毕业设计论文-数码智能电动车仪表的设计.doc

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1、常州大学本科生毕业设计论文 学号： 常 州 大 学 毕业设计（论文）（2012届）题 目 学 生 学 院 专业班级 校内指导教师 专业技术职务 校外指导老师 专业技术职务 二一二年六月II 数码智能电动车仪表的设计摘 要: 随着电子技术的广泛应用，传统电动车仪表逐渐被微处理器为核心的电子控制数字仪表取代已成为必然趋势。 基于单片机技术可靠性高、便于扩展、控制功能强、实用性好的特点。本设计以单片机作为控制核心，设计了数码智能电动车仪表的各个部分内容，设计了单片机及其外围电路，实现了电动车仪表基本显示功能。系统的硬件部分包括速度显示、电源电压和欠压显示，左右转向以及前大灯照明显示、三档动力转换等八

2、个部分。速度显示由传感器、信号处理和稳压等部分组成。三档动力转换由ADC0809计数器模块实现。刹车时伴随刹车灯的闪现。系统还具有一定的自检功能。该仪表系统有显示功能多，显示直观准确、灵敏度高、使用寿命长、灵巧美观、成本低等优点，接线简单，目前在电动车行业使用比较多。关键词：单片机;车速测量;数码显示;A/D转换 The design of digital intelligent electric meterAbstract: With the wide application of electronic technology, the traditional electric vehicle

3、 instrument gradually by the microprocessor as the core of electronic control instrument to replace has become an inevitable trend. Single chip technology is based on high reliability, easy expansion, strong control function, practical characteristics. The designs is based on SCM as the control core

4、, design the digital intelligent electric instrument parts, design the SCM and its peripheral circuit, realizes the electric vehicle instrument basic display function. The hardware of the system includes speed, power supply voltage, under-voltage, and the headlights around to lighting, power convers

5、ion third gear, such as eight parts. Speed-showing sensors are composed of signal processing, regulators, and other components. Third gear power conversion from ADC0809 counter module to achieve. Its turning up with the brake lamps flashing when the brake lights came. The system also has a self-insp

6、ection function. The instrument system displays , intuitive display accurate, high sensitivity, long life, smart appearance, and low cost advantages, simple wiring, the electric vehicle industry to use more.Key words: Single chip microcomputer；Speed measurement；Digital display ；A/D conversion目 录摘要 I

7、AbstractII1.绪论11.1 电动车技术的发展11.2 电动车仪表的研究现状和发展趋势11.3 本设计所研究的内容和目标22.系统的总体设计32.1 系统设计方案的讨论32.1.1 车速测量方式32.1.2 显示电路方案的选择33.系统的硬件电路设计63.1单片机介绍63.2 AT89S52单片机介绍63.3 单片机最小系统设计83.3.1 晶振电路83.3.2 复位及复位电路83.4 车速测量电路的设计103.4.1 转速测量原理103.4.2 光电码盘刻度误差分析123.4.3 车速测量电路图123.5 电量及欠压显示和动力测量电路设计133.5.1 电压测量电路133.5.2 电

8、流测量电路143.5.3 A/D转换电路的设计153.6 数码管显示电路的设计173.7 报警电路和指示电路的设计194.系统的软件部分设计204.1 Keil C51简介204.2 系统的软件总体流程214.3 单片机定时/计数器的编程234.4 A/D转换芯片的编程255.组装与调试27 5.1仪表故障检测.286.结论与展望29致 谢30参考文献31附录A32附录B.331.绪论1.1 电动车技术的发展早期的电动自行车一般使用高速有齿电机配合汽车用启动型电池，调速装置采用能耗型（电阻降压），由于调速装置效率太低，没有相应的保护电路，使电机，调速装置，电池之间的配合没有达到最佳状态。这种形

9、式的电动自行车已经淘汰。真正有实用价值的电动车在90年代后期出现，由于电动车电池（阀控密封铅酸蓄电池）技术有了突破性发展,可以在使用周期内达到免维护的目的,而且不再有电解液溢出，使用更加安全，方便,电动车得到快速发展。这一时期的电动车以高速有刷电机为主,控制器以PWM技术为核心，加入制动断电，过流保护，欠压保护。不仅保护电机不受大电流冲击，还能保护电池不会过放电，对电机和电池的寿命有了保障。同时，控制器功率管不再频繁烧毁,电动车整体性能得到质的飞跃。2003年以后，电动车技术得到飞速发展，以无刷电机驱动的电动车逐渐代替故障率居高不下的有刷电动车。电机可靠性极高，使用寿命大大延长。与之相配的无刷

10、控制器技术也得到快速提升。融入了多段限流软启动技术，速度开环，闭环控制，赌转保护，ABS柔性电子刹车技术，电机发电反充电技术，使电动车的机械和电气性能全面加强。1.2 电动车仪表的研究现状和发展趋势电动车仪表是人车交互的窗口，对于它的人性化设计一直是电动车企业永恒的追求。一般来讲，不仅要求性能稳定可靠，还要求外观漂亮，显示内容丰富。车辆仪表是驾驶员与电动车进行信息交流的重要接口和界面，是车辆安全行驶的重要保证。随着电子技术的广泛应用，传统电动车仪表逐渐被微处理器为核心的电子控制数字仪表取代已成为必然趋势。然而，目前国内车辆仪表数字化水平还不高，绝大部分仪表还是模拟式的，而大多数模拟仪表表头的体

11、积较大、数量多，使得显示系统拥挤不堪，影响美观；另外一些模拟仪表故障率高，增加了用户的经济负担，减小了车辆行由指针仪表到发光二极管仪表发展到液晶仪表到现在的智能数码仪表。本设计主要研究智能数码仪表。指针仪表的集成度比较低，电路的接线比较简单，仪表电路不依赖于控制器电路，能独立工作,简洁实用，物美价廉 仪表仅需少量维护便可多年可靠使用强度高，寿命长，易于更换维护。发光二极管仪表由于它自身的许多优点，如接近单色光、寿命长、使用方便等，获得了广泛的应用，在光电器件行业中一支独秀，产量巨大，在信息产业中占有十分重要的地位，其精度比较高，价格便宜，目前在电动车仪表中被广泛采用。液晶仪表是液晶显示仪表最擅

12、长的就是对各种数据（如时速、电池电压、行驶里程、骑行时间、环境温度等）的数字化精确显示，使操作人员能一目了然地看见精确的数值，但是这种仪表的缺点就是抗阳光紫外线辐射能力差，对使用环境温度要求高，所以液晶显示仪表不能长时间放在太阳光底下晒，只能在-10-40的环境温度下使用。长时间在高温或低温环境下使用，将导致液晶屏的不可逆损伤，这样液晶屏的显示数值就会模糊，直至无法显示。智能显示仪表，显示功能多，接线简单，价格低，目前在电动车行业使用比较多。除了这些正常的显示功能之外，它和控制器配合使用还能显示整车电气控制部件的故障。1.3 本设计所研究的内容和目标本设计完成电动车的速度数字显示、电池电量与欠

13、压显示、三档动力显示、故障代码显示、大灯显示、转向闪光显示与声音报警等电路的设计,具有故障智能显示功能。 单片微型计算机简称单片机，是大规模集成电路技术发展的产物，属第四代电子计算机。它是把中央处理器，随机存取存储器，只读存储器，定时器、计数器以及I/O，接口电路等主要计算机部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机具有高性能，高速度，体积小，价格低廉，稳定可靠，应用广泛的特点，本设计中我将应用单片机设计电动车仪表，以单片机最小系统作为电动车仪表的核心，完成要求的设计内容。基于单片机技术可靠性高、便于扩展、控制功能强、实用性好的特点。本设计以单片机作为控制核心，从单片机最小系统设计、车速

14、测量电路设计、电量测量电路、电机电流测量电路和A/D转换电路设计、数码管显示电路设计等几个方面出发，详细设计了数码智能电动车仪表的各个部分内容，设计了单片机及其外围电路，并结合一套合理的程序算法,给出了一套基于单片机的数码智能电动车仪表的软硬件解决方案。2.系统的总体设计实现包括电动车的速度显示、电池电量与欠压显示、三档动力显示、故障代码显示、大灯显示、转向闪光显示与声音报警等电路。2.1 系统设计方案的讨论2.1.1 车速测量方式车速测量的方法有很多，根据工作原理可分为计数式、模拟式、同步式。计数式方法是用某种方式读出一定时间内的总转数；模拟式方法是测出由瞬时转速引起的某种物理量的变化；同步

15、式是用利用已知的频率与旋转体的旋转同步来测量转速。在较高精度的转速测量系统中，多采用直接数字检测的方法，即采用光电编码盘作为速度检测元件。增量式光电编码盘为一个上面刻着很多均匀窄缝的圆盘， 码盘的轴与电动机轴连在一起，电机转动时，码盘也随之转动。光源通过聚光镜照在码盘上，当码盘上的窄缝与光源在同一直线上时，光即通过窄缝照射在光电接收器上，通过整形电路输出高电平。当窄缝与光源不在同一直线上时，光被挡住，光电接收器不工作，整形电路输出低电平。码盘的转动，使光不断地穿过窄缝和被挡住，整形电路就输出连续的脉冲串。当码盘旋转一周时，上面的窄缝总数决定了一周内接收电路输出脉冲的个数。利用增量式光电编码盘，

16、配以基本接口电路，可方便地用计算机检测速度值。常用的方法有脉冲积分测量法和脉冲间隔测量法。2.1.2 显示电路方案的选择系统的行车速度、电池电量等级、动力等级等需要通过显示电路进行显示。与单片机接口的常用显示电路主要包括数码管显示（LED）和液晶显示（LCD），下面分别加以介绍。方案一：数码管显示（LED）数码管显示也称为LED显示，是一种主动发光的信息显示方式，它的每一个字段由一个发光的二极管组成，其外形和引脚如图2.1所示。 图2.1数码管外形和引脚图LED数码有共阳和共阴两种，把这些LED发光二极管的正极接到一块（一般是拼成一个8字加一个小数点）而作为一个引脚，就叫共阳极数码管；相反的，

17、就叫共阴极数码管。那么应用时这个脚就分别的接VCC和GND，再把多个这样的8字装在一起就成了多位的数码管了。方案二：液晶显示（LCD）液晶显示是一种可以通过电流的通断改变 LCD 中的液晶排列，使光线在加电时射出，而不加电时被阻断的集成显示方式，液晶显示具有耗电量低、体积小等优点，可以很方便的和单片机进行连接。并且有多种尺寸，可以同时显示多组数据和信息。如图2.1所示。图2.1液晶显示模快综合以上考虑，数码管显示电路是主动发光显示器件，显示醒目。相比液晶显示更加适合应用于智能电动车仪表的显示电路。本设计采用数码管显示电路作为显示方案。2.2 系统的总体设计方案确定本设计将单片机技术应用到数码智

18、能电动车仪表的设计之中，整个装置以单片机AT89S52为控制核心。系统的总体设计框图如图2.2所示。数码管显示电路车速测量电路报警电路单片机最小系统转向、刹车、大灯指示电路A/D转换电量（电压）测量电路动力（电流）测量电路图2.2系统总体设计框图本设计主要包括以下几个模块：(1)三档动力切换。系统要求测量电动车动力状况，也就是提供三档动力的显示。本设计采用测量电机电流的方式判断电动车的动力状况。电压和电流测量电路将蓄电池电量信号（电压信号）和动力强弱信号（电流信号）转换成0-5V的标准电压信号以适应A/D转换电路的输入要求。A/D转换电路将模拟量信号转换成数字信号，供单片机读取和处理，单片机读

19、入A/D转换结果数值后经过处理就得到了蓄电池电量等级、动力强弱等级等信息，并通过数码管显示电路进行显示。(2)速度显示。车速测量电路主要通过光电码盘配合红外发射-接收电路实现车辆行驶速度的测量，测量电路输出脉冲信号的周期随车速变化而变化。这一脉冲信号送入单片机，由单片机内部的定时计数器对所输入脉冲信号的周期进行测量，并对脉冲的周期时间进行处理，本设计中车辆轮胎每旋转一周，车速测量电路输出60个脉冲信号，车轮的周长一定，这样单片机将行驶距离和行驶时间进行计算就得到了车辆行驶的速度值。(3)转向、刹车、大灯指示电路不经过单片机直接给出电动车转向状态指示、刹车指示和大灯开启指示。(4)电量及欠压显示

20、模块。一般 48V蓄电池由4块12V蓄电池串联而成，正常电压范围约为41V-52V之间，电动车的蓄电池电量通过测量蓄电池的电压进行计算，电量越足电压也就越高，通过测量电压也就可以判断蓄电池的电量。(5)声音报警模块。当测量到的蓄电池电压低于41V时，系统判断为电池欠压；当测量到电机的工作电流高于额定电流值时，系统判断为电机过载。数码管显示电路将显示故障代码并通过报警电路给出报警信号。3.系统的硬件电路设计3.1单片机介绍单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有

21、CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了

22、巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。1 单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通

23、过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性。3.2 AT89S52单片机介绍AT89S52是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4kbytes的可系统编程的Flash只读程序内存，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失

24、性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序内存既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，它灵活应用于各种控制领域。AT89S52主要性能参数：（1）与MCS-51产品指令系统完全兼容（2）4K字节在系统编程（ISP）Flash闪速内存（3）1000次擦写周期（4）4.0-5.5V的工作电压范围（5）全静态工作模式：0Hz33MHz（6）三级程序加密锁（7）2568字体内部RAM（8）32个可编程I/O口线（9）3个16位定时/计数器（10）8个中断源（

25、11）全双工串行UART通道（12）低功耗空闲和掉电模式（13）中断可从空闲模唤醒系统（14）看门狗（WDT）及双数据指针（15）掉电标识和快速编程特性（16）灵活的在系统编程（ISP字节或页写模式） AT89S52单片机引脚功能 （1）电源引脚VCC和GND VCC：电源电压，GND：接地端。（2）时钟电路引脚XTALl和XTAL2XTALl：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。振荡器特性： XTALl、XTAL2为片内振荡器的反相放大器的输入和输出端。可采用石英晶体或陶瓷振荡器组成时钟振荡器。（3）控制信号引脚RST复位输入.RST引脚一旦变成

26、两个机器周期以上高电平，所有的I/O口都将复位到1(高电平)状态。当振荡器正在工作时，持续两个机器周期以上的高电平便可完成复位，每个机器周期为12个振荡时钟周期。（4）I/O(输入/输出) P0、 P1、 P2和 P3标准51单片机，如8051、8031、AT89C51、AT89S51、P89C51等有4个I/O(输入/输出)口，分别为：P0口(3932脚)：P0口是一个漏极开路的8位双向口。作为漏极开路的八路输出端口，每次能驱动8个Ls型TTL负载。当P0口作为输入口使用时，其先向锁存器(地址80H)写入全1，此时P0口的全部引脚悬空，叫作为高阻抗输入。P1口(18脚)：P1口是一个带上拉电

27、阻的8位准双向I/O端口每一位能驱动(吸收或输出电流)4个LS型TTL负载。在P1口作为输入口使用时，应先向P1口锁存器(地址90H)写入全1,上拉电阻接成高电平。P2口(2128脚)：P2口是一个带内部上接电阻的8位准双向口。P2口的每一位能驱动4个LS型TTL负载。P3口(2128脚)：P3口是一个带内部上接电阻的8位准双向口。P3口的每一位能驱动(吸收或输出电流)4个LS型TTL负载。P3口与其它的I/O口有很大区别，它除作为般准双向I/O口外，每个引脚还具有专门的功能。3.3 单片机最小系统设计单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。对51系列

28、单片机来说，最小系统包括：单片机、晶振电路、复位电路等。3.3.1 晶振电路 AT89S52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图3.1(a)所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.212MHz之间选择，电容值在530pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图3.1(b)所示，XTAL1接地，XTAL2接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要

29、求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。(a) (b)图3.1 89S52内部/外部时钟电路由于内部时钟方式外围电路较简单且可以自由控制频率，所以本设计采用内部时钟方式。3.3.2 复位及复位电路 (1)复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。(2)复位信号及其产生RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其

30、有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为12MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过2us才能完成复位操作。整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。（a） （b） （c）上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图3.2(a)所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。 图3.2复位电路按键手动复

31、位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图3.2(b)所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的，其电路如图3.2(c)所示。上述电路图中的电阻、电容参数适用于12MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。本设计采用上电复位方式。本设计的单片机最小系统电路图如图3.3中所示，单片机AT89S52的时钟引脚外接12M晶振，作为单片机工作的时钟，EA端接高电平，表示使用片内程序存储器。RST引脚接了上电复位电路，当系统上电时，上电复位电路会产生一个高电平脉冲信号，使系统复位。 图3.3单片机最小系统电路图

32、3.4 车速测量电路的设计3.4.1 转速测量原理(1)测周期法“T法”转速可以用两脉冲产生的间隔宽度TP来决定。用以采集数据的码盘，可以是单孔或多孔，对于单孔码盘测量两次脉冲间的时间，就可测出转述数据，TP也可以用时钟脉冲数来表示。对于多孔码盘，其测量的时间只是每转的1/N，N为码盘孔数。如图3.4所示。图3.4“T”法脉宽测量TP通过定时器测得定时器对时基脉冲(频率为fc)进行计数定时，在TP内计数值若为m2，则计算公式为 错误！未找到引用源。 （1）即 （2） -为转轴转一周脉冲发生器产生的脉冲数。-为硬件产生的基准时钟脉冲频率单位Hz。-转速单位（转/分）-时基脉冲由图3.4可知“T”

33、法测量精度的误差主要有两个方面上，一是两脉冲的上升沿触发时间不一致而产生的；二是计数和定时起始和关闭不一致而产生的。因此要求脉冲的上升沿（或下降沿）陡峭和计数和定时严格同步。测周法在低转速时精度较高，但随着转速的增加，精度变差，有小于一个脉冲的误差存在。(2) 测频法“M法”在一定测量时间T内，测量脉冲发生器（替代输入脉冲）产生的脉冲数m1来测量转速。如图3.5所示.图3.5“M”法测量转速脉冲设在时间T内，转轴转过的弧度数为X，则的转速n可由下式表示 (3)转轴转过的弧度数X可用下式所示将(4)式代入(3)式，得转速n的表达式为： (4)n-转速单位：（转/分）T-定时时间单位：（秒）在该方

34、法中，测量精度是由于定时时间T和脉冲的不能保证严格同步，以及在T内能否正好测量外部脉冲的完整的周期，可能产生的1个脉冲的量化误差。因此，为了提高测量精度，T要有足够长的时间。定时时间可根据测量对象情况预先设置。设置的时间过长，可以提高精度，但在转速较快的情况下，所计的脉冲数增大（码盘孔数已定情况下），限制了转速测量的量程。而设置的时间过短，测量精度会受到一定的影响。3.4.2 光电码盘刻度误差分析原理上测量误差的来源主要有码盘刻线误差、计数过程中的1误差、时间基准误差、干扰造成的误触发引起的误差。由于数字电路具有很强的抗干扰能力，干扰引起的测量误差可忽略；时间基准采用晶体振荡器，误差小可以不计

35、；用码盘脉冲作捕获信号，码盘脉冲计数值中不含1误差。因此码盘刻线误差和标准时间计数值中的1误差是影响测量准确度的主要因素。误差可看为两部分产生： (5)式中t 实际测量的时间 刻度误差 1误差增大测量时间t有利于提高测量准确度。在动态性能许可的情况下，应尽可能采用大的测量时间。通常码盘脉冲倍频数可以是P的整数倍。在测量时间和码盘脉冲倍频数确定后，确定标准时间Tc。以确保测量准确度为准。在其他条件不变的情况下，转速越高，码盘刻线误差越小；反之，刻线误差越大。实际测量时间t随Tc的增大而增大。3.4.3 车速测量电路车速测量光电编码盘的红外发射和接收部分电路图如图3.6所示， 由单片机输出的红外发

36、射控制信号，通过限流电阻R25，加到红外发射管的驱动三极管8050上，实现对发射管的驱动；由于反射回的红外光比较微弱，红外接收管接收到反射回来的红外光首先经过三极管Q3前置放大，再送到运算放大器LM324的反相输入端再放大，运放输出的信号送40106整形后给单片机I/O口，40106是具有施密特性质的非门电路，它将输入的信号转换为电平的高低变化供单片机使用，通过调节R31可以改变接收管的接收灵敏度，通过调节R35可以调节运放的放大倍数，以使系统能够更大程度地适应环境。 图3.6系统的红外发射和接收部分电路图运放LM324是由4个独立的高增益、内部频率补偿的运放组成，不但能在双电源下工作，也可在

37、宽电压范围的单电源下工作，它具有输出电压振幅大、电源功耗小等优点，它的主要技术指标如下：输入失调电压： 2mV 输入失调电流： 5nA输入偏置电流： 45nA 差模电压增益： 100dB温度漂移： 7V/ 单电源工作电压： 3-30V双电源工作电压：1.5V5V 静态电流： 500ALM324的管脚排列如图3.7所示。其中引脚11为负电源或地线，引脚4为正电源。图3.7四运放LM324集成运放是直接耦合多级放大电路，具有很好的低频特性（fL=0），可以放大直流信号；它的各级晶体管的极间电容影响它的高频特性。由于集成运放的电压增益高达上万，所以即使晶体管的结电容很小，但是影响很大，所以集成运放的

38、上限频率很低，通用集成运放的3dB带宽只有几赫兹到十几赫兹，这么低的上限频率确实限制了集成运放的某些应用，但是，影响并不是很大，原因是放大电路的增益与带宽的乘积基本是常数，所以当采用深度负反馈将增益较小后，带宽就被展宽了。3.5 电量及欠压显示和动力测量电路设计3.5.1 电压测量电路本设计蓄电池电量的测量是通过测量蓄电池的电压来实现的，电压测量电路如图3.8所示。图3.8 电量测量电路蓄电池电压经过电阻R21和R22分压，经过对精密可调电阻R21的调整，使输入电压为52V（蓄电池充满电时的电压）时，分压输出为5V。这样就将蓄电池的电压转换成了0-5V的适合A/D转换的标准电压信号。LM358接成了电压跟随器的形式，电压跟随器具有缓冲、隔离和提高带载能力的作用