可编程放大器设计方案.pdf

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可编程放大器设计方案.pdf

一、本作品所完成的题目要求：一、本作品所完成的题目要求：1基本要求 1基本要求（1）放大器输入正弦信号电压峰峰值 Vpp 为 20mV10V，电压放大倍数为 0.5100 倍可调，最大步进 10 倍，通频带为 20Hz20kHz，放大器输出电压无明显失真。（2）电压放大倍数的误差不大于 5%。(3）具有放大倍数的设置功能。2、提高部分 2、提高部分（1）电压放大倍数扩展至 1000 倍，步进可调。输入正弦信号电压峰峰值 Vpp 为 2mV20V，通频带为 2Hz100kHz。（2）电压放大倍数的误差小于 3%。二、作品概要：二、作品概要：本作品由 89C52 单片机为控制核心，实现了 44 键盘数据输入、LCD 液晶显示并完成了题目所需的过大功能。其放大/衰减部分由 D/A 转换器的电阻网络及运放 OP27 组成并使用甲类功放使其足以驱动 50 的负载，为了实现衰减功能加入了 2V、3V 比较器和峰值检波电路。结构框图如下图：三、各模块的理论及实现说明：三、各模块的理论及实现说明：1、放大/衰减模块：放大/衰减模块：此模块运用了三级放大器的级联，第一第二级为放大级放大倍数均为 132 倍两级为 11024倍，第三级为衰减级倍数为 1/2561 倍，在实现放大功能时，第三级放大倍数为 1 倍，衰减时，第一第二级总放大倍数为 1 倍，其电路图如下：2、自动增益比较控制电路：自动增益比较控制电路：此模块由峰值检波器和两个电压比较器组成，当峰值检波器将信号峰值取出后与电压比较器的 2mod2 及 3mod2 比较，将信号反馈给单片机。若信号峰值在此区间内，则不放大也不衰减。大于则衰减，小于则放大。峰值检波器电路及仿真结果如下图：电压比较器电路如下图：当 VO 小于 2 时 P27=1，P26=0；当 VO 大于 3 时 P27=0，P26=1；VO 介于 2V 3V 之间则 P27=0，P26=0;从而实现自动增益中的衰减或放大选择。3、键盘输入电路：键盘输入电路：此键盘为 44 按键组成，分别为 09 数字键、确定键、返回键实现了放大倍数的输入及放大模式的数字选择。其电路原理如下：此为矩阵键盘的基本表示形式，故不再赘述。4.MCU 控制模块：控制模块：其程序如下：/*FILENAME:LCD1602.h*/MADE BY ALARSUN /*LCD 模块开始#define LCD_DATA P1 /LCD 的数据口 sbit LCD_BUSY=LCD_DATA7;/LCD 忙信号位 sbit LCD_RW=P21;/LCD 读写控制 sbit LCD_RS=P20;/LCD 寄存器选择 sbit LCD_EN=P22;/LCD 使能信号 void LCD_check_busy(void)/检测 LCD 状态，看它是不是还在忙呢 while(1)LCD_EN=0;LCD_RS=0;/指令寄存器通信 LCD_RW=1;/read data LCD_DATA=0 xff;LCD_EN=1;if(!LCD_BUSY)break;LCD_EN=0;void LCD_cls(void)/LCD 清屏 LCD_check_busy();LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_DATA=1;LCD_EN=1;LCD_EN=0;void LCD_write_command(unsigned char LCD_command)/写指令到 LCD LCD_check_busy();LCD_RS=0;LCD_RW=0;/写数据 LCD_DATA=LCD_command;LCD_EN=1;LCD_EN=0;void LCD_write_data(unsigned char LCD_data)/输出一个字节数据到 LCD LCD_check_busy();LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_DATA=LCD_data;LCD_EN=1;LCD_EN=0;/*void LCD_set_position(unsigned char x)/LCD 光标定位到 x 处#include LCD_write_instruction(0 x80+x);*/void gotoxy(unsigned char x,unsigned char y)/LCD 光标定位到 y 行 x 列 if(y=0)LCD_write_command(0 x80|x);if(y=1)LCD_write_command(0 x80|(x+0 x40);void LCD_printc(unsigned char lcd_data)/输出一个字符到 LCD LCD_write_data(lcd_data);void LCD_prints(unsigned char*str)/输出一个字符串到 LCD unsigned char i=0;while(stri!=0 x00)/if(stri!=)LCD_write_data(stri);i+;void LCD_initial(void)/初始化 LCD unsigned char i;for(i=10;i0;i-)LCD_write_command(0 x3c);LCD_write_command(0 x0c);LCD_write_command(0 x06);LCD_cls();/*LCD 模块结束#include#include LCD1602.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit LE1=P23;sbit LE2=P24;sbit CS=P25;sbit LE3=P26;uint Av=1,Av1=1,Av2=1,Av3=1;uchar temp,Flag,keynum,a15,i,a2;void delay_50us();void display();void page1();void page2();void page3();void Keyscan();void Av_div1();void Av_div2();void Av_to_pin();/*/*延时子程序 */*/void delay_50us(uint t)uchar j;for(;t0;t-)for(j=19;j0;j-);void Keyscan()temp=0 xfe;P3=temp;/令 P3.0=0 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)delay_50us(100);/键盘消抖 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)/确认是否按下 Flag=1;switch(P3)case 0 xee:keynum=12;break;case 0 xde:keynum=13;break;case 0 xbe:keynum=14;break;case 0 x7e:keynum=15;break;temp=0 xfd;P3=temp;/令 P3.1=0 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)Flag=1;delay_50us(100);/键盘消抖 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)/确认是否按下 switch(P3)case 0 xed:keynum=3;break;case 0 xdd:keynum=6;break;case 0 xbd:keynum=9;break;case 0 x7d:keynum=11;break;/-temp=0 xfb;P3=temp;/令 P1.2=0 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)delay_50us(100);/键盘消抖 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)/确认是否按下 Flag=1;switch(P3)case 0 xeb:keynum=2;break;case 0 xdb:keynum=5;break;case 0 xbb:keynum=8;break;case 0 x7b:keynum=10;break;/+temp=0 xf7;P3=temp;/令 P1.3=0 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)delay_50us(100);/键盘消抖 if(P3&0 xf0)!=0 xf0)/确认是否按下 Flag=1;switch(P3)case 0 xe7:keynum=1;break;case 0 xd7:keynum=4;break;case 0 xb7:keynum=7;break;case 0 x77:keynum=0;break;void display()/显示函数 LCD_initial();while(1)gotoxy(0,0);/光标至 0 行 0 列 LCD_prints(Press a,b or c);gotoxy(0,1);/光标至 1 行 0 列 LCD_prints(a-A.b-ATT c-AGC);Keyscan();if(keynum=12)page1();if(keynum=13)page2();if(keynum=14)page3();void page1()/显示函数 uchar x=4;i=0;LCD_initial();while(1)Flag=0;Keyscan();gotoxy(0,0);/光标至 0 行 0 列 LCD_prints(A.(1-1000);gotoxy(0,1);LCD_prints(Av=);gotoxy(x,1);LCD_printc();if(keynum=15)Av_div1();if(keynum=11)display();if(Flag=1)delay_50us(5000);if(Flag=1)gotoxy(x,1);LCD_printc(keynum+0);a1i=keynum;i+;x+;void page2()/显示函数 uchar x=6;LCD_initial();while(1)Flag=0;Keyscan();gotoxy(0,0);/光标至 0 行 0 列 LCD_prints(ATT(2,3,4,5);gotoxy(0,1);LCD_prints(1/Av=);gotoxy(x,1);LCD_printc();if(keynum=15)Av_div2();if(keynum=11)display();if(Flag=1)delay_50us(5000);if(Flag=1)gotoxy(x,1);LCD_printc(keynum+0);a2=keynum;x+;void page3()/显示函数 uchar x=4;LCD_initial();while(1)Flag=0;Keyscan();gotoxy(0,0);/光标至 0 行 0 列 LCD_prints(AGC);gotoxy(0,1);LCD_prints(Av=);gotoxy(x,1);LCD_printc();if(Flag=1)delay_50us(5000);if(Flag=1)gotoxy(x,1);LCD_printc(keynum+0);x+;if(keynum=11)keynum=0;display();void Av_div1()uint t,j;j=0;Av3=1;for(i=i-1;i=1;i-)Av+=a1i*pow(10,j);Av=Av-1;j+;t=Av;for(Av1=32;Av1=1;Av1-)if(t%Av1=0)Av2=t/Av1;if(Av2=sqrt(t)break;if(Av1=1)t=t-1;Av1=32;Av_to_pin();void Av_div2()Av1=1;Av2=1;switch(a2)case 2:Av3=2;break;case 3:Av3=5;break;case 4:Av3=7;break;case 5:Av3=8;break;Av=Av3;Av_to_pin();void Av_to_pin()uint N1,N2,N3;while(1)N2=255/Av2;Av1=Av/Av2/Av3;N1=255/Av1;N3=255/Av3;P0=N1;LE1=1;LE2=0;LE3=0;delay_50us(5);LE1=0;delay_50us(5);P0=N2;LE2=1;delay_50us(5);LE2=0;delay_50us(5);P0=N3;LE3=1;delay_50us(5);LE3=0;delay_50us(5);CS=0;Keyscan();if(keynum=11)display();void main()/主函数 display();四、原理图及 PCB 图如下：四、原理图及 PCB 图如下：

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