大學畢業(yè)論文--基于單片機程控濾波器設(shè)計

基于單片機程控濾波器設(shè)計TOC\h\z\t"標題1,1,標題2,2,標題3,3"摘要 IABSTRACT II第1章前言 11.1濾波器的概述 11.2濾波器的作用 21.3濾波器的應(yīng)用場合 21.4濾波器的發(fā)展階段 31.5本文所研究的內(nèi)容 3第2章濾波器結(jié)構(gòu)及芯片介紹 52.1濾波器的結(jié)構(gòu) 52.1.1根據(jù)濾波器的特性和應(yīng)用場合其結(jié)構(gòu)形式 52.1.2濾波器的結(jié)構(gòu)演變 52.2濾波器的設(shè)計 82.3AT89S52單片機的介紹 82.3.1主要性能 82.3.2功能特征描述 92.3.3引腳功能 92.3.4存儲器結(jié)構(gòu) 122.3.5定時器 122.3.6波特率發(fā)生器 142.3.7可編程時鐘輸出 152.4DAC0832的介紹 152.4.1主要特性參數(shù) 162.4.2DAC0832的結(jié)構(gòu)及其引腳功能 162.4.3DAC0832實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換及它的工作方式 17第3章系統(tǒng)方案與理論計算 193.1系統(tǒng)方案的論證與選擇 193.1.1放大電路的選擇 193.1.2濾波電路的選擇 193.1.3總體方案 193.2理論分析與計算 203.2.1放大電路 203.2.2低通、高通濾波電路參數(shù) 21第4章電路與程序設(shè)計 234.1程控放大器的設(shè)計 234.1.1單片機控制電路 234.1.2放大電路 244.2濾波器電路的設(shè)計 244.2.1數(shù)字電位器控制電路 244.2.2.低通濾波電路 254.2.3高通濾波電路 264.2.4四階橢圓低通濾波電路 274.3LCD顯示的設(shè)計 284.4軟件的設(shè)計 29第5章測試分析以及結(jié)果總結(jié) 305.1放大電路的測試 305.1.1靜態(tài)測試 305.1.2動態(tài)測試 305.2濾波電路的測試 305.3結(jié)果分析 31第6章結(jié)論 32致謝 33參考文獻 34畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 35附錄 36PAGE36摘要濾波是數(shù)據(jù)采集、信號處理和通信系統(tǒng)等領(lǐng)域必不可少的重要環(huán)節(jié)，如A/D轉(zhuǎn)換前的“限帶抗混疊濾波”和D/A轉(zhuǎn)換后的“平滑濾波”。在信號頻率動態(tài)范圍較寬的場合，設(shè)定固定截止頻率的濾波技術(shù)已很成熟，但在許多工程應(yīng)用領(lǐng)域，信號頻率的動態(tài)范圍往往很寬，其信號頻率在幾赫茲到幾千赫茲之間。因此，就有必要采用多種截止頻率的濾波器，采用程控濾波法對頻率動態(tài)范圍較寬的信號進行濾波。以AT89S52單片機作為控制核心，設(shè)計一個高性能的程控濾波器。放大電路采用由單片機AT89S52、DAC0832和集成運放組成的程控放大電路，可實現(xiàn)對放大器增益的設(shè)置，同時實現(xiàn)增益的步進可調(diào)，增益變化范圍為0～60dB；顯示部分采用OCM2×16字符點陣系列模塊，以實現(xiàn)設(shè)置參數(shù)顯示功能；低通選用二階低通貝賽爾濾波電路，高通采用壓控二階高通濾波電路，選用x9312數(shù)字電位器來控制截止頻率，在1～20kHz可調(diào)。經(jīng)實驗調(diào)試，較好地實現(xiàn)了預定的功能，系統(tǒng)的可靠性和性價比較高。關(guān)鍵詞：單片機,程控放大電路,貝賽爾濾波器,數(shù)字電位器ABSTRACTIsbasedondatacollectionandsignalprocessingandcommunicationssystemsfortheimportantlinkinthefield,suchasadchangethe"immunity"foldedupwiththefilterandda"smoothtransitionofthesignalfrequencyfiltering".inawide,settingafixedbythefrequencyfilteringtechnologywasverycrude,butinmanyareasofprojectapplication,thesignalfrequencyisoftenwiderange,thesignalfrequencyinseveralcyclestoseveralthousandbetweencycles.Therefore,itisnecessarytoadoptvariousbythefrequencyofthefilter,theuseofcontrolledbasedonawidefrequencyfiltering.SignalThesystemAT89S52asthecontrolcore，designahigh—performanceprogrammablefilter．AmplifiercircuitcomposeofAT89S52，DAC0832andintegratedop—ampamplifiercircuitprogramcontr01．Itrealizeontheamplifiergainsettings，andachievethegain—stepadjustmentfrom0dBto60dB．LCDmoduleusingtheOCM2×16ofdot—matrixcharactersdisplaythesettingparameters．Low—passfilteruselow—passBesselfiltercircuit．High—passfilterusevoltagecon—trolledvoltagesourcesecond-orderhigh—passfiltercircuit．UsingX9312digitalpotentiometercontrolcut—offfrequencyfrom1kHzto20kHz．Theexperimenttodebugthesystemtobetterachievepredeterminedfunctions．Thehighersystemreliabilityandcost—effective．KEYWORDS：SCM，programcontrolledfilter,besselfilter,digitalpotentiometer第1章前言1.1濾波器的概述濾波器是一種對信號有處理作用的器件或電路。主要作用是：讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能大的衰減。濾波器一般有兩個端口，一個輸入信號、一個輸出信號，利用這個特性可以將通過濾波器的一個方波群或復合噪波，而得到一個特定頻率的正弦波。濾波器是由電感器和電容器構(gòu)成的網(wǎng)路，可使混合的交直流電流分開。電源整流器中，即借助此網(wǎng)路濾凈脈動直流中的漣波，而獲得比較純凈的直流輸出。最基本的濾波器，是由一個電容器和一個電感器構(gòu)成，稱為L型濾波。所有各型的濾波器，都是集合L型單節(jié)濾波器而成。基本單節(jié)式濾波器由一個串聯(lián)臂及一個并聯(lián)臂所組成，串聯(lián)臂為電感器，并聯(lián)臂為電容器。在電源及聲頻電路中之濾波器，最通用者為L型及π型兩種。就L型單節(jié)濾波器而言，其電感抗與電容抗，對任一頻率為一常數(shù)，其關(guān)系為

·=(1-1)

故L型濾波器又稱為K常數(shù)濾波器。倘若一濾波器的構(gòu)成部分，較K常數(shù)型具有較尖銳的截止頻率（即對頻率范圍選擇性強），而同時對此截止頻率以外的其他頻率只有較小的衰減率者，稱為m常數(shù)濾波器。所謂截止頻率，亦即與濾波器有尖銳諧振的頻率。通帶與帶阻濾波器都是m常數(shù)濾波器，m為截止頻率與被衰減的其他頻率之衰減比的函數(shù)。每一m常數(shù)濾波器的阻抗與K常數(shù)濾波器之間的關(guān)系，均由m常數(shù)決定，此常數(shù)介于0～1之間。當m接近零值時，截止頻率的尖銳度增高，但對于截止頻的倍頻之衰減率將隨著而減小。最合于實用的m值為0.6。至于那一頻率需被截止，可調(diào)節(jié)共振臂以決定之。m常數(shù)濾波器對截止頻率的衰減度，決定于共振臂的有效Q值之大小。若達K常數(shù)及m常數(shù)濾波器組成級聯(lián)電路，可獲得尖銳的濾波作用及良好的頻率衰減。1.2濾波器的作用濾波器，顧名思義，是對波進行過濾的器件。“波”是一個非常廣泛的物理概念，在電子技術(shù)領(lǐng)域，“波”被狹義地局限于特指描述各種物理量的取值隨時間起伏變化的過程。該過程通過各類傳感器的作用，被轉(zhuǎn)換為電壓或電流的時間函數(shù)，稱之為各種物理量的時間波形，或者稱之為信號。因為自變量時間是連續(xù)取值的，所以稱之為連續(xù)時間信號，又習慣地稱之為模擬信號(AnalogSignal)。隨著數(shù)字式電子計算機(一般簡稱計算機)技術(shù)的產(chǎn)生和飛速發(fā)展，為了便于計算機對信號進行處理，產(chǎn)生了在抽樣定理指導下將連續(xù)時間信號變換成離散時間信號的完整的理論和方法。也就是說，可以只用原模擬信號在一系列離散時間坐標點上的樣本值表達原始信號而不丟失任何信息，波、波形、信號這些概念既然表達的是客觀世界中各種物理量的變化，自然就是現(xiàn)代社會賴以生存的各種信息的載體。信息需要傳播，靠的就是波形信號的傳遞。信號在它的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)拿恳粋€環(huán)節(jié)都可能由于環(huán)境和干擾的存在而畸變，有時，甚至是在相當多的情況下，這種畸變還很嚴重，以至于信號及其所攜帶的信息被深深地埋在噪聲當中了。

濾波，本質(zhì)上是從被噪聲畸變和污染了的信號中提取原始信號所攜帶的信息的過程。1.3濾波器的應(yīng)用場合濾波器在電子領(lǐng)域中占有很重要的地位，在其他領(lǐng)域中也相當重要，因此它的應(yīng)用范圍很廣，在信號處理，抗干擾處理，電力系統(tǒng)，抗混疊處理等等領(lǐng)域中應(yīng)用很廣。濾波器不僅在弱電系統(tǒng)中有很廣的應(yīng)用，在強電系統(tǒng)中也有相當廣的應(yīng)用，在強電整流中需要將尖峰脈沖濾除，在可控硅脈沖環(huán)節(jié)，要防止誤脈沖，因此我們也要加防干擾的濾波電路。1.4濾波器的發(fā)展階段電容濾波器是由電路元件相互連接構(gòu)成的一種選頻網(wǎng)絡(luò)。從1915年Wagner和Campbell分別首次提出濾波器的概念以來，濾波器經(jīng)歷了無源分立RLC元件、集成線性元件/混合集成電路和單片全集成電路的發(fā)展歷程，取得了長足的進步。隨著濾波器理論的發(fā)展，特別是1977年美國加州大學Berkeley分校的學者組成的研究小組集成了第一片單片MOS開關(guān)電容濾波器，開關(guān)電容濾波器成為了濾波器理論中十分活躍的分支，受到了電路理論工作者和集成電路設(shè)計者的廣泛關(guān)注。開關(guān)電容濾波器(SCF)電路其核心部分由模擬開關(guān)、電容器和運算放大器組成，其傳輸函數(shù)系統(tǒng)特性取決于電容容量比的準確性，易于用MOS工藝實現(xiàn)。因此，70年代末，MOS工藝發(fā)展迅速，MOS器件在速度、集成度、相對精度控制和微功率等方面都有獨特的優(yōu)勢，為開關(guān)電容濾波器電路的迅速發(fā)展提供了很好的條件。國際上，70年代末至80年代中是SCF大發(fā)展時期，完成了從原理、結(jié)構(gòu)探討至工業(yè)化過程，并被廣泛應(yīng)用于通訊等領(lǐng)域。國內(nèi)在70年代末至80年代初，高校與研究所亦對SCF開發(fā)投入了大量人力物力，取得不少成果。進入90年代后期，高水準工藝線在國內(nèi)陸續(xù)建成，急需系統(tǒng)的開關(guān)濾波器設(shè)計、分析技術(shù)，以便設(shè)計具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的電子產(chǎn)品。目前，開關(guān)電容濾波器正向著集成度更高，功耗更低以及精度更好的方向發(fā)展，出現(xiàn)了很多的新方法來設(shè)計低電壓、低功耗、低電容比和運放增益靈敏度的SC濾波器。而隨著開關(guān)電容濾波器設(shè)計技術(shù)的日加成熟，開關(guān)電容濾波器的應(yīng)用也更加廣泛.從無限通訊到視頻應(yīng)用，再到集成電路設(shè)計，開關(guān)電容濾波器都越來越多的發(fā)揮著重要的作用。1.5本文所研究的內(nèi)容本文主要研究的內(nèi)容：第一章前言部分介紹了濾波器的概述，給出了濾波器的作用、主要應(yīng)用場合以及發(fā)展階段。第二章介紹了濾波器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計，對本程控濾波器設(shè)計的主要芯片AT89S52的主要性能、功能特征、引腳、存儲器結(jié)構(gòu)、定時器、濾波器發(fā)生器、可編程時鐘輸出以及芯片DAC0832的主要特性參數(shù)、結(jié)構(gòu)引腳和它的工作方式等進行了詳細的介紹。第三章對設(shè)計的系統(tǒng)方案進行了比較與選擇，其中包括放大電路與濾波電路的選擇。放大的電路通過比較選擇了用OP07和A74l作為放大器件實現(xiàn)三級放大，程控增益電路通過單片機控制DAC0832實現(xiàn)模擬量輸出。濾波電路采用數(shù)字電位器和二階貝賽爾有源濾波電路。介紹了總體方案是以單片機為數(shù)據(jù)處理的核心，將設(shè)計任務(wù)分為放大電路、低通濾波電路、高通濾波電路、LCD顯示、操作面板等模塊。并對方案進行了理論分析與計算。第四章具體的介紹了系統(tǒng)電路與程序的設(shè)計，包括放大電路、濾波電路以及LCD顯示與軟件的設(shè)計。第五章對測試方案與測試結(jié)果進行了分析，總結(jié)性的闡述了論文的優(yōu)缺點。第六章結(jié)論。第2章濾波器結(jié)構(gòu)及芯片介紹2.1濾波器的結(jié)構(gòu)從濾波的概念出現(xiàn)后，濾波器就開始登上電子的平臺，濾波器的結(jié)構(gòu)也經(jīng)歷了多次演變。2.1.1根據(jù)濾波器的特性和應(yīng)用場合其結(jié)構(gòu)形式(1)從功能上分：低、帶、高、帶阻。(2)從實現(xiàn)方法上分：FIR、IIR

(3)從設(shè)計方法上來分：切比雪夫、巴特沃斯、貝塞爾濾波(4)從處理信號分：經(jīng)典濾波器、現(xiàn)代濾波器(5)信號形式分：數(shù)字濾波，模擬濾波(6)從利用的元件分：有源濾波器，無源濾波器2.1.2濾波器的結(jié)構(gòu)演變(1)無源濾波器包括無源電容濾波器，無源電感濾波器，無源電感電容混合濾波器以及利用其他電子元件構(gòu)成的濾波電路（例如，用二極管，三極管等等構(gòu)成的檢波電路如圖）圖1.1濾波器的基本結(jié)構(gòu)(2)有源濾波器的結(jié)構(gòu)組成：由無源的電感，電容組成濾波網(wǎng)絡(luò)加上有源的運放芯片，其結(jié)構(gòu)如下：圖1.2有源濾波器結(jié)構(gòu)這是一個典型的二階有源低通濾波器，其工作原理在這里不詳細介紹了。(3)開關(guān)電容濾波器的結(jié)構(gòu)組成：有由MOS電容、開關(guān)和運放組成。其基本結(jié)構(gòu)如下：圖1.3開關(guān)電容結(jié)構(gòu)圖開關(guān)電容濾波器的基本原理是，電路的兩節(jié)點間接有帶高速開關(guān)的電容器，其效果相當于該兩節(jié)點間連接一個電阻。圖中、用一個不重疊的兩相時鐘脈沖來驅(qū)動，假定時鐘頻率(=1/)遠高于信號頻率，那么，在為高電平時，導通而截止此時與輸入信號相連，即有：(1-2)而在為高電平時，截止，導通。于是，轉(zhuǎn)接到運放的輸入端，此時，放電，將原來所充電荷Q傳輸?shù)缴?。由此可見，在每一時鐘周期內(nèi)，從信號源中提取的電荷Q=供給了積分電容。因此，在節(jié)點1、2之間流過的平均電流為(1-3)如果足夠短，可以近似認為這個過程是連續(xù)的，因而由上式可以在兩節(jié)點間定義一個等效電路，即(1-4)(1-5)這樣，就可以得到一個等效的積分時間常數(shù)(1-6)顯然，影響濾波器頻率響應(yīng)的時間常數(shù)取決于時鐘周期和電容比值/，而與電容的絕對值無關(guān)。在MOS工藝中，電容比值的精度可以控制在0.1%以內(nèi)。這樣，只要選用合適的時鐘頻率（如=100kHz）和不太大的電容比值（如10），對于低頻率應(yīng)用來說，就可獲得合適的時間常數(shù)（如10–4s）(4)數(shù)字信號軟件濾波：這是利用軟件處理信號的手段，利用濾波算法（限副濾波，中位值濾波法，算術(shù)平均濾波法，遞推平均濾波法，中位值平均濾波法，限幅平均濾波法，一階滯后濾波法，加權(quán)遞推平均濾波法，消抖濾波法，限幅消抖濾波法）來對信號進行處理。2.2濾波器的設(shè)計濾波器特性可以用其頻率響應(yīng)來描述，按其特性的不同，可以分為低通濾波器，高通濾波器，帶通濾波器和帶阻濾波器等。

用來說明濾波器性能的技術(shù)指標主要有：

中心頻率，即工作頻帶的中心，帶寬BW，通帶衰減（即通帶內(nèi)的最大衰減）阻帶衰減。對于實際濾波器而言，考慮到實際的組成元件的品質(zhì)因數(shù)的取值是一有限值（因為受限于材料與工藝的水平），所以所有工程上的實用濾波器都是有損濾波器，因此對于這些濾波器還應(yīng)考慮通帶內(nèi)的最小插入衰減。

現(xiàn)代濾波器設(shè)計，多是采用濾波器變換的方法加以實現(xiàn)。主要是通過對低通原型濾波器進行頻率變換與阻抗變換，來得到新的目標濾波器。2.3AT89S52單片機的介紹2.3.1主要性能(1)與MCS-51單片機產(chǎn)品兼容(2)8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器(3)1000次擦寫周期(4)全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz(5)三級加密程序存儲器(6)32個可編程I/O口線(7)三個16位定時器/計數(shù)器(8)八個中斷源(9)全雙工UART串行通道(10)低功耗空閑和掉電模式(11)掉電后中斷可喚醒(12)看門狗定時器(13)雙數(shù)據(jù)指針(14)掉電標識符2.3.2功能特征描述AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。2.3.3引腳功能VCC：電源GND：接地P0口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如表2.1所示。在flash編程和校驗時，P1口接收低8引腳號第二功能P1.0T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）P1.5MOSI（在系統(tǒng)編程用）P1.6MISO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用）表2.1P1口功能P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR）時，P2口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVX@RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號[1]P3口：P3口是一個有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如表2.2所示。在flash編程和校驗時，P3引腳號第二功能P3.0RXD（串行輸入）P3.1TXD（串行輸出）P3.2(外部中斷0)P3.3(外部中斷1)P3.4（定時器0外部輸入）P3.5（定時器1外部輸入）P3.6(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)表2.2P3口功能RST：復位輸入。晶振工作時，RST腳持續(xù)2個機器周期高電平將使單片機復位?？撮T狗計時完成后，RST腳輸出96個晶振周期的高電平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能無效。DISRTO默認狀態(tài)下，復位高電平有效。ALE/：地址鎖存控制信號（ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳()也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來作為外部定時器或時鐘使用。然而，特別強調(diào)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，ALE脈沖將會跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置“1”，ALE僅在執(zhí)行MOVX或MOVC指令時有效。否則，ALE將被微弱拉高。這個ALE使能標志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。：外部程序存儲器選通信號()是外部程序存儲器選通信號。當AT89S52從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時，在每個機器周期被激活兩次，而在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將不被激活。/VPP：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000H到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令，必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，也接收12伏VPP電壓。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端[1]。2.3.4存儲器結(jié)構(gòu)MCS-51器件有單獨的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。外部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器都可以64K尋址。程序存儲器：如果引腳接地，程序讀取只從外部存儲器開始。對于AT89S52，如果接VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲器（地址為0000H～1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為：2000H~FFFFH。數(shù)據(jù)存儲器：AT89S52有256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。高128字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。也就是說高128字節(jié)與特殊功能寄存器有相同的地址，而物理上是分開的。當一條指令訪問高于7FH的地址時，尋址方式?jīng)Q定CPU訪問高128字節(jié)RAM還是特殊功能寄存器空間。直接尋址方式訪問特殊功能寄存器（SFR）。例如，下面的直接尋址指令訪問OA0H（P2口）存儲單元MOVOA0H,#data使用間接尋址方式訪問高128字節(jié)RAM。例如，下面的間接尋址方式中，R0內(nèi)容為0A0H，訪問的是地址0A0H的寄存器，而不是P2口（它的地址也是OA0H）。MOV@R0,#data堆棧操作也是簡介尋址方式。因此，高128字節(jié)數(shù)據(jù)RAM也可用于堆?？臻g。2.3.5定時器定時器2是一個16位定時/計數(shù)器，它既可以做定時器，又可以做事件計數(shù)器。其工作方式由特殊寄存器T2CON中的C/T2位選擇。定時器2有三種工作模式：捕捉方式、自動重載（向下或向上計數(shù)）和波特率發(fā)生器。如表2.3所示，工作模式由T2CON中的相關(guān)位選擇。定時器2有2個8位寄存器：TH2和TL2。在定時工作方式中，每個機器周期，TL2寄存器都會加1。由于一個機器周期由12個晶振周期構(gòu)成，因此，計數(shù)頻率就是晶振頻率的1/12。RCLK+TCLKCP/TR2MODE00116位自動重載01116位捕捉1X1波特率發(fā)生器XX0（不用）表2.3定時器2工作模式在計數(shù)工作方式下，寄存器在相關(guān)外部輸入角T2發(fā)生1至0的下降沿時增加1。在這種方式下，每個機器周期的S5P2期間采樣外部輸入。一個機器周期采樣到高電平，而下一個周期采樣到低電平，計數(shù)器將加1。在檢測到跳變的這個周期的S3P1期間，新的計數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。因為識別1－0的跳變需要2個機器周期(24個晶振周期)，所以，最大的計數(shù)頻率不高于晶振頻率的1/24。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一個完整的機器周期內(nèi)保持不變。(1)捕捉方式在捕捉模式下，通過T2CON中的EXEN2來選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時器2時一個16位定時/計數(shù)器，溢出時，對T2CON的TF2標志置位，TF2引起中斷。如果EXEN2=1，定時器2做相同的操作。除上述功能外，外部輸入T2EX引腳(P1.1)1至0的下跳變也會使得TH2和TL2中的值分別捕捉到RCAP2H和RCAP2L中。除此之外，T2EX的跳變會引起T2CON中的EXF2置位。像TF2一樣，T2EX也會引起中斷。(2)自動重載當定時器2工作于16位自動重載模式，可對其編程實現(xiàn)向上計數(shù)或向下計數(shù)。這一功能可以通過特殊寄存器T2MOD中的DCEN(向下計數(shù)允許位)來實現(xiàn)。通過復位，DCEN被置為0，因此，定時器2默認為向上計數(shù)。DCEN設(shè)置后，定時器2就可以取決于T2EX向上、向下計數(shù)。DCEN=0時，定時器2自動計數(shù)。通過T2CON中的EXEN2位可以選擇兩種方式。如果EXEN2=0，定時器2計數(shù)，計到0FFFFH后置位TF2溢出標志。計數(shù)溢出也使得定時器寄存器重新從RCAP2H和RCAP2L中加載16位值。定時器工作于捕捉模式，RCAP2H和RCAP2L的值可以由軟件預設(shè)。如果EXEN2=1，計數(shù)溢出或在外部T2EX(P1.1)引腳上的1到0的下跳變都會觸發(fā)16位重載。這個跳變也置位EXF2中斷標志位。置位DCEN，允許定時器2向上或向下計數(shù)。在這種模式下，T2EX引腳控制著計數(shù)的方向。T2EX上的一個邏輯1使得定時器2向上計數(shù)。定時器計到0FFFFH溢出，并置位TF2。定時器的溢出也使得RCAP2H和RCAP2L中的16位值分別加載到定時器存儲器TH2和TL2中。T2EX上的一個邏輯0使得定時器2向下計數(shù)。當TH2和TL2分別等于RCAP2H和RCAP2L中的值的時候，計數(shù)器下溢。計數(shù)器下溢，置位TF2，并將0FFFFH加載到定時器存儲器中。定時器2上溢或下溢，外部中斷標志位EXF2被鎖死。在這種工作模式下，EXF2不能觸發(fā)中斷[2]。2.3.6波特率發(fā)生器通過設(shè)置T2CON中的TCLK或RCLK可選擇定時器2作為波特率發(fā)生器。如果定時器2作為發(fā)送或接收波特率發(fā)生器，定時器1可用作它用，發(fā)送和接收的波特率可以不同。如圖8所示，設(shè)置RCLK和(或)TCLK可以使定時器2工作于波特率產(chǎn)生模式。波特率產(chǎn)生工作模式與自動重載模式相似，因此，TH2的翻轉(zhuǎn)使得定時器2寄存器重載被軟件預置16位值的RCAP2H和RCAP2L中的值。模式1和模式3的波特率由定時器2溢出速率決定，具體如下公式：(2-1)定時器可設(shè)置成定時器，也可為計數(shù)器。在多數(shù)應(yīng)用情況下，一般配置成定時方式(CP/=0)。定時器2用于定時器操作與波特率發(fā)生器有所不同，它在每一機器周(1/12晶振周期)都會增加；然而，作為波特率發(fā)生器，它在每一機器狀態(tài)(1/2晶振周期)都會增加。波特率計算公式如下：(2-2)其中，（RCAP2H,RCAP2L）是RCAP2H和RCAP2L組成的16位無符號整數(shù)。特別強調(diào)，TH2的翻轉(zhuǎn)并不置位TF2，也不產(chǎn)生中斷；EXEN2置位后，T2EX引腳上1～0的下跳變不會使(RCAP2H，RCAP2L)重載到(TH2，TL2)中。因此，定時器2作為波特率發(fā)生器，T2EX也還可以作為一個額外的外部中斷。定時器2處于波特率產(chǎn)生模式，TR2=1，定時器2正常工作。TH2或TL2不應(yīng)該讀寫。在這種模式下，定時器在每一狀態(tài)都會增加，讀或?qū)懢筒粫蚀_。寄存器RCAP2可以讀，但不能寫，因為寫可能和重載交迭，造成寫和重載錯誤。在讀寫定時器2或RCAP2寄存器時，應(yīng)該關(guān)閉定時器(TR2清0)。2.3.7可編程時鐘輸出可以通過編程在P1.0引腳輸出一個占空比為50%的時鐘信號。這個引腳除了常規(guī)的I/O角外，還有兩種可選擇功能。它可以通過編程作為定時器/計數(shù)器2的外部時鐘輸入或占空比為50%的時鐘輸出。當工作頻率為16MHZ時，時鐘輸出頻率范圍為61HZ到4HZ。為了把定時器2配置成時鐘發(fā)生器，位C/(T2CON.1)必須清0，位T2OE(T2MOD.1)必須置1。位TR2(T2CON.2)啟動、停止定時器。時鐘輸出頻率取決于晶振頻率和定時器2捕捉寄存器（RCAP2H，RCAP2L）的重載值[2]，如公式所示： (2-3)在時鐘輸出模式下，定時器2不會產(chǎn)生中斷，這和定時器2用作波特率發(fā)生器一樣。定時器2也可以同時用作波特率發(fā)生器和時鐘產(chǎn)生。不過，波特率和輸出時鐘頻率相互并不獨立，它們都依賴于RCAP2H和RCAP2L。2.4DAC0832的介紹DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個DA芯片以其價格低廉、接口簡單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點，在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成[3]。2.4.1主要特性參數(shù)分辨率為8位；

電流穩(wěn)定時間1us；

可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；

只需在滿量程下調(diào)整其線性度；

單一電源供電（+5V～+15V）；低功耗，20mW。2.4.2DAC0832的結(jié)構(gòu)及其引腳功能(1)DAC0832的結(jié)構(gòu)

DAC083中有兩級鎖存器，第一級鎖存器稱為輸入寄存器，它的鎖存信號為ILE；第二級鎖存器稱為DAC寄存器，它的鎖存信號為傳輸控制信號。因為有兩級鎖存器，DAC083可以工作在雙緩沖器方式，即在輸出模擬信號的同時采集下一個數(shù)字量，這樣能有效地提高轉(zhuǎn)換速度。此外，兩級鎖存器還可以在多個D/A轉(zhuǎn)換器同時工作時，利用第二級鎖存信號來實現(xiàn)多個轉(zhuǎn)換器同步輸出[4]。(2)DAC0832的引腳排列

D0~D7：數(shù)字信號輸入端;

ILE：輸入寄存器允許，高電平有效;

CS：片選信號，低電平有效;

WR1：寫信號1，低電平有效;

XFER：傳送控制信號，低電平有效;

WR2：寫信號2，低電平有效;

IOUT1、IOUT2：DAC電流輸出端;

Rfb：是集成在片內(nèi)的外接運放的反饋電阻;Vref：基準電壓(-10~10V);

Vcc：是源電壓(+5~+15V);

AGND：模擬地NGND：數(shù)字地，可與AGND接在一起使用

DAC0832輸出的是電流，一般要求輸出是電壓，所以還必須經(jīng)過一個外接的運算放大器轉(zhuǎn)換成電壓。

IN0~IN7：8路模擬信號輸入端。

A1、A2、A0：地址輸入端。ALE地址鎖存允許輸入信號，在此腳施加正脈沖，上升沿有效，此時鎖存地址碼，從而選通相應(yīng)的模擬信號通道，以便進行A/D轉(zhuǎn)換。

START：啟動信號輸入端，應(yīng)在此腳施加正脈沖，當上升沿到達時，內(nèi)部逐次逼近寄存器復位，在下降沿到達后，開始A/D轉(zhuǎn)換過程。

EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號（轉(zhuǎn)換接受標志），高電平有效。

OE：輸入允許信號，高電平有效。

CLOCK(CP)：時鐘信號輸入端，外接時鐘頻率一般為640kHz。Vcc：+5V單電源供電。Vref(+),Vref(-)：基準電壓的正極、負極。(一般Vref(+)接+5V電源，Vref(-)接地)。2.4.3DAC0832實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換及它的工作方式(1)采用ADC0809實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換

D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832是采用CMOS工藝制成的單片直流輸出型8位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。它由倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)、模擬開關(guān)、運算放大器和參考電壓VREF四大部分組成。運算放大器輸出的模擬量與輸入的數(shù)字量成正比，這就實現(xiàn)了從數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換。

一個8位D/A轉(zhuǎn)換器有8個輸入端(其中每個輸入端是8位二進制數(shù)的一位)，有一個模擬輸出端。輸入可有28=256個不同的二進制組態(tài)，輸出為256個電壓之一，即輸出電壓不是整個電壓范圍內(nèi)任意值，而只能是256個可能值。DAC0832進行D/A轉(zhuǎn)換，可以采用兩種方法對數(shù)據(jù)進行鎖存：

第一種方法是使輸入寄存器工作在鎖存狀態(tài)，而DAC寄存器工作在直通狀態(tài)。具體地說，就是使和都為低電平，DAC寄存器的鎖存選通端得不到有效電平而直通；此外，使輸入寄存器的控制信號ILE處于高電平、處于低電平，這樣，當端來一個負脈沖時，就可以完成1次轉(zhuǎn)換。

第二種方法是使輸入寄存器工作在直通狀態(tài)，而DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)。就是使為低電平，ILE為高電平，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號處于無效狀態(tài)而直通；當端輸入1個負脈沖時，使得DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。(2)DAC0832的工作方式根據(jù)上述對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。(a)單緩沖方式：單緩沖方式是控制輸入寄存器和DAC寄存器同時接收資料，或者只用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。

(b)雙緩沖方式：雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。

(c)直通方式：直通方式是資料不經(jīng)兩級鎖存器鎖存，即CS*，XFER*，WR1*，WR2*均接地，ILE接高電平。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路和不帶微機的控制系統(tǒng)，不過在使用時，必須通過另加I/O接口與CPU連接，以匹配CPU與D/A轉(zhuǎn)換[5]。第3章系統(tǒng)方案與理論計算3.1系統(tǒng)方案的論證與選擇3.1.1放大電路的選擇方案l：采用多級放大和步進電位器?？刂撇糠植捎酶淖冸娮璧姆绞綄崿F(xiàn)增益的步進可調(diào)，電位器為電阻步進(100Q)可調(diào)。采用三級A741放大電路，此電路結(jié)構(gòu)簡單，但步進倍數(shù)的調(diào)整比較復雜，且難以實現(xiàn)比較精確的調(diào)整。方案2：采用多級放大電路和程控增益電路。用OP07和A74l作為放大器件實現(xiàn)三級放大，程控增益電路通過單片機控制DAC0832實現(xiàn)模擬量輸出，具有增益量程多變，易于實現(xiàn)步進控制，輸出頻帶寬等優(yōu)點。由于本設(shè)計要求增益步進可調(diào)，且范圍較寬，方案1實現(xiàn)較困難，方案2比較適合，故采用方案2作為放大電路。3.1.2濾波電路的選擇方案1：采用數(shù)字濾波。數(shù)字濾波靈活性大，可以在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上對信號進行有效地濾波。但要進行高效率地濾波，對A/D要求有較高的采樣速率和實時性，對單片機速度要求較高。方案2：采用數(shù)字電位器和二階貝賽爾有源濾波電路。數(shù)字電位器將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化成電阻量，采用單片機控制可實現(xiàn)輸出不同的阻值，從而改變?yōu)V波電路的截止頻率。低通濾波器選用貝賽爾濾波電路，濾波性能和時延性好，且沒有上沖[12]。設(shè)計要求濾波器截止頻率步進可調(diào)，方案2采用貝賽爾濾波器加數(shù)字電位器，由單片機控制易于實現(xiàn)，故采用方案2。3.1.3總體方案經(jīng)過分析對比，本系統(tǒng)以單片機為數(shù)據(jù)處理的核心，將設(shè)計任務(wù)分為放大電路、低通濾波電路、高通濾波電路、LCD顯示、操作面板等模塊。系統(tǒng)設(shè)計的框圖[7]如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)框圖3.2理論分析與計算3.2.1放大電路為實現(xiàn)電壓增益為40dB，發(fā)揮到60dB，采用分別輸出的方式實現(xiàn)。電壓增益誤差不大于5％，通頻帶為100Hz～40kHz，輸入信號為正弦信號且幅值為10mV，選用OP07和A741來實現(xiàn)放大，OP07具有高精度低溫漂特性，可滿足設(shè)計要求。(1)電壓放大增益的計算根據(jù)放大倍數(shù)關(guān)系式＝20lg/＝60dB，計算出值。/＝1000，因此輸出電壓＝10V。采用三級放大，每級放大10倍，采用反相比例運算電路，則每級輸出電壓為＝-(/)，可得/＝10，根據(jù)式＝(3-1)計算出放大后的電壓值，靜態(tài)時為10V。(2)步進輸入的計算實現(xiàn)增益10dB步進可調(diào)，是通過數(shù)字量的變化來控制的，要實現(xiàn)步進首先應(yīng)先將輸入的模擬量轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，處理后轉(zhuǎn)化成模擬量輸出，此時輸出信號的幅值可調(diào)，根據(jù)要求輸出模擬量的變化幅度為1mV。輸出電壓U。與輸入數(shù)字量的關(guān)系為＝-(/256)D，其中D為單片機送給DAC0832的數(shù)字量，當輸入給定數(shù)字量時，輸出為模擬量，以實現(xiàn)步進可調(diào)。輸入與輸出的關(guān)系如表3.1所示。輸入數(shù)字量輸出模擬量放大增益000010000.31610dB(兩級別放大輸出)00011001120dB(兩級別放大輸出)010110013.1630dB(兩級別放大輸出)111111111040dB(兩級別放大輸出)000110013.1650dB(兩級別放大輸出)111111111060dB(兩級別放大輸出)表3.1增益步進關(guān)系由表1可知，根據(jù)增益步進要求，單片機每給出一個數(shù)字量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換，輸出對應(yīng)模擬量，較好地實現(xiàn)增益步進可調(diào)。(3)通頻帶的計算在輸入信號頻率較低或較高時，放大倍數(shù)的數(shù)值會下降并產(chǎn)生相移，題目要求通頻帶為100Hz～40kHz[12]。上限截止頻率：(3-2)下限截止頻率：(3-3)放大電路采用三級相同頻率特性的電路，根據(jù)給出的通頻帶可以算出每級的上、下截止頻率，76.21kHz，=104.97Hz。通頻帶BW=-≈，根據(jù)增益帶寬乘積GB=A×BW，可得GB=0.762MHz，因此應(yīng)當選擇≥0.762MHz范圍的放大器，A741GB=MHz，故選用A741[7]。3.2.2低通、高通濾波電路參數(shù)根據(jù)電路的性質(zhì)和仿真的結(jié)果，得到對應(yīng)的低通和高通濾波器參數(shù)如表3.2、表3.3所示。截止頻率/kHzX9312輸出阻值/截止頻率/kHzX9312輸出阻值/16461151912125212549431858135797424641462015296915670663373167009737771775148418118812094585198827104888209786表3.2低通濾波參數(shù)截止頻率/kHzX9312輸出阻值/截止頻率/kHzX9312輸出阻值/110000111858283221217573589813165644585141555538781514546327216135372767171252822621811519458519105010206020949表3.3高通濾波參數(shù)表3.2、表3.3表明了低通和高通濾波器截止頻率與數(shù)字電位器數(shù)值的一一對應(yīng)關(guān)系。第4章電路與程序設(shè)計4.1程控放大器的設(shè)計為實現(xiàn)放大器電壓增益40dB，且10dB步進可調(diào)，通頻帶為100Hz～40kHz，因此可以把電路分成兩部分：一部分為由單片機控制的可變輸出，另一部分為多級放大。4.1.1單片機控制電路電路主要由AT89S52單片機、8位DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片和集成運放LM324組成。工作原理是：首先，DAC0832將此模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號送入單片機，經(jīng)過單片機的處理在將輸出的數(shù)字量送給DAC0832，通過LM324輸出。電路見圖4.1[6]。圖4.1程控電路4.1.2放大電路放大電路采用不同參數(shù)的集成運放的組合，每級使用的集成運放分別為OP07、“A741、OP07。其框圖如圖3所示。每級運放均采用10倍反相比例放大，滿足最大增益60dB的要求，可使通頻帶≥100Hz～40kHz。圖4.2放大電路框圖4.2濾波器電路的設(shè)計4.2.1數(shù)字電位器控制電路數(shù)字電位器的時序圖[10]見圖4.3圖4.3數(shù)字電位器時序圖數(shù)字電位器芯片X9312與單片機采用串行通信。輸出out1、out2接到濾波電路中，電路見圖4.4。圖4.4數(shù)字電位器控制電路4.2.2.低通濾波電路選用二階貝賽爾低通濾波電路，見圖4.5。圖4.5低通濾波電路電路由三級運放組成，第一級采用數(shù)字電位器用以調(diào)整截止頻率。根據(jù)電路參數(shù)仿真結(jié)果如圖4.6、4.7所示?？梢娸^好的實現(xiàn)了低通截止頻率1～20kHz的要求。圖4.6低通（=1kHz）圖4.7低通（=20KHz）4.2.3高通濾波電路高通濾波選用二階壓控濾波電路，見圖4.8圖4.8高通濾波電路框圖運放采用LF353/NS,數(shù)字電位器調(diào)整其截止頻率[9]。電路仿真結(jié)果如圖4.9、4.10所示，滿足高通截止頻率1～20kHz的要求。圖4.9高通（=1kHz）圖4.10高通（=20kHz）4.2.4四階橢圓低通濾波電路四階橢圓低通濾波器相當于兩級二階低通濾波電路的組合，框圖見圖4.11。其傳遞函數(shù)為:（4-1）圖4.11四階橢圓低通濾波電路框圖根據(jù)電路其仿真結(jié)果見圖4.12圖4.12地接橢圓低通濾波從各濾波的仿真來看，較好的實現(xiàn)了設(shè)計的要求。4.3LCD顯示的設(shè)計通過單片機控制顯示，根據(jù)輸入設(shè)定不同的模式，顯示不同內(nèi)容，能夠顯示增益、低通濾波電路的截止頻率、高通濾波截止頻率[10]。顯示內(nèi)容見表4.1。增益dB低通濾波電路的截止頻率LowpasskHz高通濾波截止頻率HighpasskHz表4.1LCD顯示LCD顯示器與單片機的電路見圖4.13。圖4.13LCD顯示4.4軟件的設(shè)計AT89S52單片機是整個電路的控制核心，其主程序流程如圖4.14所示。圖4.14主程序流程圖第5章測試分析以及結(jié)果總結(jié)5.1放大電路的測試5.1.1靜態(tài)測試測試負載為1k靜態(tài)時輸入直流電壓為10mV,測量并記錄數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)如表5.1所示。理論值二級輸出為1V,三級輸出為10V測試值二級輸出為1.12V,三級輸出為10.35V表5.1靜態(tài)測試數(shù)據(jù)5.1.2動態(tài)測試輸入幅值為10mV的正弦信號，用HM1004示波器觀察輸出信號。測試數(shù)據(jù)見表5.2理論數(shù)據(jù)二級輸出為正向、幅值為1V的正弦信號，通過頻帶為44.98kHz;三級輸出為反相、幅值為10V的正弦信號測量值二級輸出為正向、幅值為1.08V的正弦信號，通頻帶為42.8kHz;三級輸出為反向、幅值為10.23的正弦信號表5.2動態(tài)測試數(shù)據(jù)將測試值與理論值進行比較可知，通頻帶相對誤差4.8％，幅值相對誤差2.3％，滿足設(shè)計誤差小于5％的要求。5.2濾波電路的測試測試負載為1k,測試結(jié)果如表5.3所示。X9312輸出電阻值/理論值/kHz測量值/kHzX9312輸出電阻值/理論值/kHz測量值/kHz64610.93100010.94458598.87387854.537009316.1216561312.2497362020.5610502019.73表5.3濾波電路測試數(shù)據(jù)由測試結(jié)果可知，截止頻率的變化范圍基本能夠滿足要求的范圍，調(diào)節(jié)步進程度基本實現(xiàn)步進為1kHz，通過儀器的觀察，低通2處、高通0.5處放大器與濾波器的總電壓增益在27dB左右。5.3結(jié)果分析本設(shè)計利用AT89S52單片機作為控制核心，采用數(shù)字電位器實現(xiàn)增益調(diào)整，使增益步進達到了較好的效果。顯示部分采用液晶顯示器，比較直觀、清晰。系統(tǒng)經(jīng)組裝調(diào)試，濾波器的性能達到了設(shè)計的要求，但濾波器的帶外衰減特性還需要提高。第6章結(jié)論本系統(tǒng)設(shè)計是基于AT89S52的程控濾波器設(shè)計方案，通過