優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)]基于單片機(jī)的氣體泄漏超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、摘要錯(cuò)謀！未定義書(shū)簽。第一章pcb概述錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。§1.1 pcb的發(fā)展史§ 1.2 pcb發(fā)展詢景§ 1.3 pcb的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第二章pcb的結(jié)構(gòu)及作用錯(cuò)謀！未定義書(shū)簽。§2. 1 pcb的分類§ 2. 2 pcb的作用錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第三章pcb流程制作錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。§3. 1§3.2pcb制作的準(zhǔn)備pcb流程制作.錯(cuò)誤錯(cuò)誤未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。第四章多層板成型段錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。§4. 1§4.3§ 4. 4內(nèi)

2、層線路板壓合 內(nèi)層線路板鍍銅 外層線路板成型錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。未定義書(shū)簽。第五章多層板后續(xù)流程錯(cuò)謀未定義書(shū)簽。§5. 1§5.2§5.3§5.4防焊 文字 加工 成型錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤 錯(cuò)誤未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。第八草品質(zhì)管理分析錯(cuò)謀未定義書(shū)簽。§6. 1§6.2§6.3工藝審查和準(zhǔn)備基材的準(zhǔn)備.數(shù)控鉆孔錯(cuò)誤錯(cuò)誤錯(cuò)誤未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。 未定義書(shū)簽。錯(cuò)謀未定義書(shū)簽。錯(cuò)謀未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。隨著工業(yè)的發(fā)展，各種氣體包括易燃易爆、有毒氣體的種類和應(yīng)用范圍都

3、得到增加， 傳統(tǒng)的氣體泄漏檢測(cè)方法，如壓差法、氣泡法等，有其局限性，不僅操作復(fù)雜，對(duì)技術(shù)人 員要求較高，而且不具有實(shí)吋性。迫切需要各種方法簡(jiǎn)單，準(zhǔn)確性可靠的檢測(cè)方法。木文 介紹了一種氣體泄漏超聲檢測(cè)系統(tǒng)，在分析小孔氣體泄漏產(chǎn)生超聲波的原理的基礎(chǔ)上，闡 述了該檢測(cè)系統(tǒng)的原理及設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)能對(duì)各種壓力容器的孔隙泄漏所產(chǎn)生的微弱超 聲信號(hào)進(jìn)行精確檢測(cè)。該系統(tǒng)利用技術(shù)對(duì)泄漏所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)進(jìn)行分析處理和聲壓級(jí) 計(jì)算,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)泄漏的檢測(cè)及泄漏量的估算。通過(guò)超聲波檢測(cè)，止確地判斷和定位產(chǎn)生 泄漏位置，對(duì)于提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，確保安全具有重大意義。在通過(guò)對(duì)超聲波性質(zhì)的研究屮，我們發(fā)現(xiàn)超聲波

4、是一種高頻短波，并且它在空氣屮傳 播具有很強(qiáng)的方向性?；诖颂匦?，我設(shè)計(jì)了一套超聲波檢測(cè)電路，該電路包括了模擬電 路與數(shù)字電路，其屮模擬電路包含了信號(hào)放大電路和咅頻處理電路；數(shù)字電路由單片機(jī)和 lcd、鍵盤(pán)等外圍設(shè)備組成。在對(duì)超聲波信號(hào)的處理的過(guò)程屮，信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波以后， 一路交給單片機(jī)處理，并在顯示屏上讀出信號(hào)的強(qiáng)度與流速；另一路通過(guò)降頻轉(zhuǎn)化為可聽(tīng) 聲，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的口的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；聲壓級(jí)；木底噪聲；泄漏超聲波第一章引言傳統(tǒng)的泄漏檢測(cè)方法是將待測(cè)物品充入水或其它介質(zhì)，通過(guò)觀察，測(cè)量在特定吋間內(nèi) 充入介質(zhì)的減少量（如通過(guò)檢測(cè)液面的降低等）來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這是一種直接的測(cè)量方式?；?這種方法

5、又派生出另一種方法，即將待測(cè)物品充入一定壓力的氣體介質(zhì)（通常為壓縮空 氣），而后置水中觀察，以被測(cè)物品周圍是否產(chǎn)生氣泡作為是否泄漏的標(biāo)準(zhǔn)。隨著技術(shù)的進(jìn)步及檢測(cè)方法的改善，所謂“絕對(duì)不漏”或“無(wú)泄漏”只是一個(gè)數(shù)量上 的概念，這一觀念，已被人們所接受。判別一個(gè)測(cè)量物品漏或者不漏需要一個(gè)更為準(zhǔn)確的、 數(shù)量上的標(biāo)準(zhǔn)，特別是對(duì)一些需測(cè)量微小泄漏的場(chǎng)合。泄漏檢查儀的出現(xiàn)為以上問(wèn)題提供了一個(gè)較好的解決辦法，它使得泄漏檢測(cè)過(guò)程更加 便捷，測(cè)量結(jié)果也更為可靠。在采用泄漏檢查儀的基礎(chǔ)上，再輔以上、下料機(jī)構(gòu)、自動(dòng)密 封裝置及屯氣控制、液壓、氣動(dòng)系統(tǒng)等等即可組成一個(gè)可用于加工生產(chǎn)線上的泄漏檢查設(shè) 備試漏機(jī)。試漏檢查儀

6、的出現(xiàn)使得零部件的泄漏在線檢測(cè)成為可能，采用這種裝置口j 滿足批量生產(chǎn)中對(duì)零部件泄漏情況檢測(cè)的要求，大幅提高產(chǎn)品的品質(zhì)質(zhì)量。本課題主要設(shè)計(jì)一種氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。1.1方案的選擇與論證1.1.1方案一1.絕對(duì)壓力法絕對(duì)壓力法測(cè)量系統(tǒng)如圖1-1所示，由氣源、空氣過(guò)濾器、壓力表、充氣閥、壓力傳感器等部分組成。測(cè)量過(guò)程如下：氣j5空代過(guò)滝善壓力調(diào)勺壓力炭加圧口 壓力傳第譽(yù)圖1-1絕對(duì)壓力法測(cè)量原理充氣：充氣閥開(kāi)啟，向待測(cè)件內(nèi)充入規(guī)定壓力的氣體；穩(wěn)定：充氣閥關(guān)閉，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后使得充入氣體達(dá)到一個(gè)測(cè)量所必須的穩(wěn)定狀態(tài)。壓力傳感器將穩(wěn)定階段結(jié)束（測(cè)量階段開(kāi)始）前的壓力值設(shè)定為一個(gè)測(cè)量的零點(diǎn)；測(cè)量：在規(guī)定的

7、測(cè)量時(shí)間內(nèi)，檢測(cè)系統(tǒng)檢出壓力的變化值ap,與設(shè)定的壓力變化極 限值進(jìn)行比較，從而做岀合格或不合格的判定；排氣：測(cè)量結(jié)束后將測(cè)試件內(nèi)部氣體排入大氣屮。 典型的測(cè)量壓力-吋間之間關(guān)系如圖1-2所示。1.1.2方案二壓差法測(cè)量原理見(jiàn)圖1-3。壓差法測(cè)量過(guò)程與絕對(duì)壓力法相似，與絕對(duì)壓力法不同之 處在于壓差法采用一個(gè)參考件加入測(cè)量系統(tǒng)中，用壓差傳感器記錄測(cè)量階段測(cè)量件與參考件之間的壓力變化值apo圖1-3壓差法測(cè)量原理圖壓差法與絕對(duì)壓力法類似，都是通過(guò)測(cè)量壓力變化值間接地測(cè)量泄漏率值。1-1.3方案三超聲波檢測(cè)原理是利用超聲波勻速傳播且可以在金屬表面發(fā)生部分反射的特性，來(lái)進(jìn) 行管道探傷檢測(cè)，它通過(guò)電子裝

8、置，發(fā)送出超聲波的高頻（大于20khz）脈沖，射到管壁 上。反射回的超聲波，再通過(guò)傳感器（探頭）接收回來(lái)，經(jīng)過(guò)信號(hào)放大，顯示岀來(lái)波形。 由于不同部位處反射到探頭上的距離不同，因而超聲波返回的時(shí)間也不同。檢測(cè)器的數(shù)據(jù) 處理單元便可通過(guò)計(jì)算探頭接收到的兩組反射波的時(shí)間差乘以超聲波傳播的速度，得出管 道的實(shí)際壁厚。這樣，既可按照時(shí)間差顯示出的波形，根據(jù)標(biāo)定，測(cè)量出管壁厚度或缺陷 以及腐蝕尺寸等。由于傳統(tǒng)的泄漏檢測(cè)方法如絕對(duì)壓力法、壓差法、氣泡法等，操作復(fù)雜并且對(duì)技術(shù)人 員要求較高，而且不具有實(shí)時(shí)性。目前，工業(yè)上廣泛利用泄漏產(chǎn)生超聲波的原理來(lái)進(jìn)行泄漏 檢測(cè)。利用超聲波檢測(cè)氣體泄漏位置,不僅方法簡(jiǎn)單，而

9、且準(zhǔn)確可靠。基于此，本文研究并 設(shè)計(jì)了一種超聲波氣體泄漏檢測(cè)系統(tǒng)。第二章氣體泄漏檢測(cè)的設(shè)計(jì)原理2. 1氣體泄漏產(chǎn)生超聲波如果一個(gè)容器內(nèi)充滿氣體，當(dāng)其內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)時(shí)，由于內(nèi)外壓斧較大,一旦容 器有漏孔，氣體就會(huì)從漏孔沖出。當(dāng)漏孔尺寸較小且雷諾數(shù)較高吋，沖擊氣體就會(huì)形成湍流, 湍流在漏孔附近會(huì)產(chǎn)生一定頻率的聲波，如圖2-1所示。聲波振動(dòng)的頻率與漏孔尺寸有關(guān)， 漏孔較大時(shí)人耳可聽(tīng)到漏氣蘆，漏孔很小且蘆波頻率大于20khz時(shí)，人耳就聽(tīng)不到了，但它 們能在空氣屮傳播,被稱作空載超聲波。超聲波是高頻短波信號(hào),其強(qiáng)度隨著離開(kāi)聲源（漏孔）距離的增加而迅速衰減。泄漏位置和當(dāng)簡(jiǎn)單。因此超聲波被認(rèn)為是一種方

10、向性很強(qiáng)的信號(hào),用此信號(hào)判斷圖2-1氣體泄漏產(chǎn)牛超聲波2. 2聲壓與泄漏量的關(guān)系泄漏超聲本質(zhì)上是湍流和沖擊噪聲。泄漏駐點(diǎn)壓力p與泄漏孔口直徑d決定了湍流聲 的聲壓級(jí)l。著名學(xué)者馬大猷教授推出如下公式1:pp-0.5pq)2厶=80 + 20 log +10 log q0db = 2gpa（2.1）式中，l為垂直方向距離噴口 lm處的聲壓級(jí)（單位:db） ;d為噴口直徑（單位:mm） ;d0=lmm;p0 為環(huán)境大氣絕對(duì)壓力;p為泄漏孔駐壓。由此可知，在與泄漏孔的距離一定時(shí)，泄漏超聲的聲壓級(jí)是隨泄漏孔尺寸和系統(tǒng)壓力 的變化而變化的。泄漏產(chǎn)生的超聲波頻帶比較寬，一般在20khz到100khz之間。

11、在不同的 頻率點(diǎn)，超聲波的能量是不同的。實(shí)際上，它的頻譜峰值也是隨泄漏孔的尺寸和壓力的變化 而變化的。比如:在一定的泄漏孔徑和壓力下，如果泄漏超聲波的頻譜峰值是在38khz點(diǎn),那 么加大孔徑以后它的頻譜峰值可能岀現(xiàn)在36khz點(diǎn);如果孔徑不變，加大系統(tǒng)內(nèi)外壓差，頻 譜峰值可能出現(xiàn)在43khz點(diǎn)。但是在同一頻率點(diǎn)，對(duì)于形狀相同的泄漏孔，泄漏所產(chǎn)生的超 聲波的聲強(qiáng)隨泄漏量的增大而增大。另外，如呆泄漏量恒定，即泄漏而積一定，則泄漏孔的 形狀越接近于圓形，聲壓越高。當(dāng)泄漏孔的雷諾數(shù)用式（2）表示時(shí)，在40khz點(diǎn)聲壓與雷諾數(shù)之間的關(guān)系如圖2-2所示。l(xk) 3000 50007000<*&#

12、171;)()11000 笛謚散 尺佇圖2-2聲壓級(jí)與雷諾數(shù)的關(guān)系re =pvd(2.2)式中，p為氣體密度；u為粘度;v為流速;d為力學(xué)平均直徑。由圖2-2可知，如果能檢測(cè)出泄漏孔附近在某一個(gè)頻率點(diǎn)的聲強(qiáng)，則可以推算出該泄漏 孔的雷諾數(shù)。對(duì)于該泄漏孔，由于它的力學(xué)平均直徑是確定的,所以這吋雷諾數(shù)與氣體泄漏 量成正比關(guān)系。但是對(duì)于不同的泄漏孔，并不知道它的力學(xué)平均直徑,因此光知道雷諾數(shù)還 不能求出泄漏量。在工業(yè)上，對(duì)于管道氣體，由于有源源不斷的氣體補(bǔ)給，管道里面的氣壓 一般都是恒定值。而對(duì)于工業(yè)容器，由于小孔泄漏的泄漏量非常微弱，容器當(dāng)屮的壓力變化 非常緩慢，所以可以認(rèn)為在一段時(shí)期內(nèi)是恒定值。

13、當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)外壓力一定時(shí)，對(duì)于不同的泄 漏孔，它的泄漏流速都是一定的，可以用公式（2.3）來(lái)表示：v = kpwe 阿ua2,k -a(k+),k 0.528 <cr<l 屮e=<(2.3)0.25880<cr< 0.528式屮，v為氣體流速;p為管內(nèi)壓力；p0為環(huán)境大氣絕對(duì)壓力；t1為絕對(duì)溫度； po/p; r為氣體常數(shù);k=vweu,對(duì)于空氣,k=l. 4,則k=2. 646。當(dāng)雷諾數(shù)、氣體流速知道以后，就可以反求出該泄漏孔力學(xué)平均直徑d,即可得出泄漏 量。通過(guò)以上分析得出：只要能檢測(cè)岀距離泄漏點(diǎn)一定距離的超聲波在某一個(gè)頻率點(diǎn)的強(qiáng) 度，再給岀泄漏系統(tǒng)內(nèi)外壓力，就可

14、以估算出氣休泄漏量。第三章超聲檢測(cè)電路設(shè)計(jì)原理與各單元電路的概述3.1電路系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程小孔氣體泄漏所發(fā)出的超聲波強(qiáng)度是極其微弱的，而耳在工業(yè)場(chǎng)合，環(huán)境噪聲是和當(dāng) 大的。所以要檢測(cè)出在惡劣環(huán)境下的氣體泄漏所發(fā)出的超聲，必須對(duì)系統(tǒng)信號(hào)放大部分進(jìn) 行精心的設(shè)計(jì)。在本系統(tǒng)中只檢測(cè)40khz點(diǎn)的泄漏超聲波的強(qiáng)度,原因是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得岀，在 40khz點(diǎn)的泄漏超聲波能量都是比較大的，而泄漏聲和本底噪聲能量并值也最大（如圖3-1 所示）。這樣選擇可以增加系統(tǒng)靈敏度。fism田1120 0204060碩率/khz圖31本底噪聲與泄漏聲聲壓圖系統(tǒng)原理如圖3-2所示。系統(tǒng)分為模擬和數(shù)字兩部分，模擬部分包括信號(hào)放

15、大電路和 音頻處理電路等。信號(hào)放大電路由前置放大電路、帶通濾波電路和二次放大電路組成。音 頻處理電路由本振電路、混頻器、功率駆動(dòng)電路組成。數(shù)字部分主要由單片機(jī)和lcd、ram、 鍵盤(pán)等外圍設(shè)備組成。傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)放大濾波以后，一路交由單片機(jī)處理,另一路通過(guò)降 頻轉(zhuǎn)化為可聽(tīng)聲。下面分別介紹各部分原理圖3-2系統(tǒng)原理圖3.2各單元電路的介紹3.2.1單元電路的初級(jí)階段1.超聲探頭的原理超聲探頭也稱為超聲波傳感器，超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感 器。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生 的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為

16、射線而定向傳播等 特點(diǎn)。超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超 聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面 波探頭（表而波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以 有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，我們 使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻 率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量最大，靈敏

17、度也最高。（2）工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用 功率較小，所以工作溫度比較低，可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度 比較高，需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。（3）靈敏度。主要取決于制造品片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反z,靈敏 度低。2前置放大電路由丁超聲波信號(hào)十分微弱，一般都是毫伏級(jí)，冇的其至是微伏級(jí)，所以必須經(jīng)過(guò)前置放人器的放人，才能在示波器顯示或記錄其波形。在這里我選擇了雙電路、低噪聲運(yùn)算放 大器 ne5532/ao運(yùn)算放大器ne5532/a具有雙電路、低漂移、低功耗、低噪聲及體積小等特點(diǎn)，其特 性是：輸入失調(diào)電壓500pv；溫度漂移5pv/&#

18、176;c；偏置屯流200na；增益帶寬積gb=10mhz； 轉(zhuǎn)換速率9v/ps；噪聲5nv/hz(lkhz)；消耗電流8ma； ±3±22v電源；差模電壓±0.5v； 共模電壓土vs；功耗looomw；封裝形式：如圖3-3所示；fe, n, d8 packagesd package1ncncnc1412nc 61178top view+inb-inb+vcc outb 10 ncvcc 纟nc-ina |t +ina 叵 nc it9 nc13 outa15圖3-3 ne5532/a封裝圖前置放大電路：如圖3-4所示圖3-4前置放大電路3帶通濾波器二階有源rc帶

19、通濾波器(1)二階有源rc帶通濾波器的幅頻特性圖3-5所示電路為二階有源rc帶通濾波器，運(yùn)算放大器構(gòu)成同相放大器，其閉環(huán)增益為 人=1 +心=4,(利用這一點(diǎn)可以判斷運(yùn)算放大器工作是否正常)。采用復(fù)頻域分析,r函數(shù)信號(hào)發(fā)生器4- ；2/4kq 叮妙/|in1叫(f)i2kq zzo.lp?1 乜 c)iu1一 i1dh毫伏表rf=30 kg2r = 4kqj rr10w圖3- 5二階有源rc帶通濾波器可以得到電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)為：2(丄)s h(s) =嚴(yán).s2+()5 + ()2rc rc(3)根據(jù)二階基本節(jié)帶通濾波器電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)的典型表達(dá)式:h(s) =(3.2)可得增益常數(shù)k = 2 ,中心頻

20、率coq = cop =' ,品質(zhì)因數(shù)!2 = qp = 1。rc止弦穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫(xiě)成h(j®) =腎;=(3.3)(溝)2 + (而)加 + (而)2 i + jqp ( - )2 kcrccop cd其幅頻函數(shù)為:舊(m)卜i2屮心-廿1 + 0；(皀-他尸(dp cd(3.4)由上式可見(jiàn)：當(dāng) 0 = 0 時(shí)，|h(jo)| = o當(dāng) 0 =00 時(shí)，|h(joo)| = 0當(dāng)(o = a)p=時(shí)'|h(jqo)| = k = 2fc其幅頻特性如圖3-6所示。圖3-6二階冇源rc帶通濾波器幅頻特性與無(wú)源情況相比，由于品質(zhì)因數(shù)提高，通頻帶寬度b = = c

21、oq減小，濾波器的選擇性改善; q此外，還能提供壇益(k=2)o3.2.2單元電路的發(fā)展階段1精密檢波電路用普通檢波二極管作檢波器時(shí)，由于其止向伏安特性不是線性的，因此在小信號(hào)卜： 檢波失真相當(dāng)嚴(yán)重。另外，二極管的正向壓降隨溫度而變，所以檢波器的特性也受溫度影 響。用運(yùn)算放大器構(gòu)成的精密檢波器，能克服普通二極管的缺陷，得到與理想二極管接近 的檢波性能。而且檢波器的等效內(nèi)阻及溫度皺感性也比普通檢波器好得多。如圖3-7所示：當(dāng)usr為負(fù)時(shí)，經(jīng)放大器反相，usc>0, d2截止，d1導(dǎo)通。d1的導(dǎo)通 為放大器捉供了深度負(fù)反饋，因此，放大器的反相輸入端2為虛地點(diǎn)，檢波器從虛地點(diǎn)經(jīng) 過(guò)r2輸出信號(hào)

22、。所以u(píng)se二0。當(dāng)usr為正時(shí)，usc<0,所以d1截止，只要use達(dá)到-0. 7v, d2就導(dǎo)通，這時(shí)，可把 d2的正向壓降ud看成是放大器的輸出失調(diào)電壓，因此電路相當(dāng)丁反相輸入的比例放大器, 其傳輸特性為 usc=-(r2/rl)usr=-usro綜上所述，上圖的傳輸特性為usc=0(usr<0) ;usc=-usr(usr>0)。由丁運(yùn)放的開(kāi)環(huán)增益gol很高，因此當(dāng)輸入信號(hào)為正時(shí)，只要usrud/gol,就會(huì)使 d2導(dǎo)通，而且d2旦導(dǎo)通，放大器就處于深度的閉環(huán)狀態(tài)，非線性失真非常小，從小信 號(hào)開(kāi)始，輸入和輸出z間就是具有良好的線性關(guān)系。它的死區(qū)電壓非常小，等于二極管的

23、正向壓降ud的1/gol倍。設(shè)d2導(dǎo)通時(shí)檢波器的反饋系數(shù)為f,則這種精密檢波器的內(nèi)阻 和溫度系數(shù)為普通檢波器的l/(gol -f)倍，當(dāng)r2>r1吋，檢波器還兼有電壓放大作用，可 將信號(hào)放大r2/r1倍。rj1圖3-7精密檢波電路2 a/d轉(zhuǎn)換電路a/d轉(zhuǎn)換器冇并口輸岀adc0809和串行口輸岀adc0831a/d0809的工作過(guò)程大致為：首先輸入地址選擇信號(hào)，在ale信號(hào)作用下，地址信號(hào)被鎖存,產(chǎn)生譯碼信號(hào)，選中模擬量輸入。然后輸入啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制信號(hào)startc不應(yīng)小tloous)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。a/d轉(zhuǎn)換一開(kāi)始，芯片內(nèi)部就立即將結(jié)束標(biāo)志eoc變?yōu)榈碗娖?，?dāng)從cp(clock)引入8個(gè)吋鐘脈沖

24、信號(hào)后，a/d轉(zhuǎn)換即告完成，此吋eoc變?yōu)楦唠娖?，同吋將?shù)碼寄存器的轉(zhuǎn)換結(jié)果輸入到輸出三態(tài)緩沖器中，在允許輸出信號(hào)0e的控制下，在將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出。但曲于本系統(tǒng)規(guī)模較小11要其精度不高，而adc0809雖然轉(zhuǎn)換速度較快但連線較多， 我不予采用，而用連線較少的adc0831就可以滿足要求。a/d轉(zhuǎn)換芯片adc0831,其工作電壓為+5v,采用逐次逼近式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換吋間與單 片機(jī)的時(shí)鐘頻率有關(guān)。與微處理器接口時(shí)只需3根線，do其中為a/d轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)串行輸岀， clk為時(shí)鐘信號(hào)，cs為片選信號(hào)，adc0831的工作時(shí)序如圖3-8 ,圖3-8所示，在第二 個(gè)clk的下降沿后，do輸出最高位msb, 8個(gè)

25、吋鐘后轉(zhuǎn)換完成。12345(789 ml込踴典廿山卍訓(xùn)百譏山ultltltsn upch*sh£ct (bf"!oataout (d0|3_n_n_n_nstate7 s 543 z 1tri-state0(lsb)圖3-8 adc0831的工作時(shí)序3單片機(jī)與鍵盤(pán)、lcd的連接電路的設(shè)計(jì)利用啟點(diǎn)開(kāi)發(fā)板可以很容易的完成lcd顯示，具體如下：1602采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳接口其中：第1腳：vss為地電源第2腳：vdd接5v正電源第3腳：v0為液品顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正屯源吋對(duì)比度最弱，接地電源吋對(duì)比度 最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)口j以通過(guò)一個(gè)10k的屯位器調(diào)整對(duì)比度第

26、4腳：rs為寄存器選擇，高電平吋選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平吋選擇指令寄存器。第5腳：rw為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平吋進(jìn)行讀操作，低電平吋進(jìn)行寫(xiě)操作。當(dāng)rs 和rw共同為低電平吋可以寫(xiě)入指令或者顯示地址，當(dāng)rs為低電平rw為高屯平時(shí)可以 讀忙信號(hào)，當(dāng)rs為高電平rw為低電平吋可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)吋可以讀忙信號(hào)，當(dāng)rs為高電 平rw為低電平吋可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。第6腳：e端為使能端，當(dāng)e端曲高屯平跳變成低屯平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第714腳：d0d7為8位雙向數(shù)據(jù)線。另外引腳” a”和” k”為背光引腳畀a”接正畀k”接負(fù)便會(huì)點(diǎn)亮背光燈.1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器(cgrom)已經(jīng)存儲(chǔ)了 160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符

27、圖 形，這些字符有：阿拉們數(shù)字、英文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè) 字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫(xiě)的英文字母“a”的代碼是0100000ib (41h),顯示 時(shí)模塊把地址41h中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“a” 1602液晶模塊內(nèi) 部的控制器共有11條控制指令。它的讀寫(xiě)操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(說(shuō)明：1為高電平、 0為低電平)指令1：清顯示，指令碼01h,光標(biāo)復(fù)位到地址00h位置指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00h指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置i/d：光標(biāo)移動(dòng)方向，高屯平右移，低屯平左移s:屏幕 上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效

28、，低電平則無(wú)效指令4：顯示開(kāi)關(guān)控制。d：控制整體顯示的開(kāi)與關(guān)，高電平表示開(kāi)顯示，低電平表 示關(guān)顯示c：控制光標(biāo)的開(kāi)與關(guān)，高電平表示冇光標(biāo)，低電平表示無(wú)光標(biāo)b：控制光標(biāo)是 否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍指令5：光標(biāo)或顯示移位s/c：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平吋移動(dòng)光標(biāo)指令6：功能設(shè)置命令dl：高電平吋為4位總線，低電平時(shí)為8位總線n：低屯平 吋為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示f:低電平吋顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平吋顯示5x10 的點(diǎn)陣字符指令7：字符發(fā)生器ram地址設(shè)置指令8： ddram地址設(shè)置指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址bf：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命 令或者數(shù)據(jù)，如果為

29、低電平表示不忙。指令10：寫(xiě)數(shù)據(jù)指令11：讀數(shù)據(jù) 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要 確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符吋要先輸入顯示字 符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符。at89s521602液晶模塊圖3-9單片機(jī)與lcd的連接電路void tcst busy(void)jiuchar i=l;do p0=0xff;rs=0;rw=1;e=l;if(po&0x80)=0)fibreak;e=0;whilc(i!=0);/ffivoid enable(uchar order) p0=order;_nop_()；rs=0;_nop_

30、();rw=o;_nop_();e=0;_nop_(); test_busy();_nop_()；e=l;_nop_()；void writedata(uchar digital)po=digital;_nop_()；rs=1;_nop_()；rw=0;_nop_()；e=0;_nop_(); test_busy();_nop_();e=l;nop_();；/itwtw fvoid resetlcd(void)delay ();enable(0x01);enable(0x38);enable(oxoc);enable(0x06);/enable(0x80);/*lcd初始化設(shè)置*/*/清除屏幕

31、*/*/8位點(diǎn)陣方式*/*/開(kāi)顯示*/*/移動(dòng)光標(biāo)*/*/顯示位置*/單片機(jī)與鍵盤(pán)的連接電路一般的具冇人機(jī)對(duì)話的單片機(jī)系統(tǒng)少不了會(huì)冇鍵盤(pán)。鍵盤(pán)接口的原理與應(yīng)用許多的教 材都有介紹，但通常各有各的方法，各有各的優(yōu)劣。下面就我對(duì)單片機(jī)鍵盤(pán)接口的了解和 應(yīng)用對(duì)單片機(jī)-直接驅(qū)動(dòng)鍵盤(pán)的接口原理及應(yīng)用作一個(gè)說(shuō)明，并附加相應(yīng)鍵盤(pán)的匯編子程序 和c語(yǔ)言子函數(shù)。我以鍵盤(pán)的數(shù)口來(lái)選擇鍵盤(pán)最適合的接法和最佳的編程方法，對(duì)各鍵盤(pán)接口的方法的 優(yōu)缺點(diǎn)加以說(shuō)明。1*4按鍵的單片機(jī)鍵盤(pán)接口：當(dāng)鍵盤(pán)的數(shù)口最多為4個(gè)時(shí)，我最佳的接口方案當(dāng)然是獨(dú)立式接法了，即每一個(gè)i/o 口 上只接一個(gè)按鍵，按鍵的另一端接電源或接地（一般接地）

32、。占用的i/o 口數(shù)最大為4條。（注意:1-4按鍵的鍵盤(pán)的接法許多，如果接成掃描式可以占用更少的i/o 口，但從程序 復(fù)雜性和系統(tǒng)穩(wěn)定性的綜合考慮的話，獨(dú)立式鍵盤(pán)接法應(yīng)該是首選）獨(dú)立式鍵盤(pán)的實(shí)現(xiàn)方法是利用單片機(jī)i/o 口讀取口的電平高低來(lái)判斷是否有鍵按下。 例如，將常開(kāi)按鍵的一端接地，另一端接一個(gè)i/o 口，程序開(kāi)始時(shí)將此i/o 口置于高電平, 平吋無(wú)鍵按下時(shí)i/o 口保護(hù)高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí)，此i/o 口與地短路迫使i/o 口為低電 平。按鍵釋放后，單片機(jī)內(nèi)部的上拉屯阻使i/o 口仍然保持高電平。我所耍做的就是在程 序中查尋此i/o 口的電平狀態(tài)就可以了解是否有按鍵動(dòng)作了。值得注意的事，在用

33、單片機(jī)對(duì)鍵盤(pán)處理的吋候涉及到了一個(gè)重要的過(guò)程，那就是鍵盤(pán) 的去抖動(dòng)。這里說(shuō)的抖動(dòng)是機(jī)械的抖動(dòng)，是當(dāng)鍵盤(pán)在未按到按下的臨界區(qū)產(chǎn)生的電平不穩(wěn) 定正?，F(xiàn)象，并不是我們?cè)诎存I時(shí)通過(guò)注意可以避免的。這種抖動(dòng)一般在10-200毫秒之 間，這種不穩(wěn)定電平的抖動(dòng)吋間對(duì)于人來(lái)說(shuō)太快了，而對(duì)于吋鐘是微秒級(jí)的單片機(jī)而言則 是慢長(zhǎng)的。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定，必須去除或避開(kāi)它。目前的技術(shù)有硬件去抖動(dòng)和軟件去 抖動(dòng)，硬件去抖動(dòng)就是用部分電路對(duì)抖動(dòng)部分加之處理，但是實(shí)現(xiàn)的難度較大又會(huì)提高了 成木。軟件去抖動(dòng)不是去掉抖動(dòng)，而是避開(kāi)抖動(dòng)部分的時(shí)間，等鍵盤(pán)穩(wěn)定了再對(duì)其處理。 這里我們只研究軟件去抖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)方法是先查尋按鍵當(dāng)有低屯平出

34、現(xiàn)時(shí)立即延時(shí)10-200毫秒以避開(kāi)抖動(dòng)（經(jīng)典值為20毫秒），延時(shí)結(jié)束后再讀一次i/o 口的 值，這一次的值如果為1表示低電平的吋間不到10-200毫秒，視為良好。rms32oij24o7a 74sid8圖310鍵盤(pán)接口電路4本振電路ne555時(shí)基電路封形式冇兩種，一是dip雙列直插8腳封裝，另一種是s0p-8小型（s md）封裝形式。其他ha17555. lm555、ca555分屈不同的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。內(nèi)部結(jié)構(gòu) 和工作原理都相同。ne555屬于cmos工藝制造，下面我將對(duì)其進(jìn)行介紹。圖3-11是它的內(nèi)部功能原理框圖，圖3-12是它的內(nèi)部等效電路。ne555的內(nèi)部屮心 電路是三極管q15和q17

35、加正反饋組成的rs觸發(fā)器。輸入控制端有直接復(fù)位reset端， 通過(guò)比較器a1,復(fù)位控制端的th、比較器a2置位控制的t。輸出端為f,另外還有集電 極開(kāi)路的放電管diso它們控制的優(yōu)先權(quán)是r、t、tho圖3-11內(nèi)部功能原理框圖圖3-12是內(nèi)部等效電路表1是ne555的極限參數(shù)，不同的封裝形式及不同的生產(chǎn)廠商的器件這些參數(shù)不盡 相同，極限參數(shù)是指在不損壞器件的情況下，廠商保證的界限，并非可以工作的條件，如 果超過(guò)某一環(huán)境下使用，其間的安全性將不會(huì)得到保證，這使用中應(yīng)加以注意。表1 ne555的極限參數(shù)電源電壓允許功耗工作溫度儲(chǔ)藏溫度授高結(jié)溫+ 18v600mw-10i7o°c軍用-55

36、+125°c-65+150°c300°c5混頻電路混頻器的作用是變頻（或混頻），是將信號(hào)頻率由一個(gè)量值變換為另一個(gè)量值的過(guò)程。 具有這種功能的電路稱為變頻器（或混頻器）。一般用混頻器產(chǎn)生中頻信號(hào)：混頻器將天線上接收到的信號(hào)與本振產(chǎn)生的信號(hào)混頻, 當(dāng)混頻的頻率等丁中頻時(shí)，這個(gè)信號(hào)可以通過(guò)屮頻放大器，被放大后，進(jìn)行峰值檢波。檢 波后的信號(hào)被視頻放大器進(jìn)行放大，然后顯示出來(lái)。由于本振電路的振蕩頻率隨著時(shí)間變 化，因此頻譜分析儀在不同的時(shí)間接收的頻率是不同的。當(dāng)本振振蕩器的頻率隨著時(shí)間進(jìn) 行掃描時(shí)，屏幕上就顯示出了被測(cè)信號(hào)在不同頻率上的幅度，將不同頻率上信號(hào)的幅度記 錄下

37、來(lái)，就得到了被測(cè)信號(hào)的頻譜。6低通濾波二階有源rc低通濾波器（1）二階有源rc低通濾波器的幅頻特性認(rèn)）發(fā)生器 除數(shù)信號(hào)圖3-13二階冇源rc低通濾波器圖3-13所示電路為二階有源rc低通濾波器，運(yùn)算放大器a構(gòu)成同相放大器，其閉 環(huán)增益為4 = 1 +空=2,（利用這一點(diǎn)可以判斷運(yùn)算放大器工作是否正常）。采用復(fù)頻域分 析，可以得電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)為：噲2(3.5)根據(jù)二階基本節(jié)低通濾波器電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)的典型表達(dá)式：2（）5h（s） =-宀（疋）s +（疋）(3.6) nj得增益常數(shù)k=2,極點(diǎn)頻率5=厶，極偶品質(zhì)因數(shù)4=1。rc正弦穩(wěn)態(tài)時(shí)的電壓轉(zhuǎn)移函數(shù)可寫(xiě)成:hg 二-r2c2co2 + jrc

38、4;kco . 1 co 269q p co p(3.7)it幅頻函數(shù)為:卜 j(i-/?2c22)2 + /?2c22(3.8)由上式可見(jiàn)：當(dāng)0 = 0 時(shí)，|h(j0)| = k = 2當(dāng) co = cop= 時(shí)'二 qpk = 2 ac當(dāng) 0=00 時(shí)，|/(jco)| = 0其幅頻特性如下圖3-14所示與無(wú)源情況相比，由于q，增大，隨著頻率增加幅值函數(shù)減小較慢；此外，述能提供增益,即 k=2>lo圖3-14二階冇源rc低通濾波器幅頻特性3.2.3單元電路的完善階段1冷頻功放電路lm386是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的音頻功率放大器，主要應(yīng)用于低電壓消費(fèi)類產(chǎn) 品。為使外圍元件最

39、少，電壓增益內(nèi)置為20。但在1腳和8腳z間增加一只外接電阻和電容，便可將屯壓增益調(diào)為任意值，直至200o輸入端以地位參考，同時(shí)輸出端被自動(dòng)偏置 到電源電壓的一半，在6v電源電壓下，它的靜態(tài)功耗僅為24mw,使得lm386特別適用于 電池供電的場(chǎng)合。lm386的封裝形式冇塑封8引線雙列直插式和貼片式。 特性：1、靜態(tài)功耗低，約為4ma,可用于電池供電。2、工作電壓范圍寬，412vor518v。3、外圍元件少。4、電壓增益可調(diào),20-200o5、低失真度。2整流濾波屯路與穩(wěn)壓屯路工頻交流整流電路是將工頻交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電。濾波電路將脈動(dòng)直流屮的交流成分濾 除，減少交流成分，增加-直流成分。穩(wěn)壓

40、電路采用負(fù)反饋技術(shù)，對(duì)整流后的直流屯壓進(jìn)一 步進(jìn)行穩(wěn)定。直流電源的方框圖如圖3-16所示整濾流波壓脈動(dòng)直流直流負(fù)載圖3-16整流濾波方框圖橋式整流電路(1) 工作原理橋式整流電路是最基本的將交流轉(zhuǎn)換為直流的電路，如圖3-17 (a)所示。在分析整流電路工作原理時(shí)，整流電路屮的二極管是作為開(kāi)關(guān)運(yùn)用，具冇單向?qū)щ娦浴８?據(jù)圖3-17 (a)的電路圖可知：當(dāng)正半周時(shí)，二極管口、心導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的正半周。當(dāng)負(fù)半周吋，二極管d2、導(dǎo)通，在負(fù)載電阻上得到正弦波的負(fù)半周。在負(fù)載電阻上正、負(fù)半周經(jīng)過(guò)合成，得到的是同一個(gè)方向的單向脈動(dòng)電壓。單相橋式 整流電路的波形圖見(jiàn)圖3-17 (b)。(2) 參

41、數(shù)計(jì)算根據(jù)圖3-17 (b)可知，輸出電壓是單相脈動(dòng)電壓，通常用它的平均值與宜流電壓等 效。輸出平均電壓為(3.9)流過(guò)負(fù)載的平均屯流為(3.10)流過(guò)二極管的平均電流為(3. 11)二極管所承受的最大反向電壓(3. 12):h hr 縈 e(b)波形圖(a)橋式整流電路圖3-17橋式整流電路流過(guò)負(fù)載的脈動(dòng)電壓中包含冇直流分量和交流分量，可將脈動(dòng)電壓做傅里葉分析，此時(shí)諧波分量屮的二次諧波幅度最大。脈動(dòng)系數(shù)s定義為二次諧波的幅值與平均值的比值。(3. 13)£=警/警吟詢(3.14)(3) 橋式整流電路的負(fù)載特性曲線單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線是指輸出電壓與負(fù)載電流之間的關(guān)系(35)

42、該曲線如圖3-18所示，曲線的斜率代表了整流電路的內(nèi)阻。濾波電路(1) 濾波的基本概念濾波電路利用電抗性元件對(duì)交、直流阻抗的不同，實(shí)現(xiàn)濾波。電容器c對(duì)直流開(kāi)路, 對(duì)交流阻抗小，所以c應(yīng)該并聯(lián)在負(fù)載兩端。電感器l對(duì)直流阻抗小，對(duì)交流阻抗大，圖3-18單相橋式整流電路的負(fù)載特性曲線因此l應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)。經(jīng)過(guò)濾波電路后，既可保留直流分量，又可濾掉一部分交流分量， 改變了交直流成分的比例，減小了電路的脈動(dòng)系數(shù)，改善了直流電壓的質(zhì)量。(2) 電容濾波電路現(xiàn)以單相橋式整流電容濾波電路為例來(lái)說(shuō)明。電容濾波電路如圖3-19所示，在負(fù)載 電阻上并聯(lián)了一個(gè)濾波電容co圖3-19電容濾波電路(3) 濾波原理若巾處于止

43、半周，二極管di、d3導(dǎo)通，變壓器次端電壓v2給電容器c充電。此時(shí)c 相當(dāng)于并聯(lián)在v2±,所以輸出波形同巾，是正弦波。當(dāng)v2到達(dá)血=兀/2時(shí)，開(kāi)始下降。先假設(shè)二極管關(guān)斷，電容c就要以指數(shù)規(guī)律向負(fù)載 rl放電。指數(shù)放電起始點(diǎn)的放電速率很大。在剛過(guò)血=兀/2時(shí)，止弦曲線下降的速率很慢。 所以剛過(guò)皿=兀/2時(shí)二極管仍然導(dǎo)通。在超過(guò)cot=7i/2后的某個(gè)點(diǎn)，正弦曲線下降的速率越 來(lái)越快，當(dāng)剛超過(guò)指數(shù)曲線起始放電速率時(shí)，二極管關(guān)斷。所以在t2到t3時(shí)刻，二極管導(dǎo) 電，c充電，vi=v。按正弦規(guī)律變化;t|到t2時(shí)刻二極管關(guān)斷,vi=vo按指數(shù)曲線下降，放 電時(shí)間常數(shù)為rlco電容濾波過(guò)程見(jiàn)圖

44、3-19o需要指岀的是，當(dāng)放電時(shí)間常數(shù)rlc增加時(shí)，口點(diǎn)要右移，t2點(diǎn)要左移，二極管關(guān)斷時(shí)間 加長(zhǎng)，導(dǎo)通角減??；反z, rlc減少時(shí)，導(dǎo)通角增加。顯然。當(dāng)rl很小，即ii很大時(shí)， 電容濾波的效果不好，見(jiàn)圖320濾波曲線小的2。反z,當(dāng)rl很大，即ii很小時(shí)，盡管 c較小,rlc仍很大，電容濾波的效果也很好，見(jiàn)濾波曲線屮的3。所以電容濾波適合輸出電 流較小的場(chǎng)合。(4) 電容濾波電路參數(shù)的計(jì)算a)t圖3-20電容濾波電路波形圖3-21電容濾波的效果電容濾波電路的計(jì)算比較麻煩，因?yàn)闆Q定輸出電壓的因素較多。工程上有詳細(xì)的曲線 可供查閱，一般常采用以下近似佔(zhàn)算法：一種是用鋸齒波近似表示，即另一種是在r

45、lc= (35)冷的條件下，近似認(rèn)為vo=1.2v20(5) 外特性整流濾波屯路中，輸岀直流屯壓v。隨負(fù)載電流1。的變化關(guān)系曲線如圖3-22所示。圖3-22電容濾波外特性曲線穩(wěn)壓電路引起輸出電壓不穩(wěn)定的原因理想的穩(wěn)壓電路輸岀電阻r。二0,則v。與負(fù)載r.無(wú)關(guān)，為了降低ro,穩(wěn)定v。,高質(zhì)量的穩(wěn) 壓電路必須采用深度電壓負(fù)反饋以改善電路性能。引起輸出電壓變化的原因是負(fù)載電流的變化和輸入電壓的變化，參見(jiàn)圖3-23o 負(fù)載電流的變化會(huì)在整流電源的內(nèi)阻上產(chǎn)生電壓降，從而使輸入電壓發(fā)生變化。即(3.16)圖3-23穩(wěn)壓電源方框圖穩(wěn)壓電路的技術(shù)指標(biāo)用穩(wěn)壓電路的技術(shù)指標(biāo)去衡量穩(wěn)壓電路性能的高低。的和a l)引

46、起的av?？捎孟率?表示。(3.17)(1) 穩(wěn)壓系數(shù)s穩(wěn)壓系數(shù)的定義為:(3-18)(2) 電壓調(diào)整率s(3. 19)圖3-24整流濾波電路與穩(wěn)壓電路電壓調(diào)整率是特指 vi/vi二± 10%時(shí)的sro(3) 輸岀電阻允&如i(3.20)(4) 電流調(diào)整率s電流調(diào)整率st的定義是當(dāng)輸出電流從零變化到最大額定值時(shí)，輸出電壓的相對(duì)變化值。(3.21)(5) 紋波抑制比smsm定義為輸入電壓交流紋波峰峰值與輸出電壓交流紋波峰峰值z(mì)比的分貝數(shù)。(3. 22)(6) 輸出電壓的溫度系數(shù)st(3. 23)如果考慮溫度對(duì)輸出電壓的影響，則輸出電壓是輸入電壓、負(fù)載電流和溫度的函數(shù)。(3.24

47、)第四章超聲檢測(cè)的軟件設(shè)計(jì)因?yàn)橄到y(tǒng)要完成測(cè)量泄漏超聲的聲壓級(jí)、估算泄漏量以及完成顯示功能，所以系統(tǒng)軟 件部分主要是由信號(hào)釆集子程序、濾波子程序、fft變換程序、泄漏估算子程序、lcd顯 示子程序、鍵盤(pán)服務(wù)子程序六大模塊組成，因?yàn)閏語(yǔ)言編寫(xiě)的軟件易于實(shí)現(xiàn)模塊化，生成 的機(jī)器代碼質(zhì)量高、可讀性強(qiáng)、移植好，所以木系統(tǒng)的軟件采用c語(yǔ)言編寫(xiě)。列出程序設(shè) 計(jì)的總體思路，如圖4-1所示。本文所介紹的超聲波泄漏檢測(cè)系統(tǒng)具有精度高、體積小、 便于攜帶和具有很好的人機(jī)交互界而等特點(diǎn)。該系統(tǒng)述利用單片機(jī)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)泄漏量 的估算。下而根據(jù)圖主程序流程圖介紹軟件的具體設(shè)計(jì)(1) 首先將單片機(jī)系統(tǒng)、lcd. a/d轉(zhuǎn)

48、換、濾波器系數(shù)、fft旋傳因子初始化；(2) 鍵盤(pán)掃描了程序由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在鍵被按下或彈起時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓抖動(dòng)，從最初按下到接觸 穩(wěn)定要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒的彈跳時(shí)間，如錯(cuò)誤！未找到引用源。所示。為保證鍵識(shí)別的準(zhǔn)確，必 須進(jìn)行去抖動(dòng)處理，去抖動(dòng)有硬件和軟件兩種方法。硬件方法就是加去抖動(dòng)電路，從根木 上避免抖動(dòng)；軟件方法有很多種，例子程序主要是利用主程序的循環(huán)掃描，主程序循環(huán)一 次，掃描一次按鍵，當(dāng)連續(xù)n次掃描到的鍵值都一樣時(shí)，則說(shuō)明是穩(wěn)定的按鍵值。 顯示了程序完成符號(hào)、數(shù)值的顯示輸出。(3) a/d釆樣子程序信號(hào)采集與a/d傳換子程序根據(jù)輸入?yún)?shù)對(duì)相應(yīng)的模擬信號(hào)進(jìn)行量化及處理，并將相 應(yīng)信號(hào)的數(shù)值

49、返回主程序。(4) fir濾波子程序?yàn)V波算法的設(shè)計(jì)：這里主要采用了算術(shù)平均值濾波法的方法，一般在設(shè)計(jì)平均值濾波 程序是，要考慮消除較為明顯的脈沖干擾，即將遠(yuǎn)離真實(shí)值的采樣值剔除，不參加平均值 計(jì)算，從而使平均值更接近真實(shí)值。算法原理為：連續(xù)采用幾次，將其累加求和，同時(shí)找 出其屮的最大值和最小值，再?gòu)睦奂雍椭袦p去最大值和最小值，按n2個(gè)采樣值求平均， 即得有效采樣值。為使平均濾波方便，n2最好取，2、4、8、16,這樣的除法實(shí)際上執(zhí)行 右移指令即可完成。具體做法有兩種：對(duì)于快變參數(shù)，先連續(xù)采樣n次，然后在處理，但 要在ram中開(kāi)辟出n個(gè)數(shù)據(jù)的暫存區(qū)。對(duì)于慢變參數(shù)，可一邊釆樣，一邊處理，而不必 在ram中開(kāi)辟數(shù)據(jù)暫存區(qū)。(