運(yùn)用普通運(yùn)算放大器芯片LM358加電子模擬開(kāi)關(guān)芯片4051

微機(jī)測(cè)控電路課程設(shè)計(jì)題目:運(yùn)用普通運(yùn)算放大器芯片LM358+電子模擬開(kāi)關(guān)芯片4051院（系） 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān) 業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué) 號(hào) 0911212016 姓名 級(jí) 另I」 2009 指導(dǎo)老師 2012年6月測(cè)控技術(shù)專(zhuān)業(yè) 微機(jī)測(cè)控電路 課程設(shè)計(jì)評(píng)分表2010—2011學(xué)年第2學(xué)期學(xué)生姓名學(xué)號(hào)0911212016班級(jí)09測(cè)控2班指導(dǎo)教師職稱(chēng)成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)課題D54：運(yùn)用普通運(yùn)算放大器芯片LM741+電子模擬開(kāi)關(guān)芯片4051“指導(dǎo)教師評(píng)分表”由指導(dǎo)教師填寫(xiě)，主要考核學(xué)生完成課題情況。（占50分）項(xiàng) 目?jī)?yōu)良中及不及得分1、設(shè)計(jì)思路、方案合理性（10）987652、軟硬件、設(shè)計(jì)圖紙等（20說(shuō)明書(shū)（10）設(shè)計(jì)計(jì)算格式的規(guī)范性字跡的正確性987654、所掌握的知識(shí)水平、獨(dú)立工作能力（10）98765累計(jì)得分“評(píng)審教師評(píng)分表”由評(píng)審教師填寫(xiě)，主要考核學(xué)生完成課題情況。（占30分）項(xiàng) 目?jī)?yōu)良中及不及得分3、完成任務(wù)情況（10）工作量大小設(shè)計(jì)內(nèi)容與題目相符性987654、說(shuō)明書(shū)（10）軟件流程、硬件設(shè)計(jì)合理性說(shuō)明書(shū)格式的規(guī)范性語(yǔ)言規(guī)范、說(shuō)理嚴(yán)謹(jǐn)性987655、所掌握知識(shí)的程度、知識(shí)綜合應(yīng)用的能力（10）98765累計(jì)得分“答辯委員評(píng)分表”統(tǒng)計(jì)每位答辯委員評(píng)定的答辯成績(jī)的平均值。（占20分）項(xiàng) 目?jī)?yōu)良中及不及得分1、論文宣讀（12分）答辯準(zhǔn)備情況10.89.68.47.26基本觀點(diǎn)是否闡述清楚語(yǔ)言的邏輯性，敘述是否重點(diǎn)突出利用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題的能力有無(wú)概念錯(cuò)誤2、回答問(wèn)題（8分）利用所學(xué)知識(shí)回答討論問(wèn)題的能力7.26.45.64.84有針對(duì)性、重點(diǎn)突出地回答問(wèn)題有無(wú)概念錯(cuò)誤答辯委員平均分*備注：表中的數(shù)據(jù)為對(duì)應(yīng)等級(jí)的最低評(píng)分值;“答辯委員評(píng)分表”中

微機(jī)測(cè)控電路 課程設(shè)計(jì)評(píng)議表2010—2011學(xué)年第2學(xué)期學(xué)生姓名學(xué)號(hào)0911212016班級(jí)測(cè)控09二班指導(dǎo)教師職稱(chēng)成績(jī)?cè)O(shè)計(jì)課題D54：運(yùn)用普通運(yùn)算放大器芯片LM741+電子模擬開(kāi)關(guān)芯片4051指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)指導(dǎo)教師簽名： 2011年6月23日評(píng)審教師評(píng)語(yǔ)主審教師簽名： 2011年6月23日答辯評(píng)議意見(jiàn)答辯組負(fù)責(zé)人簽名： 2011年6月23日意見(jiàn)院系4^4一系主任簽名:年月 日教學(xué)副院長(zhǎng)（簽章）年月 日單片機(jī)課程設(shè)計(jì)與總結(jié)目錄通用性運(yùn)用普通運(yùn)算放大器芯片LM358+電子模擬開(kāi)關(guān)芯片4051電路與程序設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)方案 1、 設(shè)計(jì)題目 2、 題目分析 3、 整體設(shè)計(jì)規(guī)劃 硬件選擇模擬電子開(kāi)關(guān)的選擇 運(yùn)算放大器的選擇 CPU選擇 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 核心程序流程圖 核心程序 檢測(cè)與調(diào)試 原理圖 總結(jié)心得 參考文獻(xiàn) 整體設(shè)計(jì)方案一、 設(shè)計(jì)題目：運(yùn)用普通運(yùn)算放大器芯片LM358+電子模擬開(kāi)關(guān)芯片4051二、 題目分析:通過(guò)選擇運(yùn)算放大器的增益電阻實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的可編程?？刹捎枚喾N方式，如利用現(xiàn)成的可編程運(yùn)算放大器芯片（如PGA206/LMP8100/MCP6S91/AD8250等），通過(guò)微機(jī)的IO口直接控制或通信信令控制實(shí)現(xiàn)；利用普通運(yùn)算放大器芯片（如LM358/LM741/AD308等），運(yùn)用電子模擬開(kāi)關(guān)芯片（如4066/4051/4052等）、DA轉(zhuǎn)換器，通過(guò)微機(jī)的IO口直接控制切換選擇不同的增益電阻實(shí)現(xiàn)放大倍數(shù)的可編程。三、設(shè)計(jì)整體規(guī)劃：可編程增益放大器的整體設(shè)計(jì)流程如下圖模擬開(kāi)關(guān)4051通用型普通運(yùn)放LM358單片機(jī)AT89C52放大器電路設(shè)計(jì)

核心程序及流程圖圖1.整體設(shè)計(jì)流程四、硬件選擇

1、模擬電子開(kāi)關(guān)選擇：此可編程增益放大器選用的模擬電子開(kāi)關(guān)為4051,相當(dāng)于一個(gè)單刀八擲開(kāi)關(guān)。具體接通哪一通道，由輸入3位地址碼ABC來(lái)決定?！癐NH”是禁止端，當(dāng)“INH”=1時(shí)，各通道均不接通,〃INH〃=0時(shí)，各通道接通。4051內(nèi)部邏輯圖如圖2所示，4051引腳圖如圖3所示，其真值表如表1所示LEVELINVERSIONTtS4 3t1 0LEVELINVERSION j |'j lTQj~~COMMON

□UfMNBINARY

70

1OFB

DSCOOER

WTH

IHbra-JTCOMMON

□UfMN?vat?vet圖2.4051內(nèi)部邏輯圖CHAMNELCHHJDUTCHANNELSINKJUTasTG圖3.4051引腳圖^2CIM051功能表rNiiCBA功 能1■■■ ■■■3腳Y匂所有輸入端斷開(kāi)00003腳Y與13^1A0接適00013廊Y與14>AI接通00J■“衛(wèi)，3WY與戸腳A2接通00113腳Y與匕腳曲接通00?_3腳Y與H.腳A4怨通運(yùn)算放大器選擇:運(yùn)算放大器米用通用運(yùn)算放大器L^^^358部包括有兩個(gè)獨(dú)〔立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在；2、內(nèi)推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模組，音頻放大器、工業(yè)控制、DC增益部件和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。LM358的封裝形式有塑封8引線(xiàn)雙列直插式和貼片式。特性(Features):?內(nèi)部頻率補(bǔ)償?直流電壓增益高（約100dB）?單位增益頻帶寬（約1MHz）?電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫矗?—30V）；雙電源（土1.5—土15V）?低功耗電流，適合于電池供電?低輸入偏流

?低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流?共模輸入電壓范圍寬，包括接地?差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍?輸出電壓擺幅大(0至Vcc-1.5V)高性能C0MS8位單片機(jī)，并且此可編程增益放大器對(duì)單片機(jī)要求不是很高，因此采用AT89C52足夠。單片機(jī)其外部引腳圖如圖5所示:圖5.AT89C52引腳圖主要特性：1、 兼容MCS51指令系統(tǒng)2、 8k可反復(fù)擦寫(xiě)（大于1000次）FlashROM；3、 32個(gè)雙向I/O口；4、 256x8bit內(nèi)部RAM；5、 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；時(shí)鐘頻率0-24MHZ；7、 2個(gè)串行中斷，可編程UART串行通道；8、 2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源；9、 2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線(xiàn)，3級(jí)加密位；10、低功耗空閑和掉電模式，設(shè)置睡眠和喚醒功能；各電阻值的選擇：R1=2.5KR2=2.5KR3=5KR4=10KR5=15KR6=20K放大倍數(shù)A1=1+R1/R9=3A2=l+R2/R9=4A3=l+R3/R9=5A4=l+R4/R9=6A5=l+R5/R9=7A6=1+R6/R9=8A7=l+R7/R9=9A8=1+R8/R9=10五、軟件設(shè)計(jì)核心程序流程圖：程序開(kāi)始P2.0、P2.1、P2.2口分別輸出’0''0''0'電平延時(shí)特定時(shí)間tP2.0、P2.1、P2.2口分別輸出’0''0''1'電平延時(shí)特定時(shí)間tP2.0、P2.1、P2.2口分別輸出’0''1''0'電平延時(shí)特定時(shí)間tP2.0、P2.1、P2.2口分別輸出’1''0''0'電平延時(shí)特定時(shí)間tP2.0、P2.1、P2.2口分別輸出'0''1''1'電平延時(shí)特定時(shí)間t圖6程序流程圖核心程序如下：C語(yǔ)言程序：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuintshuzu□二{0xf8,0xf9,0xfa,0fxb,0xfc,0xfd,0xfe,0xff};voidtime(uintkk){uinti=0,j=0;for(i=0;i<kk;i++)for(j=0;j<400;j++);}voidmain(){uinta=0;while(l){for(a=0;a<=7;a++){P2=shuzu[a];time(500);}}}匯編程序：ORG 0000HSJMP MAIN

MAIN:MOVA,#2MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVP2,AHERE:SJMPHERETAB:DB0xf8,0xf9,0xfa,0fxb,0xfc,0xfd,0xfe,0xffRETEND檢測(cè)與調(diào)試：當(dāng)將滑動(dòng)變阻器向下移動(dòng)至20%時(shí)，點(diǎn)擊仿真按鈕進(jìn)行仿真，此時(shí)測(cè)得的各個(gè)實(shí)際參數(shù)如下：實(shí)際輸入電壓為0.5V，實(shí)際輸出電壓分別為1.58V,2.58V,3.58V,4.59V,5.59V,6.60V,7.60V。這說(shuō)明八個(gè)不同的反饋電阻在模擬開(kāi)關(guān)在ABC的控制作用下產(chǎn)生八種不同的增益分別約等于3,5,7,9,11,13,15,17,19。后面的小數(shù)產(chǎn)生是因?yàn)槟M開(kāi)關(guān)存在內(nèi)阻引起的。由此，得知這個(gè)運(yùn)算放大器可實(shí)現(xiàn)3,5,7,9,11，13，15,17,19八種不同的電壓放大倍數(shù)。圖7