高分求课程设计，《智能单片机仪表放大电路设计》

求个单片机课程设计报告~

单片机课程设计报告
一、设计目的
熟悉单片机的使用方法。
二、设计任务和要求
用3000只DIP40的单片机叠起来，看怎样可以叠的最高。
三、设计原理分析
1、SOP64封装的单片机主体每片厚度（不含引脚为1.8mm，如果单个同一方向叠起来的总厚度为5.4米，可能性不大。为了可靠，可以叠成“丁”字形或“十”字形，这样不易倒，

单片机的外部结构：
1. DIP40双列直插； 5
2. P0，P1，P2，P3四个8位准双向I/O引脚；（作为I/O输入时，要先输出高电平）
3. 电源VCC（PIN40）和地线GND（PIN20）；
4. 高电平复位RESET（PIN9）；（10uF电容接VCC与RESET，即可实现上电复位）
5. 内置振荡电路，外部只要接晶体至X1（PIN18）和X0（PIN19）；（频率为主频的12倍）
6. 程序配置EA（PIN31）接高电平VCC；（运行单片机内部ROM中的程序）
7. P3支持第二功能：RXD、TXD、INT0、INT1、T0、T1
单片机内部I/O部件：(所为学习单片机，实际上就是编程控制以下I/O部件，完成指定任务)
1. 四个8位通用I/O端口，对应引脚P0、P1、P2和P3；
2. 两个16位定时计数器；（TMOD，TCON，TL0，TH0，TL1，TH1）
3. 一个串行通信接口；（SCON，SBUF）
4. 一个中断控制器；（IE，IP）
针对AT89C52单片机，头文件AT89x52.h给出了SFR特殊功能寄存器所有端口的定义。
C语言编程基础：
1. 十六进制表示字节0x5a：二进制为01011010B；0x6E为01101110。
2. 如果将一个16位二进数赋给一个8位的字节变量，则自动截断为低8位，而丢掉高8位。
3. ++var表示对变量var先增一；var—表示对变量后减一。
4. x |= 0x0f;表示为 x = x | 0x0f;
5. TMOD = ( TMOD & 0xf0 ) | 0x05;表示给变量TMOD的低四位赋值0x5，而不改变TMOD的高四位。
6. While( 1 ); 表示无限执行该语句，即死循环。语句后的分号表示空循环体，也就是{;}
在某引脚输出高电平的编程方法：（比如P1.3（PIN4）引脚）
代码
1. #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P1.3
2. void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口
3. {
4. P1_3 = 1; //给P1_3赋值1，引脚P1.3就能输出高电平VCC
5. While( 1 ); //死循环，相当 LOOP: goto LOOP;
6. }

注意：P0的每个引脚要输出高电平时，必须外接上拉电阻（如4K7）至VCC电源。
在某引脚输出低电平的编程方法：（比如P2.7引脚）
代码
1. #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2.7
2. void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口
3. {
4. P2_7 = 0; //给P2_7赋值0，引脚P2.7就能输出低电平GND
5. While( 1 ); //死循环，相当 LOOP: goto LOOP;
6. }
在某引脚输出方波编程方法：（比如P3.1引脚）
代码
1. #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P3.1
2. void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口
3. {
4. While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句
5. {
6. P3_1 = 1; //给P3_1赋值1，引脚P3.1就能输出高电平VCC
7. P3_1 = 0; //给P3_1赋值0，引脚P3.1就能输出低电平GND
8. } //由于一直为真，所以不断输出高、低、高、低……，从而形成方波
9. }
将某引脚的输入电平取反后，从另一个引脚输出：（ 比如 P0.4 = NOT( P1.1) ）
代码
1. #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P0.4和P1.1
2. void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口
3. {
4. P1_1 = 1; //初始化。P1.1作为输入，必须输出高电平
5. While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句
6. {
7. if( P1_1 == 1 ) //读取P1.1，就是认为P1.1为输入，如果P1.1输入高电平VCC
8. { P0_4 = 0; } //给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND


2008-11-21 10:57 回复

chen33chen
10位粉丝
2楼

9. else //否则P1.1输入为低电平GND
10. //{ P0_4 = 0; } //给P0_4赋值0，引脚P0.4就能输出低电平GND
11. { P0_4 = 1; } //给P0_4赋值1，引脚P0.4就能输出高电平VCC
12. } //由于一直为真，所以不断根据P1.1的输入情况，改变P0.4的输出电平
13. }
将某端口8个引脚输入电平，低四位取反后，从另一个端口8个引脚输出：（ 比如 P2 = NOT( P3 ) ）
代码
1. #include //该头文档中有单片机内部资源的符号化定义，其中包含P2和P3
2. void main( void ) //void 表示没有输入参数，也没有函数返值，这入单片机运行的复位入口
3. {
4. P3 = 0xff; //初始化。P3作为输入，必须输出高电平，同时给P3口的8个引脚输出高电平
5. While( 1 ) //非零表示真，如果为真则执行下面循环体的语句
6. { //取反的方法是异或1，而不取反的方法则是异或0
7. P2 = P3^0x0f //读取P3，就是认为P3为输入，低四位异或者1，即取反，然后输出
8. } //由于一直为真，所以不断将P3取反输出到P2
9. }

注意：一个字节的8位D7、D6至D0，分别输出到P3.7、P3.6至P3.0，比如P3=0x0f，则P3.7、P3.6、P3.5、P3.4四个引脚都输出低电平，而P3.3、P3.2、P3.1、P3.0四个引脚都输出高电平。同样，输入一个端口P2，即是将P2.7、P2.6至P2.0，读入到一个字节的8位D7、D6至D0。
第一节：单数码管按键显示
单片机最小系统的硬件原理接线图：
1. 接电源：VCC（PIN40）、GND（PIN20）。加接退耦电容0.1uF
2. 接晶体：X1（PIN18）、X2（PIN19）。注意标出晶体频率（选用12MHz），还有辅助电容30pF
3. 接复位：RES（PIN9）。接上电复位电路，以及手动复位电路，分析复位工作原理
4. 接配置：EA（PIN31）。说明原因。
发光二极的控制：单片机I/O输出
将一发光二极管LED的正极（阳极）接P1.1，LED的负极（阴极）接地GND。只要P1.1输出高电平VCC，LED就正向导通（导通时LED上的压降大于1V），有电流流过LED，至发LED发亮。实际上由于P1.1高电平输出电阻为10K，起到输出限流的作用，所以流过LED的电流小于（5V-1V）/10K = 0.4mA。只要P1.1输出低电平GND，实际小于0.3V，LED就不能导通，结果LED不亮。
开关双键的输入：输入先输出高
一个按键KEY_ON接在P1.6与GND之间，另一个按键KEY_OFF接P1.7与GND之间，按KEY_ON后LED亮，按KEY_OFF后LED灭。同时按下LED半亮，LED保持后松开键的状态，即ON亮OFF灭。
代码
1. #include
2. #define LED P1^1 //用符号LED代替P1_1
3. #define KEY_ON P1^6 //用符号KEY_ON代替P1_6
4. #define KEY_OFF P1^7 //用符号KEY_OFF代替P1_7
5. void main( void ) //单片机复位后的执行入口，void表示空，无输入参数，无返回值
6. {
7. KEY_ON = 1; //作为输入，首先输出高，接下KEY_ON，P1.6则接地为0，否则输入为1
8. KEY_OFF = 1; //作为输入，首先输出高，接下KEY_OFF，P1.7则接地为0，否则输入为1
9. While( 1 ) //永远为真，所以永远循环执行如下括号内所有语句
10. {
11. if( KEY_ON==0 ) LED=1; //是KEY_ON接下，所示P1.1输出高，LED亮
12. if( KEY_OFF==0 ) LED=0; //是KEY_OFF接下，所示P1.1输出低，LED灭
13. } //松开键后，都不给LED赋值，所以LED保持最后按键状态。
14. //同时按下时，LED不断亮灭，各占一半时间，交替频率很快，由于人眼惯性，看上去为半亮态
15. }
数码管的接法和驱动原理
一支七段数码管实际由8个发光二极管构成，其中7个组形构成数字8的七段笔画，所以称为七段数码管，而余下的1个发光二极管作为小数点。作为习惯，分别给8个发光二极管标上记号：a,b,c,d,e,f,g,h。对应8的顶上一画，按顺时针方向排，中间一画为g，小数点为h。
我们通常又将各二极与一个字节的8位对应，a(D0),b(D1),c(D2),d(D3),e(D4),f(D5),g(D6),h(D7)，相应8个发光二极管正好与单片机一个端口Pn的8个引脚连接，这样单片机就可以通过引脚输出高低电平控制8个发光二极的亮与灭，从而显示各种数字和符号；对应字节，引脚接法为：a(Pn.0)，b(Pn.1)，c(Pn.2)，d(Pn.3)，e(Pn.4)，f(Pn.5)，g(Pn.6)，h(Pn.7)。
如果将8个发光二极管的负极（阴极）内接在一起，作为数码管的一个引脚，这种数码管则被称为共阴数码管，共同的引脚则称为共阴极，8个正极则为段极。否则，如果是将正极（阳极）内接在一起引出的，则称为共阳数码管，共同的引脚则称为共阳极，8个负极则为段极。
以单支共阴数码管为例，可将段极接到某端口Pn，共阴极接GND，则可编写出对应十六进制码的七段码表字节数据

这是我的大学毕业设计，就是你想要的！

希望对你有所帮助，不了解的地方可以问我；我这还有三个图传不上去！有需要可以加我QQ391783752发给你！

• 

摘要：仪表放大器电路以其高输入阻抗、高共模抑制比、低漂移等特点在传感器输出的小信号放大领域得到了广泛的应用。在阐述仪表放大器电路结构、原理的基础上，基于不同电子元器件设计了四种仪表放大器电路实现方案。通过仿真与实际电路性能指标的测试、分析、比较，总结出各种电路方案的特点，为电路设计初学者提供一定的参考借鉴。

  0 引 言

  智能仪表仪器通过传感器输入的信号，一般都具有“小”信号的特征：信号幅度很小(毫伏甚至微伏量级)，且常常伴随有较大的噪声。对于这样的信号，电路处理的第一步通常是采用仪表放大器先将小信号放大。放大的最主要目的不是增益，而是提高电路的信噪比；同时仪表放大器电路能够分辨的输入信号越小越好，动态范围越宽越好。仪表放大器电路性能的优劣直接影响到智能仪表仪器能够检测的输入信号范围。本文从仪表放大器电路的结构、原理出发，设计出四种仪表放大器电路实现方案，通过分析、比较，给出每一种电路方案的特点，为电路设计爱好者、学生进行电子电路实验提供一定的参考。

  1 仪表放大器电路的构成及原理

  仪表放大器电路的典型结构如图1所示。它主要由两级差分放大器电路构成。其中，运放A1，A2为同相差分输入方式，同相输入可以大幅度提高电路的输入阻抗，减小电路对微弱输入信号的衰减；差分输入可以使电路只对差模信号放大，而对共模输入信号只起跟随作用，使得送到后级的差模信号与共模信号的幅值之比(即共模抑制比CMRR)得到提高。这样在以运放A3为核心部件组成的差分放大电路中，在CMRR要求不变情况下，可明显降低对电阻R3和R4，Rf和R5的精度匹配要求，从而使仪表放大器电路比简单的差分放大电路具有更好的共模抑制能力。在R1=R2，R3=R4，Rf=R5的条件下，图1电路的增益为：G=(1+2R1／Rg)(Rf／R3)。由公式可见，电路增益的调节可以通过改变Rg阻值实现。

 

  2 仪表放大器电路设计

  2．1 仪表放大器电路实现方案

  目前，仪表放大器电路的实现方法主要分为两大类：第一类由分立元件组合而成；另一类由单片集成芯片直接实现。根据现有元器件，文中分别以单运放LM741和OP07，集成四运放LM324和单片集成芯片AD620为核心，设计出四种仪表放大器电路方案。

  方案1 由3个通用型运放LM741组成三运放仪表放大器电路形式，辅以相关的电阻外围电路，加上A1，A2同相输入端的桥式信号输入电路，如图2所示。

 

 

 

  图2中的A1～A3分别用LM741替换即可。电路的工作原理与典型仪表放大器电路完全相同。方案2 由3个精密运放OP07组成，电路结构与原理和图2相同(用3个OP07分别代替图2中的A1～A3)。

  方案3 以一个四运放集成电路LM324为核心实现，如图3所示。它的特点是将4个功能独立的运放集成在同一个集成芯片里，这样可以大大减少各运放由于制造工艺不同带来的器件性能差异；采用统一的电源，有利于电源噪声的降低和电路性能指标的提高，且电路的基本工作原理不变。方案4 由一个单片集成芯片A13620实现，如图4所示。它的特点是电路结构简单：一个AD620，一个增益设置电阻Rg，外加工作电源就可以使电路工作，因此设计效率最高。图4中电路增益计算公式为：G=49．4K／Rg+1。

 

 

 

 

 

  2．2 性能测试与分析

实现仪表放大器电路的四种方案中，都采用4个电阻组成电桥电路的形式，将双端差分输入变为单端的信号源输入。性能测试主要是从信号源Vs的最大输入和Vs最小输入、电路的最大增益及共模抑制比几方面进行仿真和实际电路性能测试。测试数据分别见表1和表2。其中，Vs最大(小)输入是指在给定测试条件下，使电路输出不失真时的信号源最大(小)输入；最大增益是指在给定测试条件下，使输出不失真时可以实现的电路最大增益值。共模抑制比由公式KCMRR=20|g | AVd／AVC|(dB)计算得出。 

•  

 

  说明：

  (1)f为Vs输入信号的频率；

  (2)表格中的电压测量数据全部以峰峰值表示；

  (3)由于仿真器件原因，实验中用Multisim对方案3的仿真失效，表1中用“-”表示失效数据；

  (4)表格中的方案1～4依次分别表示以LM741，OP07，LM324和AD620为核心组成的仪表放大器电路。

  由表1和表2可见，仿真性能明显优于实际测试性能。这是因为仿真电路的性能基本上是由仿真器件的性能和电路的结构形式确定的，没有外界干扰因素，为理想条件下的测试；而实际测试电路由于受环境干扰因素(如环境温度、空间电磁干扰等)、人为操作因素、实际测试仪器精确度、准确度和量程范围等的限制，使测试条件不够理想，测量结果具有一定的误差。在实际电路设计过程中，仿真与实际测试各有所长。一般先通过仿真测试，初步确定电路的结构及器件参数，再通过实际电路测试，改进其具体性能指标及参数设置。这样，在保证电路功能、性能的前提下，大大提高电路设计的效率。

  由表2的实测数据可以看出：方案2在信号输入范围(即Vs的最大、最小输入)、电路增益、共模抑制比等方面的性能表现为最优。在价格方面，它比方案1和方案3的成本高一点，但比方案4便宜很多。因此，在四种方案中，方案2的性价比最高。方案4除最大增益相对小点，其他性能仅次于方案2，具有电路简单，性能优越，节省设计空间等优点。成本高是方案4的最大缺点。方案1和方案3在性能上的差异不大，方案3略优于方案1，且它们同时具有绝对的价格优势，但性能上不如方案2和方案4好。

  综合以上分析，方案2和方案4适用于对仪表放大器电路有较高性能要求的场合，方案2性价比最高，方案4简单、高效，但成本高。方案1和方案3适用于性能要求不高且需要节约成本的场合。针对具体的电路设计要求，选取不同的方案，以达到最优的资源利用。电路的设计方案确定以后，在具体的电路设计过程中，要注意以下几个方面：

  (1)注意关键元器件的选取，比如对图2所示电路，要注意使运放A1，A2的特性尽可能一致；选用电阻时，应该使用低温度系数的电阻，以获得尽可能低的漂移；对R3，R4，R5和R6的选择应尽可能匹配。

  (2)要注意在电路中增加各种抗干扰措施，比如在电源的引入端增加电源退耦电容，在信号输入端增加RC低通滤波或在运放A1，A2的反馈回路增加高频消噪电容，在PCB设计中精心布局合理布线，正确处理地线等，以提高电路的抗干扰能力，最大限度地发挥电路的性能。

  3 结 语

  在具体讨论仪表放大器电路结构、原理的基础上，设计了四种仪表放大器电路。通过仿真与实际性能测试，分析、总结出四种方案的特点，为仪表放大器电路的设计者提供一定的思路借鉴

单片机本人不懂，仪表放大器经常使用，把一个称重传感器放大器提供给你。

能把要求写清楚吗。大家不会为了回答你着个问题还去买本书。而且也不知道哪一题

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