地球物理仪器课程设计

1、 时间地点安排时间地点安排 设计流程设计流程 设计题目简介设计题目简介 时间及地点安排：时间及地点安排： 第第18周周一到五周周一到五 上午上午8：0012:00 地点：地点：3教教404机房机房 选题选题 、分组、阅读相关资料、分组、阅读相关资料（周一）（周一） 系统硬件电路连接及程序设计系统硬件电路连接及程序设计 （周二三、四）（周二三、四） 演示课程设计作品演示课程设计作品 （周五）（周五） 审阅、打印上交设计报告审阅、打印上交设计报告 （周五）（周五） 设计流程设计流程 一. 设计要求如下： 1、从多个通道输入可调模拟量电压信号，信号输入范围、从多个通道输入可调模拟量电压信号，信号输入

2、范围0-5V之间；之间；2、分时采集各通道输入信号，采集分辨率不低于、分时采集各通道输入信号，采集分辨率不低于25mV； 3、将多通道采集数据连续存储到单片机片内数据存储器；、将多通道采集数据连续存储到单片机片内数据存储器； 4、通过按键控制显示某个通道数据。设置独立式按键，通过输入键值确定要显示、通过按键控制显示某个通道数据。设置独立式按键，通过输入键值确定要显示 的通道数据；的通道数据； 5、根据键值要求，在数码块上显示相应通道采集的模拟量数据。要求：至少四位、根据键值要求，在数码块上显示相应通道采集的模拟量数据。要求：至少四位 数码块显示，能够显示小数；显示控制方式为动态扫描方式实现；数

3、码块显示，能够显示小数；显示控制方式为动态扫描方式实现； 二、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 在在Keil uVsion 软件环境下编写功能程序，在软件环境下编写功能程序，在Proteus软件开发环境下完成电路软件开发环境下完成电路 原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。 三、参考元器件选择：三、参考元器件选择： 单片微型计算机：单片微型计算机：89C51 模数转换芯片：模数转换芯片：AD0808/AD0809 显示芯片：七段数码块显示芯片：七段数码块 一、设计要求如下：一、设计要求如下： 1、输入两路正弦信

4、号，幅度及频率要求：、输入两路正弦信号，幅度及频率要求：50mV 100Hz和和500mV/1Hz； 2、 应用集成运放设计加法器，将两路输入信号叠加输出；应用集成运放设计加法器，将两路输入信号叠加输出； 3、搭建模拟低通滤波器滤除混叠信号中的低频信号，保留高频信号；、搭建模拟低通滤波器滤除混叠信号中的低频信号，保留高频信号； 滤波器选择二阶巴特沃斯滤波器，滤波器滤波器选择二阶巴特沃斯滤波器，滤波器通带截止频率设为截止频率设为50Hz; 4、利用仪表放大器将滤波后信号分别进行、利用仪表放大器将滤波后信号分别进行2、10、20倍增益，通过示波器观察倍增益，通过示波器观察 滤波效果。滤波效果。 二

5、、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 选择在选择在Proteus或或MultiSim2001软件开发环境下完成电路原理图的绘制，经软件开发环境下完成电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。 三、参考元器件选择：三、参考元器件选择： 集成运放器：集成运放器：uA741/LM324 仪器放大器：仪器放大器：AD623 一、设计要求如下：一、设计要求如下： 1、输入三路正弦信号，幅度及频率要求：、输入三路正弦信号，幅度及频率要求：50mV 100Hz、500mV/1Hz、50mV/1KHz； 2、 应用集成运放设计加法器，将三路输入

6、信号叠加；应用集成运放设计加法器，将三路输入信号叠加； 3、搭建模拟带通滤波器滤除高、低频信号，将中频信号保留，滤除高低频信号；、搭建模拟带通滤波器滤除高、低频信号，将中频信号保留，滤除高低频信号； 带通滤波器选择两个二阶巴特沃斯滤波器实现带通滤波器选择两个二阶巴特沃斯滤波器实现; 4、输出部分选择低输出阻抗的射极跟随器输出信号，提高信号的防干扰能力；、输出部分选择低输出阻抗的射极跟随器输出信号，提高信号的防干扰能力； 二、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 选择在选择在Proteus或或MultiSim2001软件开发环境下完成电路原理图的绘制，经过系统仿真软件开发环境下完成电路原理

7、图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。调试，完成实现设计的各项要求。 三、参考元器件选择：三、参考元器件选择： 集成运放器：集成运放器：uA741/LM324 一、设计要求如下：一、设计要求如下： 1、采用可调电位器产生输入电位信号，输入信号幅度小于、采用可调电位器产生输入电位信号，输入信号幅度小于1000mV； 2、增益调节芯片选择、增益调节芯片选择DAC0832，信号输出选择高精度运放器，信号输出选择高精度运放器OP07； 3、输入放大信号送到、输入放大信号送到DAC0832的的Rfb输入脚，在单片机的控制下进行放大，然后由输入脚，在单片机的控制下进行放大，然后由运运 放输出

8、；设置增益调节按键，按下增加键信号幅度增加，按减小键，信号幅度自放输出；设置增益调节按键，按下增加键信号幅度增加，按减小键，信号幅度自 动减小；动减小； 4、在、在LCD屏上显示自动增益调节输出值；屏上显示自动增益调节输出值； 二、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 在在Keil uVsion 软件环境下编写功能程序，在软件环境下编写功能程序，在Proteus软件开发环境下完成软件开发环境下完成 电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。 三、参考元器件选择：三、参考元器件选择： 集成运放器：集成运放器： O

9、P07/uA741/LM324 增益调节芯片：增益调节芯片：DAC0832 控制器：控制器： 89C51 一、设计要求如下：一、设计要求如下： 1、设计信号发生器，能够产生正弦、方波、三角波信号；、设计信号发生器，能够产生正弦、方波、三角波信号； 2、输出信号幅度在、输出信号幅度在0-5v范围可调，频率在范围可调，频率在0-10KHz范围可调；范围可调； 3、通过按键设置，选择输出不同类型信号；通过按键设置，调节输出信号频率；通、通过按键设置，选择输出不同类型信号；通过按键设置，调节输出信号频率；通 过滑动变阻器来调节波形的幅度；过滑动变阻器来调节波形的幅度； 4、通过示波器显示产生的波形。、

10、通过示波器显示产生的波形。 二、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 在在Keil uVsion 软件环境下编写功能程序，在软件环境下编写功能程序，在Proteus软件开发环境下完成软件开发环境下完成 电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。 三、参考元器件选择：三、参考元器件选择： 集成运放器：集成运放器： OP07/uA741/LM324 数模转换输出芯片：数模转换输出芯片：DAC0832 控制器：控制器： 89C51 一、设计要求如下：一、设计要求如下： 1、输入正弦信号，幅度及频率要求：信号频率、输入

11、正弦信号，幅度及频率要求：信号频率50Hz，幅值范围，幅值范围50mV-2500mV； 2、 应用模数转换芯片采集输入信号，将数据存储到单片机片内连续存储单元；应用模数转换芯片采集输入信号，将数据存储到单片机片内连续存储单元； 3、提取输入最大模拟幅值，在数码块上显示；至少四位数码块显示，能够显示小数；显、提取输入最大模拟幅值，在数码块上显示；至少四位数码块显示，能够显示小数；显 示控制方式为动态扫描方式实现；示控制方式为动态扫描方式实现；二、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 在在Keil uVsion 软件环境下编写功能程序，在软件环境下编写功能程序，在Proteus软件开发环境下

12、完成软件开发环境下完成 电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。 三、参考元器件选择：三、参考元器件选择： 模数转换芯片：模数转换芯片：AD0809 控制器：控制器： 89C51 题目七 智能数字钟设计一、功能描述：一、功能描述：1、计时功能：以数字形式显示“时”“分”“秒”的时间；小时以24小时计时形式，分秒计时为60进位；2、时间显示：在六个数码块上显示时分秒信息，显示为动态显示；2、具有手动校时校分的功能；3、具有暂停计时的功能；4、具有清零计时的功能；5、扩展独立功能按键：分别为暂停键、清零键、时钟调节键；

13、二、 开发工具及设计要求 在Keil uVsion 软件环境下编写功能程序，在Proteus软件开发环境下完成电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。题目八题目八 简单计算器单片机实现简单计算器单片机实现一、功能描述一、功能描述 实现的功能为的运算简单的加、减、乘、除等基本运算，并会进行优先运算消实现的功能为的运算简单的加、减、乘、除等基本运算，并会进行优先运算消除、清屏等输出操作；除、清屏等输出操作； 具体扩展要求：具体扩展要求： 1、扩展、扩展3*4矩阵键盘，作为矩阵键盘，作为0-9数字键，小数点，以及退格键；以及八个独立功能按数字键，小数点，以及退格键；以及八个独立功

14、能按键：分别为键：分别为“ +、-、*、”运算键，左运算键，左/右括号键，右括号键，“=”键，以及清除键。键，以及清除键。 2、完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）；、完成十进制的四则运算（加、减、乘、除）； 3、实现带括号的连续混合运算及能够进行小数运算；、实现带括号的连续混合运算及能够进行小数运算； 4、在数码块上显示计算结果：动态显示，显示位数不少于六位；、在数码块上显示计算结果：动态显示，显示位数不少于六位；二、二、 开发工具及设计要求开发工具及设计要求 在在Keil uVsion 软件环境下编写功能程序，在软件环境下编写功能程序，在Proteus软件开发环境下完成软件开发环境下完成

15、 电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。电路原理图的绘制，经过系统仿真调试，完成实现设计的各项要求。 选题介绍和设计系统实现的功能系统设计结构框图硬件电路原理分析（芯片介绍、电路设计）程序设计流程及功能分析调试过程心得体会（遇到的难题及解决等）附电路图及程序（关键代码解释）AD0809原理及应用DAC0832芯片原理及应用数码块显示与控制ADC0809ADC0809引脚介绍引脚介绍 ADC0809是8通道8位的逐次逼近式模数转换芯片，芯片工作电压为5V，功耗15mW。其内部由八路模拟量开关、通道地址锁存译码电路、8位A/D转换器和三态数据输出锁存器组成，能够分时对8路模拟

16、量信号进行转换，每一通道能够输入的模拟量电压范围单极性为05V，双极性为正负10V，每一通道的转换时间为100us，转换精度为8位，最大不可调误差为正负1LSB。转换输出端具有三态数据输出锁存功能，便于各种微处理器进行接口。ADC0809为双列直插式28引脚芯片，引脚分布如图8.4.2所示。图8.5.2 ADC0809引脚排列ADC0809ADC0809引脚功能引脚功能 AD0809内部结构内部结构 ADC0809内部由八路模拟量开关、通道地址锁存译码电路、8位A/D转换器和三态数据输出锁存器组成。图8.5.3 ADC0809内部结构图8.5.4 AD0809时序ADC0809工作时序工作时序

17、工作控制逻辑工作控制逻辑 ALE产生正脉冲，锁存ADDA、ADDB、ADDC通道选通端数据，通过内部地址译码，选通对应通道 START端口输入正脉冲信号，信号的上升沿清除内部寄存器数据，下降沿启动AD转换； AD转换启动后，EOC从高电平变成低电平，在AD转换过程中，EOC保持低电平，转换结束，EOC从低变成高电平。 向OE引脚输入正脉冲，打开三态输出锁存器，内部数据输出到D0D7数据总线；图8.5.4 AD0809时序ADC0809引脚功能引脚功能ADC0809与单片机接口设计与单片机接口设计DAC0832是8位分辨率的数模转换集成芯片，内部采用倒T形网络，电流型输出模式，电流输出稳定时间为

18、1us，采用单电源供电，供电电压+5V-+15V,芯片功耗200mW。DAC0832DAC0832引脚功能引脚功能 DAC0832DAC0832芯片为芯片为2020引脚，封装形式为引脚，封装形式为DIPDIP双列直插式，工作电压为双列直插式，工作电压为+5V-+15V+5V-+15V，D/AD/A转换的参考电压为转换的参考电压为-10V-+10V-10V-+10V。如果。如果VREFVREF接接+10V+10V，则输，则输出电压为出电压为0V0V10V10V；如果；如果VREFVREF接接-5V-5V，则输出电压为，则输出电压为+5V-0V+5V-0V。具体引脚及。具体引脚及功能见表功能见表8

19、.5.18.5.1。DAC0832引脚功能DAC0832的应用设计的应用设计 片内部由一个8位输入锁存器、一个8位DAC寄存器和一个8位D/A转换器构成，内部具有双缓冲结构，可以实现单缓冲、双缓冲数字输入。DAC0832内部结构内部结构 单缓冲方式单缓冲方式 在只有一路D/A转换或虽然多路转换但不需要同步的情况下，可以采用单缓冲的控制方式。在这种控制方式下，输入数据经过输入锁存器器直接打入DAC寄存器,实现D/A的转换输出。 在电路设计中，将数据锁存允许信号ILE设置为高电平，/CS、/XEFR与选片信号线相连。两级寄存器的写选通信号/WR1、/WR2均与单片机的/WR相连。当地址线选通、写信

20、号产生负脉冲时，使得两级锁存器的锁存信号有效， 从而，数据直接存入内部DAC数据寄存器进行D/A转换。D1D2D3D5RFBD7D4D6D0D2D3D1IOUT1IOUT2D7D5D4D6WRCSCSWRIOUT2IOUT1RFBD0XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2

21、.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115U180C51VREF8GND3VCC20CS1WR12DI34DI25DI16DI07RFB9GND10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416XFER17WR218ILE(BY1/BY2)19U2DAC0832+5V+5VU4OPAMPABCD参考程序：#include#include#define DAC0832

22、 XBYTE0 xfeff /设置DAC0832的访问地址Void main (void) Unsigned char num； While(1) for(num =0; num =255; num+) DAC0832 = num; /将转换数据送入DAC0832转换输出 图8.4.5 DAC0832单缓冲模式接口电路参考程序：数码块显示与控制设计数码块显示与控制设计lLED显示器是由发光二极管显示字段的显示器件，由显示器是由发光二极管显示字段的显示器件，由8个发光二个发光二极管构成，通过不同的组合，可以用来显示极管构成，通过不同的组合，可以用来显示0-9、A-F以及小数点以及小数点等字符。等

23、字符。l数码管通常有共阴和共阳两种。一般共阳数码管限流电阻要外接数码管通常有共阴和共阳两种。一般共阳数码管限流电阻要外接，共阴的不一定外接电阻。共阴极数码管阴极接低电平，当某发，共阴的不一定外接电阻。共阴极数码管阴极接低电平，当某发光二极管的阳极为高电平时，此二极管发亮；阳极二极管相反；光二极管的阳极为高电平时，此二极管发亮；阳极二极管相反；参考程序：数码块数码块静态显示方式静态显示方式lLED显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极（或共阳极显示器工作于静态显示方式时，各位的共阴极（或共阳极）连接在一起并接地（或）连接在一起并接地（或+5V）；每位的段选线（）；每位的段选线（a-dp）分别与

24、）分别与单片机一个单片机一个I/O引脚相连。引脚相连。l共阴极数码块显示数字共阴极数码块显示数字0-9数字表：数字表：Display=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;参考程序：动态显示方式动态显示方式l在多位在多位LED显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选线显示时，为了简化硬件电路，通常将所有位的段选线相应并联在一起，由一个相应并联在一起，由一个8位位I/O控制，形成段选线多路复用。而控制，形成段选线多路复用。而各位的共阳极或共阴极分别由相应的各位的共阳极或共阴极分别由相应的I/O线控制，实现各位的