current_value&0x04)!=0x00)D1_1=1;elseD1_1=0;if((current_value&0x02)!=0x00)D1_3=1;elseD1_3=0;if((current_value&0x01)!=0x00)D1_2=1;elseD1_2=0;使用3位半或更高精度的數(shù)字電壓表（可以使用自備，下同），測量系輸入）接上萬用表，調(diào)到歐姆檔。將放大電路與電源斷開，拔掉4066，用導(dǎo)線模擬開關(guān)，分別搭接四5.3.1對(duì)應(yīng)阻值，檢查阻值偏差。連接如圖十四。R1有正確8K4K2K（10開08421這個(gè)環(huán)節(jié)，要測試輸入信號(hào)Vi，輸出信號(hào)Vo，固定Vi，通過按鍵調(diào)整放大倍數(shù)測量Vo，首先把程序到單片機(jī)小系統(tǒng)中，并給單片機(jī)小系統(tǒng)提供5V電壓。使其正常工作。切換到可控增益放大器模式，并給制作部分提供相應(yīng)的電壓值，使兩個(gè)能正常工作。不斷改變其增益值，在自動(dòng)增益部分，只需切換到自動(dòng)增益模式，調(diào)整輸入信號(hào)的幅度，觀察數(shù)碼管的示數(shù)及示波器中顯示的波形。123456789123456789以上數(shù)據(jù)為本小組在自己測得的數(shù)據(jù)基本能夠達(dá)到要求，示波器上波形正確，增益值可以隨輸入信號(hào)的幅度而變化，被正確的限0.40.411111供連（焊）1114111616121111供連（焊）11141116硬件電路工作在正負(fù)5V的工作電壓下（工作電壓），輸入選取+1V的直流電壓（便于調(diào)試時(shí)觀察增益）220V交流電源正常工作。KeilWindowsMicrocontrollerISPWindowsProWindows知識(shí)有了初步的理解。而各位的老師和助教始終如一的耐心解答，在我們遇到時(shí)，老師其次，感謝共同奮戰(zhàn)的。在里，每當(dāng)有小組遇到時(shí)，總會(huì)找其它小組同學(xué)請熱心的同學(xué)給予我們幫主，讓我們小組的實(shí)驗(yàn)得以順利的進(jìn)行。在此，我們對(duì)一起努力的，高。應(yīng)該說，這次實(shí)驗(yàn)我們付出了很多，收獲也是非常大的。在此，非常感謝這次的科創(chuàng)[2]實(shí)驗(yàn)，CD4066BCCD4066BCQuad lSwitchDataLM741OperationalAmplifierData#include<reg51.h>#includesbitKEY1=P1^0; sbitKEY2=P1^1;sbitKEY3=P1^2;sbitsbitD1_0=sbitsbitsbitsbitD2_0=sbitD2_1=sbitsbitsbitIN1=P3^4;sbitIN2=unsignedcharcurrent_value=10;//放大倍數(shù)當(dāng)前值#definemax_value0x0f #definemin_value0x01 #defineV_T10xfd /**/#defineV_TH00xee#defineV_TL0#define XBYTE[0x2000]/*#define XBYTE[0x4000]/*unsignedcharxdatadigi_scaner;unsignedintkey1_c=0;unsignedintkey2_c=0;unsignedintkey3_c=0;unsignedintkey4_c=0;unsignedintmode=1;unsignedintf1=1;unsignedintf2=1;unsignedintunsignedcharbdataoutput_sel;sbitled_1=output_sel^5;sbitled_2=output_sel^6;sbitled_3=output_sel^7;sbitled_4=output_sel^4;unsignedcharNUMTOSEG7(unsignedchar{unsignedcharAA;switch(DATA){case0:AA=0xc0;break;case1:AA=0xf9;break;case2:case3:case4:case5:case6:case7:case8:case9:AA=0x90;break;default:AA=0xff;}}timer0()interrupt1using{output_sel0xf0;/*初值，令數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)位無效，指示燈全滅*/if(mode==1){if(KEY1==0)key1_c++;if{if(current_value<max_value)current_value++;elsecurrent_value=min_value;}if(KEY1==1)if(KEY2==0)if{if(current_value>min_value)current_value--;elsecurrent_value=max_value;}if(KEY3==0)key3_c++;if(KEY3==1&&key3_c>5){}}if{if(IN2==0&&IN1==0)if{if(current_value<15)current_value++;}if(IN1==1&&IN2==0)current_value=current_value;if(IN1==1&&IN2==1)f2++;if{if(current_value>1)current_value--;}}if(KEY4==0)if{if(mode==1){mode=2;led_4=0;}else{mode=1;led_4=1;}}if(KEY4==1)if(++digi_scaner>3)digi_scaner=1;switch(digi_scaner){casecase2:

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