可编程增益放大器芯片LM308+电子模拟开关芯片4066电路与程序设计整体设计方案

Huaqiao university

微机测控电路课程设计

题目:采用微机的可编程增益放大器电路及程序设计——方案D58

院（系）机电及自动化学院

专业测控技术与仪器（辅助）

学号

姓名

级别 2 0 1 0

指导老师

2013年6月

单片机课程设计与总结

目录

一、可编程增益放大器芯片LM308+电子模拟开关芯片

4066电路与程序设计整体设计方案

1、设计任务

2、任务分析

3、整体设计规划

二、硬件选择

1、模拟电子开关的选择

2、运算放大器的选择

3、CPU选择

三、软件系统设计

1、核心程序流程图

2、核心程序

3、检测与调试

四、原理图

五、检测与调试

六、参考文献

七、心得体会

一、整体设计方案

1、设计任务:采用微机的可编程增益放大器电路及其程序设计—D56

2、任务分析:通过选择运算放大器的增益电阻实现放大倍数的可编程。可采用多种方式，如利用现成的可编程运算放大器芯片（如PGA206/LMP8100/MCP6S91/AD8250等），通过微机的IO口直接控制或通信信令控制实现；利用普通运算放大器芯片（如LM358/LM741/AD308等），运用电子模拟开关芯片（如4066/4051/4052等）、DA转换器，通过微机的IO口直接控制切换选择不同的增益电阻实现放大倍数的可编程。

3、设计整体规划：可编程增益放大器的整体设计流程如下图1所示：

模拟开关4066

普通运放AD308

单片机A T89C52

放大器电路设计

核心程序及流程图

图1.整体设计流程

二、硬件选择

1、模拟电子开关选择：此可编程增益放大器选用的模拟电子开关为4066。具体接通哪一通道，4066内部逻辑图如图2所示，4066引脚图如图3所示：

图2. 4066内部逻辑图

图3 .4066引脚图

每个封装内部有4 个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为－50dB。

2、运算放大器选择：运算放大器采用通用运算放大器AD308,AD308的性能特点为输入失调电压为2mV,温度漂移为6uV/,偏置电流为1.5nA,转换速率为300mV/us，消耗功率300uA,工作电压在3---18V,输入电压为15V,共模输入电流为10mA。其引脚图如图4所示。由于Proteus中没有AD308，因此在放大器电路中用LM308代替。

图4.AD308引脚图

3、CPU选择：CPU采用单片机AT89C52，AT89C52是一个低电压，高性能COMS8位单片

机，并且此可编程增益放大器对单片机要求不是很高，因此采用AT89C52足够。单片机

其外部引脚图如图5所示：

左图为5.AT89C52引脚图

主要特性：

1、兼容MCS51指令系统

2、8k 可反复擦写(大于1000次）Flash ROM ；

3、32个双向I/O 口；

4、256x8bit 内部RAM ；

5、3个16位可编程定时/计数器中断；

6、时钟频率0-24MHz ；

7、2个串行中断，可编程UART 串行通道；

8、2个外部中断源，共8个中断源；

9、2个读写中断口线，3级加密位；

10、低功耗空闲和掉电模式，设置睡眠和唤醒

功能；

各电阻值的选择：R1=2.5K R2=2.5K R3=5K R4=10

R5=15K R6=20K

放大倍数 A1=1+R3/R1=3 A2=1+R4/R1=5

A3=1+R5/R1=7

若反馈电阻并联，则另外计算。总共16种情况。

（程序可见第二或者第三种）

三、软件设计

核心程序流程图：

程序开始

延时特定时间t

延时特定时间t

延时特定时间t

图6 程序流程图

P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口分别输出'0' '0'‘0’‘1’电平 P2.0、P2.1、P2.2、P2.3口分别输出'0' '0' '1' '0'电平 输出0100电平 输出1000电平

返回开始程序循环

1、核心程序

汇编语言：（最简模式）

ORG 0000H

SJMP MAIN

MAIN: MOV A,#01H

MOV R0,#04H

LOOP: MOV P2,A

RL A

LCALL DELAY

DJNZ R0,LOOP

LJMP MAIN

HERE: SJMP HERE

DELAY:MOV R3,#15

D3:MOV R1,#150

D2:MOV R2,#150

D1:DJNZ R2,D1

DJNZ R1,D2

DJNZ R3,D3

RET

END

以上可实现高电平位置的左移，每次循环左移四次。输出高电平的不同，影响开关4066的输入及输出。从而决定放大倍数。