毕业设计(论文)-智能压力传感器系统设计

1、题目智能压力传感器系统设计二、揹导思想和的要求培养7:生综合运用所学职业基础知识、职业V业知识和职业技 能提岛解决丈&Mffi的能力从ifu达到巩W、深化所学的知识与技能：培荞7:土建立n:确的科学思想培养7生认仇负山、丈华求W的科学态度和严亦求劣作培荞学生调杳研究收集资料熟悉釘关技术文件锻炼学生的科研r.作能力和培养学生的U1结合作攻关能Jj三、主要技水指标埼养学生综合运用所学輕基础知识、职业专业知识和职业技 能提尚解决ilSM题的能力从而达到巩M、深化所学的知识与技能：培养学生建立|卜:确的科学思想培养7:生认戊负责、丈事求足的科学态度和严谛求实作培养7:生调杏研究 收集资料熟悉介关技水文

2、件锻炼学生的科研T作能力和培养学生的闭结合作攻关能力二、主要技水指标本Kil主埂没il 个W能乐力传感器的没计 嬰求如F：被测介质：气体、液体及蒸气S1 稈：OPtiBOOpn综合褚度：土 0. 25%FS供电：24V De （1236VDC）介质温度：-2015CTC坏境温度:-2085X?过载能力：150%FS响应时阆:10mS稳定性:0. 15*FS/年丈吋W示标乐.力值和保存参数并能和上ft机进行通位并M有较强的抗千扰能力所需要完成的T作：系统地牮拥控制器的开发S计过稈扣关的电f技术和传感器技水等进行没计任务和功能的描述：进行系统没计方案的论证和总体设计：从个W芩虑完成fiJf件和软件

3、资源分ft!和规划分别迸行系统的硬件设计和软件设计：进行她件调试软I调试和软劬什的联调：杏阅到15篇以上与题ruii关的文献按要求格式独立撰写不少于15000宇的设计说明书及1.5力（或翻译 成屮文后个:少在3000字以上）字符以上的英文翻译四、进度和要求第01周一一第02周：杏阅相关资枓并完成英文翻译：弟03周一-弟04周：进行市场调杏给出系统详细的没il仃务利功能进行系统没计方案的论证和总体设计:第05周一一第07周：完成劬件电路设讣 丼H1PR0TEL画出件电路阁：第08周一一第10周:完成软件模块设计与调试;第H周一一第12周：进行硬件调试 软件调试和软硬件的联调:第13周一-第14

4、JS1：撰弓毕业设计论文:/!.、+:要参考书及参考资料单片机K规及脚用张鑫等电子丁业出版杜MCS51华片机应用设计张毅刚等哈尔淡丁业大学MCS51系列单片机实用接II技术李华等北京航天航宁大学PROTEL2004电路K理阳及PCB没讣 淸源科技机械厂业出版宇I基于.MCS-51系列单片机的通用控制模块的研山东科技大学2005. 5单片机成用技术选编何立民北京航节航大人学出版朴2000检测技术与系统设计张站等中国电力出版朴2001摘嬰汛力足下业生产过ft中的承嬰参数之 压力的检测或控制是保证生产和设备安仝运行必不可少的条件 丈现钶能化IK力检测系统XJT业过W的控制M劇h常:币:埂的意义 本S

5、计+:要通过单片机及专汁j芯片刘传感器所测得的模拟倍G进行处 埋使其完成智能化功能介绍了忖能乐力传感器外围电路的硬件设计 并根据硬件进行了软件编W本次设计是于AT89C51单片机的測与显不 足讪过H :力f t感器将H 力转挽成屯亿S 再经过运穽放大器进行佶兮放大这平8位A/D转换器然后将校拟佶兮转换成单片机口J以识別的数字信号 再经单片机转换成LED显示器可以识别的信总 JR后显示输出而在K示的过稈中通过键S机系统输入各种数椐和命令IL中片机系统处于顶定的功状态 显示谣要的值本论文根据压力传感器岑点补G与非线性补C原理 设计出了测M压力传感器的砚件bVItl笮片机技术测K电路简卑成本低hV:

6、川而广但坫山于自身的稳定件其测足结果仍存作误差关键词:压力:AT89C51単片机:压力传感器:A D转换器:LCD显示:AbstractPressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is anessential condition to ensure production and the equipment to safely operat ingwhich is of great significance. T

7、he single-chip is inf i It rat ing into ulI fields of our ivesso it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microccHiiputer. In this graduation design primarily through by using single-chip and dedicated chip handling of analog signal measured by the sensor to c

8、omplete intel 1 igent function. This design i 1 lust rates external hardware circuit design of intel 1igent pressure sensor and conduct software (levelorwnent to the hardware.The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. Thisis the pressure sensors wi11 convert the pressure

9、into electrical signals. After using operat ional ainpl i f ier the signal is amplifiedHnd transf erred to the 8-bi t A/D converter. Then the analog signul is converted into digital signuls which cun be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be dis

10、played on LED monitor and finally display output. In the course of showthrough the keyboard to input al 1 kinds of datci and coinmands into the computerthe single-chip will locate in a predetermined function step to display required values.In additionbased sensor thermal drift and nonlinearity princ

11、iple this paper hus designedInlelI igent sensor hardware circuit und edited a C51 Program. The circuit with microProcess issimple and cheapthough the result has still u little error，Key words: pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LCD monitor;第車绪论11.1前言11.2选题的竹眾和怠义11.3智能压力估感

12、器的发展方A 21.4本文研究的内容3第二$系统总体方案设计41系统任务描述 421. I控制系统要求42.1.2主要仪器的选择42系统总体没讣62. 1系统组成62. 2基于中片机的能压力捡测的厣理6笫三夺IE力ft感系统硬件i殳计71压力传感器71. 1金WhV:变片的丁.作股埋73.1.2电阻应变片的基本结构83.1.3电阻bV变片的测;S电路81. 4电桥电路的工作原理93.1.5非线性误差及温度补伦102信号放人电路11I三运放放大电路113. 3 A/D转换器123.3.1 A/D转换器的简介123.3.2況背位说明133. 3.3 .T作时序图143. 3.4单片机对ADC083

13、2的控制原理153.4单片机171 AT89C51中片机简介173.4.2主要特性173. 4. 3矜脚说明183.4.4振荡器特性195芯片擦除203.5液品屏LCDpJ介203.5.1液晶ft示雅原理203.5.2液晶显示器分类203. 5. 3字符的显示 213. 5.4 I.M0I6L引脚功能说明 213. 6报警模块22第四車软件设讣231系统的主稈序23A/D转换器的软件设计251 ADC0832芯片接I I稈序的编写25LCD数码管显示程序设计273. 1 LM016LCD的RAM地址映射及标准字库衣27 第棘PROTEUS仿W调试295.1仿ft软件了解291. 1 prote

14、us 软件介绍 295. 1. 2protuse功能和特点295.2本次设计仿輿过程305.2.1创建原埋阁305. 2.2绘制仿其原理图305. 2. 3系统调试315.2.4开始仿真31第六笹总结336.1设计总结336.2展和不足34致谢35参芩文献36附泌 PROTEL图 37附录二源程序38第章绪论1 前 n在佶息岛速发展的今大代感器检测系统的智能化和集成化成为其发展的两个:币:要方向 而传感器检测系统ft能化和集成化的K度主要収决于与之扣结合的微 处理器的性能H旮数祀处埋能力能够进行自动检测、自动校准、自动误差补偿、自动抽样、以及标度 变换功能的智能压力传器检测系统匕成为W内外幵发

15、和研究的热点 ft感器技术足现代测和自动化技凇的巫要技札i 从宁宙探索到海汗开发从生产过稈的控制到现代文明生活儿乎付项现代科7:技表都离不开仏感器AT业、农业、M防、科技等科个领域传感器技术都得到了广泛的hV川并睬现出极U广阔的前贵顺许多国家对传感器技水的发展十分视例如在円木ft感器技术敁列为六大核心技术（传感器、通倍、激光、 半导体、超导和计算机）之 并11是将代感器列为十人技术之|1:关国将90年代介作是代感器吋代 将传感器技水列为9()年代22项关键技术之我国对传感器的研究也有二十多年的历史并取得了很大的成就 n前在科学技术就是第一生产力的思想指引下项科7技水取W 了突飞猛进的发W代感器

16、枝水也越宋越受到方ifti的币:视虽然介:义些方而匕赶上或各接近W界先进水平但是从总体來C马a外传感器枝水的发展扣比我国对传感器技术的研究和生产还比较落后现正处于方兴米k的阶段也于柯能ft感器系统的研宄起步较晚其现论和实践远未成熟离实hhV:岀茹求斧距很大干Ik力测以的性能、小体积、低成本朽能力传感器系统 史足打彳4于进步开发因此研究幵发高件能的智能ff.力ft感器系统对于促进估息技术及&动化技 表的发展、提卨没缶的忭能及自动化水平Jlfi不可低佔的怠义1.2选题的景和总义近什农随卷微型计算机的发展他的应用也人们的T作和日常生活中越來越汽遍r业过程控制是计算机的个i要应用领域其中由单片机构成的

17、嵌入穴系统（2经越柬越受到人们的关注 现/I:可以朵不夸张的说没有微咿il行机的仪器不能称为先进的仪器没有微型计籽机的控制系统不能称其为现代控制系统的时代（2经到宋II力测对实时监测和安个屮产H打承要的竞义在丁业生产中为了高效、安今生产必须打效控制生产过样屮的沾如压力、流W、温度冷主耍参数 由于压力控制在生产过稃中起荇决定性的安令作川因此竹必要准确测hlFFJj为了测到不同位置的压力值本次没计为堪于单片机料能ffi力测U系统通过圧力传感器将需要測fl的位置的IK力倌号转化为电倍号 再经过运算放大器进行倍兮放大送.8位A/D转换器然后将模拟倍号转换成单片机可以识别的数字信号再经单片机转换成LCD

18、显示器可以识别的倍息 极后K示输出苺干中片机的智能压力检测系统选择的单片机是莊于AT89C51单片机的测S与S示将乐力经过压姚感器变为屯伫号再通过三运放放将电信号放大为标准信号为0-5V的屯压信号 然后进入A/I)转换器将模拟W转换为我们所采拌的A/D钤换2S为ADC0832ADC0832为8位分辨牛A/D转换芯片JUi高分辨对达256级可以坫脚般的模拟S转换要求K-内部电源输入与参考电压的k用使得芯片的模拟电乐输入在05V之间芯片转换时问仅为32uS据有双数据输出可作为数据校验以减少数据误差转换辿度快11稳定性能强独立的芯片使能输入使多器件tt技和处现器拧制殳的史加方仙通过1)1数据输入端可

19、以易的丈现通道功能的选抒正常情况卜.ADC0832与单片机的接I侦为4条数据线分别是 CS、CLK、DO、DI但由于DO端与DI端在通信吋并未同时侖效并马单片机的接I I足X乂向 的所以电路设计时可以将DO和DI并联在 根数据线上使用为了提高单片机系统I/O 11线的利川效率利用单片机AT87C51的串行门和液晶坫不屏I.M016L宋显示.能压力传感器的发展方向向窃智能窃柏度发展:随厶自动化生产杓度的不Wi捉S 利传感器的要求也在不断提髙必浈研制出H有灵敏度髙、粘确度高、响成逨度快、互换件好的新型 传感器以确保屮产自动化的可靠忭H前能生产粘度介力分之以1:的ft感器的/家为数很少 其产最也远远

20、不能满足要求2)向可诈性、宽温度范Ifl发feMt感器的可钻性ft接影响判电 -f&ffr的抗T扰等件能研制尚川故件、宽温沒范IN的代感器将足永久件的方hJ 提高温度范ffl历凇足大课题人郃分传感器其工作范都A: 2or7(rc在军Hl系统中要求T作温度在一 400C 一 850C范園而汽1:锅炉等场合要求传感器T作么 2OOC12OOC江冶炼、焦化等_力面x、Ht感器的温没要求更岛W此发展新兴W料（如陶瓷）的ft感器将很Yi前途（3）向微型化发阪：外种ft制仪器设备的功能越來越人 要求各个部件体积能占位背越小越好W而传感器本身体枳也足越小越好这就要求发展新的材料及加丁技术a前利用贿料制作的传

21、感器体积己经很小如仏统的加速度传感器玷由亟力块和弹资等制成的体积较人、稳定件斧、寿命也短而利111激光等各种微细加T技术制成的W加速度ft感器体积仆常小、 互换忭可靠件都较好（4）高智能化：将压力传感器和单片机联系在一起使其能够在实hhWtl中能史好地丈现人机互换交流増加仪器的数字化和朽能化1.4本文研宄的内容研究幵发一个智能K力传感器耍女现的中嬰小是：1-系统地掌摒单片机的开发设计过程W关的电子技水和ft感器技术等进行没讣江务和功能的描述进行系统S计方案的论证和总体设计从个局考虑完成硬件和软件资源分妃和规划分别进行系统的硬件没讣和软件没讣进行嫂件调试软件调试和软硬件的联调35二系统总体方案没

22、讣1系统任务描述该系统的任务是艇够測g出披測物的压力并詭实时显示11标压力 值和保存参数并能和上位机进行通井A街较强的抗丁扰能力2.1.1拧制系统处求该柠制系统要求满足以K儿点求：波测介质：气体、液体及蒸气OPa500pu综合精度:0.25%FS供电：24V De (1236VDC)介质温度:-201501C环境温度：-2085t当W力超过 定范是可以报警能丈时显示力值和保行参数并能和L位机进行通佑并貝旮较强的抗r扰能力2. 1.2主要仪器的比较选择1、压力传感器的选择HUj代感器足乐力检测系统中的巾:要扣成邡分外种m力劬感元件将被测川:力倍q转换成容易测w的屯倍G作输出 给姑示仪衣显示压力值

23、或供控制和很警使川力学代感器的种类繁多如屯阻矽变片压力ft感器、半导体hV变片压力传感器、压阻式压力ft 感器、屯感式压力ft感器、屯祚式压力ft感器诮振式压力ft感器及屯 容八加速喰仏感器等而屯附脚变穴仏感器ft有悠久的历史由于它具有结构简单、体积小、使用方便、性能稳定、可靠、魏度 髙动态响hV快、诂合静态及动态测S:、测g精度髙等济多优点 因此始II前戍用最广泛的传感器之.电BlhV受式传感器由弹忭元件和电ffihV变片构成 与弹性元件感受到物理盘时其农面产生汐变粘贴在弹性元件表面的电阻疢变片的电阻值将随右禅性元件的錢而相应变化通过测毡电m)的电附值殳化可以川农测W各种参数2、放大器的选择

24、被测的非电虽经传感器得到的电佶号幅度很小无法进行A/D转换 必须对这些模拟屯倍号进行放人处埋为使电路简单便于调试本设计采ft三运算放大器W为&貝.有较大几模屯乐的条什F仪衣放大器能够别很微弱的差分电压位号进行放大并II異有很髙的输入阻抗这些粉件使托受到众多成用的欢迎广泛川于測a压力和温度的hk殳仪电桥接11、热电耦溫度检测和丼种 低边、商边电流检测3、A/D转换器的选择0前单片机在电+产品中己得到广泛成用 许多类型的单片机内部己带柯A/ D转换屯路但此炎单片机会比无A/D转换功能的单片机/I:价格I.&儿冗甚平很多 我们采用个竹通的中片机加上 个A/D转换器丈现A/【）转换的功能这里A/D转换

25、器可选ADC0832. ADC0809等;串行和并行接H模式是A/D转换器诸多分类中的种P.却是hVIH中器件选择的-个巫要指标1同杆的转换分辨牛及转换速没的前提卜 不同的接H方式会对电路结构及采用周期产生影响 M A/D转换器的选择我们通过比较ADC0809和ADC0832宋决定这两个转换器都是常见的A/D转换器其:中ADC0809的并行核I I A/D转换器ADC0832是申行接H A/D转换器我们所做的设计选择ADC0832A/D转换在中.片机接I I屮脚用广泛串行A/D转换器H有功耗低、性价比较离、芯片引脚少解44点4、+:控制器的选择雄片机是-种在线式实吋控制计算机么线乂就足现场控制

26、需要的姑有较强的抗I扰能力较低的成本这也是和离线式计算机的(比如家用PC)的主要区别 它拥行基于父杂指令集(CISC)的单片机内核 Ml然其速坆+快12个振荡尚期才执行一个中周期指令但其端n结构为准双向丼行口可兼有外部并行总线故使其扩展件能非常强大51的内部硬件预设可咐特殊功能芥存器对其进行编辑2.1.3总体方案的选择经过上述总结本设计采用89C51单片机作为拧制芯片沢川电阻i、v:殳片nujft感器采柒压力佑号通过川力传感器将采集的m力怕号转换成与之对hk的电倍号 经过ADC0K32放人处理通过89C51在LCD屏上W示爪力数倨在超过IK力限制IN由蜂鸣器报砮2. 2系统总体设计2. 2.

27、1系统组成2.1矜能压力传感器理方椒IM2. 2. 2坫r单片机的W能爪力检测的职理本次S i I足以中片机饥成的力Ij M系统中必须有前叫通道作为电倍兮的输入通道用來采集输入倍息HUJ的测虽況嬰传感器利Hi传感器将压力转换成电倍号后再经放大并经A/D转换为数字fit后j能由il算机进行有效处理 然后用LCD迸行显尔我们这次主要做的是A/D转换单片机和显示我们选用的A/D转换器姑A1X.0832 单片机为AT89C51显示为液晶显示LCD银据坡件ill路编W调试出來井显示结!第IK力传感系统硬件设计3. 1压力传感器3. 1. 1念做变片的丁.作原理W变穴爪力传感器足把汛力的变化转换成屯阻仿的

28、变化宋进行 测發的hv &） *i足由令M导体A半导体制成的电阳体姑祌将波测件上的hV变变化转换成为种电信号的敏感器竹 它足川附八心殳仏感器的上迆州成部分之电则柯殳片hVItUi多的足念W电fflW变片和半妤体），V殳片两种 金械电阻hV变片乂有丝状矽变片和金W箔状成变片两种 通常足将hV变片通过竹殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学hV变萩体上 当堪体受力发牛成力受化时电酿变片也起产生形变使/、k变片的IM伉发生改殳从而使加在电阻上的电压发生变化这种拎殳片么受力吋产生的fflffi交化通常较小般这种W变片都组成沌变电桥并通过后续的仪农放人器进行放人再ft输给处理电路（通常Ji A/D转换和CPU）

29、显示或执行机构 其附仿陆IK力所产生的而殳化金B电阻hV变片的丁_作原埋足吸附在基体材料上R变电阻随机械形变 而产生阻偾变化的现象俗称为电阻Ky:变效hV:对于金属导体段训戕面的导线的金属丝设其长为L截面积为A （直径为D）原始电阻为R金属导体的电阻值可川K式农示:（3.1）S-导体的截面K= PL/A式中：P金W导体的电阱牛.（U.cm2/m） 枳（cm2）L导体的长度（m）当金屈丝受到轴旬力F而披拉伸或压缩产生形变 其屯阴值会随之殳化通过对（3.1式两边取对数后再取个微分得：式中为材料轴向线沌交IL跟据材料力卞4金W丝单内受力状态F有（3. 3）式屮口为导体材料的泊松比因此试验发现金H材枓

30、电阻率的相对变化与其体的相对变化间的关系为 (3. 5)式中C为常数(由-定的W枓和加r.方式决定)将式(3. 5)代入(3. 4) 11当A R=R时可得(3. 6)式中k=(l+2 n)+c(l-2u )为金厲丝材料的hV变灵敏系数上式表明金M材料电刚的扣对变化与其线AV变成IE比这就M金W材料的hV受电阻效脚电阻变化率AR/R的表达式为:K=AR/Ry/c式中U_材料的泊松系数：e今金属丝受外力作用吋其长度和截面积都会发生变化从上式中可很容易石出其屯则俏即会发生改变假如念W丝受外力作Hi而伸长ihJ其长度増加而截面积减少屯趴们便会増大当金属丝受外力作用而压缩ir、J长度减小而截而增加电附

31、ffi则会减小只要测出加在电附的殳化（通常足測电阻两端的电JK） 即可获得W变金属丝的应变悄3.1.2电阻疢变片的S本结构电阻hk受R主要由四部分组成 电附丝是by：变）V敏感元件:W片、覆片起定位和保护电阻丝的作川 并使电阻丝和被测试件之问绝缘:引出线用以连接测S:导线3. 1.3电阻应变片的測量电路hV变片可以将成变转换为电的变化为了显示于记录成变的大小还嬰将电附的受化再转换为电)K或电流的受化K此需要有专用的测苗电路通常采川)*流电桥和交流电桥3. 1.4电侨电路的T作&理山变片的屯桥电路的输出信号般比较微弱所以丨I前人郃分屯则hv殳八仏感器的电桥输出瑙1流放人器wa 如图3. 1所示图

32、3. 1 H流电桥没电桥的谷科的电驵分別为RIR3R2R4它们可以个部或部分圮 应变片由rn流放大器的输入电附比屯桥屯附大的多w此可将电桥输山端石成开路这种屯桥成为电压输出桥瑜出电压no为U0=(3.7)由上式可见:若R1R3=R2R4则输出电ffi必为；此吋电桥处于平衡状态 你为平衡屯桥平衡电桥的平衡条件为：R1R3=R2R4J、V变片工作吋其电阻变化AR此吋有不平衡电压输出(3.8)由式(3.8)农明:AR R1时 电挢的输出屯压于)、V令成线件关系 若相邻两桥肖的成变极忭致 即同为拉W变活压hV变时 输出电压为两荇之差若不同则则输出电川为和荇扣对两桥k的极件n 输岀电IK为两片之和反之则

33、为两A之差电桥供电电越尚 输出电JKUO越人 但足当u大时电变片通过的电流也大若超过电阻皮变片所允许通过的最大工作电流 仏感器就会出现蠕变和；漂軒这些原因可以合理的进行温度补挖和提尚传感器的测乂敏度3. 1.5非线性误差及温度补松ihZ (3.8)的线性关系是/l:hV变片的参数变化很小 ARRI的怙况卜得出的若变片承受的jK力人人则上述假没不成立屯桥的输出屯压W变之问成廿线忭关系 在在这种情况卜用按线性尺系刻汝的仪农进行测Ji!.必然带來ih线件误筹为丫消除卄线性误差在实际应用中常采川半桥斧动或午桥 騙电路如图3. 2所示以改S非线性误差和提高输出(a)半桥差动电路(b)全桥差动电路KI 3

34、.2差动电桥图3. 2 (a)为半桥差动电路在ft感器这中经常使川这种方法粘贴放变片吋使两个hV变片个受压-个受拉掩变符号相反丁.作吋将两个成变片接入电桥的相邻两背设电桥在初始时所示平衡的11为等俜电桥考由到AR=ARl= AR2则得半桥差动电赂的输出电压为(3.9)山上式可见f桥动电路小仪可以泊除II线性误 而11还使电桥的输出灵敏度提必丁 倍同时还能起到温度补焓的作用如果按图3.2(b)所示构成令桥差动屯路同杆考虑到AR=AR1=AR2= A R3= A R4时f!j个桥X:动Ill路的输出屯压为(3. 10)可见 个挢的电乐灵敏度比中锊T作吋的灵敏度提高了 4估非线性误差也衍 到了消除同

35、吋还具有温度补烚的作用该电路也朽刊了广泛的似川3.2IS号放大Hi路3. 2. I三运放放大电路本次设计的放大器采H1 了三运放因为它M-有髙A模抑制比的放大电路它山二:个集成运算放大器扣成如阁3. 3所示:运放品共摸抑制比放大电路其中AR1和AR2为两个性能 致（主要指输入阻抗 趴模抑制比和増益）的冋相输入通成运算放大器 构成平衡对称差动放人输入级AR3构成双端输入印.端输出的输出级用來进步抑制AR1和AR2的北模倍号 并沾脚接地负战的X要山r每个放大器求和点的电压等于施加作各自正输入端的电压 因此整个k分输入电川:现孔都v.现作RG两端W为输入电乐经过放大后(在A1和A2的输出端)的差分电

36、压M现在 R5KG和K6这二只电阻上所以冷分增益川以通过仅A殳KG迸行调胳如果R5 = R6Rl= R3 和 R2 = R4则 VOUT = (VIN2-VIN1)(1+2R5/RG) (R2/R1)由于RG两端的电压等于VIN所以流过RG的电流等于VIN/RG因此输入倍号将通过A1和A2伏得増益并得到放大然而须注怠的坫对加到放人器输入端的儿模电川么KG灼端11介相同 的电位从而不RG上产生电流由于没柯电流流过RG (也就无电流流过R5和R6)放大器ARI和AR2将作为单位増益跟随器而I:作因此八模位号将以单位增茲通过输入纹冲器 而差分电re将按1+ （2 RF/RG）的增&系数波放人这也就意

37、味农该屯路的几模抑制比相比与原來的差分屯路増大丁 （I+ （2 RF/RG倍在理论上表明得到所要求的前端增益（由RG农决定而不增加北模増益和误差即斧分将按増鉸成比例増加而J1、模误差则不然所以比牟（増益（差分输入电ffi） / （A模误差电压）将増大因此CMK理论上直接与増益成比例増加这足个非常有用的特性苽后山于结构上的对称性输入放大器的八模误差如果它们跟踪将波输出级的减认器泊除这包括必如M模抑制随狨率变换的误发3. 3 A/D转换器模拟!d.输入通道的任务圮将模拟以转换成数字W能够完成这Ly的器件称之为模数转换器简称A/D转换器本次设计的中A/D转换器的任务是将放大器输出的模拟位号转换位数字

38、Ji!:边行输出3. 3. I A/D转换器的简介本次设计A/D转换器选川W通道输入的八位ADC0832它足关闽闲家半导体公生产的-种8 ft分辨率、双通道A/D转换芯由于它体积小波ft件强性价比高而深受单片机爱好名及企业欢迎其目前已经有很髙的荇及率ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片OirWj分辨吋达256级口J以A5hV般的模拟转换要求K-内部电源输入与参考电的H用使?y芯片的模拟电ik输入在（T5V之阆芯片转换时M仅为32 口 S据有双数据输出可作为数据验以减少数据误差转换辿度快11稳定性能强 独立的芯片使能输入使多器件打接和处理器控制变符史加方便 通过DI数据输入端可以好易的丈现通

39、道功能的选抒有关引脚说明如H：? CS片选使能低电平芯片使能? CHO模拟输入通道0成作为IX+/-使川? CH1模拟输入通道1或作为IN+/-使用? GND芯片参务0电位（地? DI数裾位号输入选择通道控制? W）数据倍号输出转换数据输出? CLK芯片吋钟输入? Vcc/REF电源输入及参考电压输入（tt用）七常情况卜ADC0832与单片机的接I IhM为4条数据线 分别足 CS、CLK、DO、DI它的结构示意图如图3. 4所承阁3.4 ADCO832结构示意H3. 3.2配覽位说明ADC0832下作吋模拟通道的选择及中端输入和垮分输入的选抒都取决于输入时序的配W位考差输入时要分配输入通道的

40、极性两个输入通道的任何个通道都可作为1F极或负极 AIX O832的隨位.逻辑衣如衣3. I所示输入格式配背.位选择通道号Clio中端衣3.1的配贸位逻辑衣衣屮衣示输入通道的端点为iE极性：示输入端点为负极 性H或L农示髙、低电平输入配實位时高位(aio)在前低位(CH1 )在后3. 3.3 T作时序图当CS山髙变低时选中 ADC0832在吋钟的上升沿D1端的数据移入ADC0832内郃的多路地址移位方介器 在第个时钟期间)1为髙不fl劝位紧接彳i输入两位 气输入幻动位和配芮位后选通输入模拟通道转换开始转换幵始后经过-个时钟周期延接沿在笫一个时钟周期延迟 以使选定的通道稳定ADC0832紧接我在

41、第4个时钟卜降沿输出转换数据 数据输出时先输山瓜办位（1）7IX）输出完转换结果后 乂以JS低位幵始亜新遍数柅（D7DO ）网次发送的最低位几川3片选CS为髙时内部所有奇行器淸输出变为髙咀态如果要再进行-次模 数转换片选必须再次从_氏跳变后面再输入C动位和K置位图3. 5 ADC083 丁作时序阳3.3.4单片机对ADC0832的控制K理阁3. 6 ADC0832与妒片机的接I I电路JF.常情况卜.ADC0832与单片机的接I炚为4条数据线 分别是 CS、CLK、DO、D1但由于DO梅!与DI端在通倍吋丼未同时有效并与单片机的接11是双向 的所以电路设计时可以将DO和DI丼联在根数据线上使f

42、t）ADCO832未T作时其CS输入端!、V为高电平此吋芯片禁H1CLK和DO/DI的电平可任意辛要进行A/D转换时须先将CS使能端W于低电平并11保M低电平W到转换完仝结朿 此吋芯片开始转换T作同吋山处现器lid芯片吋钟输入端（ I-K输入吋钟脉冲 DO/in端则使川DT端输入通道功能选择的数据C号 也第1个时钟脉冲的卜沉之前1）1端必须圮A电平 农示G始倍号.第2、3个脉冲卜*沉之前U【端成输入2位数据川于选择通道功能其功能项见农3. 2MIX AddressChannelSGL/ DIFODD/ SIGN011 0农3. 2ADC0832的功能农如及3. 2所示当此2位数据为广、*0吋只对CH0进行单通道转换当2位数据为1、广时只对CIII进行单