基于51单片机的程控增益放大器设计报告
程控放大器的设计与实现
程控放大器的设计与实现摘要本文介绍了一种可通过程序改变增益的放大器.它与ADC相配合，可以自动适应大范围变化的模拟信号电平。
系统以89S51单片机作微处理器，运用NE5532芯片组成运放电路，采用CD4052芯片担任增益切换开关,通过软件控制开关的闭合或断开来达到改变电路的增益。
文章首先对系统方案进行论证，然后对硬件电路和软件设计进行了说明,最后重点阐述了系统的调试过程,并且对调试过程中遇到的问题以及解决方案进行了详细说明.该系统设计达到了预期要求，实现了最大放大60db的目的。
关键词程控放大器；运算器放大器；单片机；增益The Design and Realization of Program—Controll AmplifierAbstractThis article introduces a amplifier which changes the gain through the software. It coordinates with ADC and adapts the simulated signal level with wide range change automatically. The system uses the 89s51 SCM as the core. The NE5532 chip composes the operational circuit and the CD4052 chip composes the gain switch。
The gain of the circuit is changed by software which can control switch closed or disconnect.The article first demonstrates the system plan，then introduces the hardware and the software，finally explains the debugging process of the system with emphasis。
基于单片机的程控放大器设计
基于单片机的程控放大器设计单片机是一种集成电路，它可以通过编程实现各种功能。
在现代电子技术中，单片机被广泛应用于各种电子设备中，包括程控放大器。
程控放大器是一种电子设备，它可以通过编程实现各种放大器功能，例如音频放大器、视频放大器等。
本文将介绍基于单片机的程控放大器设计。
1. 程控放大器的基本原理程控放大器是一种电子设备，它可以通过编程实现各种放大器功能。
它的基本原理是利用单片机控制放大器的各种参数，例如增益、频率响应等。
通过编程，可以实现各种放大器功能，例如音频放大器、视频放大器等。
2. 单片机的基本原理单片机是一种集成电路，它可以通过编程实现各种功能。
它的基本原理是利用微处理器、存储器、输入输出接口等组成一个完整的系统。
通过编程，可以实现各种功能，例如控制电机、控制灯光等。
3. 基于单片机的程控放大器设计基于单片机的程控放大器设计需要考虑以下几个方面：（1）单片机的选择：选择适合的单片机是设计的第一步。
需要考虑单片机的性能、存储器容量、输入输出接口等因素。
（2）放大器电路的设计：放大器电路是设计的核心部分。
需要考虑放大器的增益、频率响应等参数。
（3）单片机程序的设计：单片机程序是设计的关键部分。
需要编写程序实现放大器的各种功能。
（4）测试与调试：测试与调试是设计的最后一步。
需要对设计的程控放大器进行测试与调试，确保其正常工作。
4. 程控放大器的应用程控放大器可以应用于各种电子设备中，例如音频放大器、视频放大器等。
它的优点是可以通过编程实现各种功能，具有灵活性和可扩展性。
5. 总结基于单片机的程控放大器设计是一种先进的电子技术，它可以通过编程实现各种放大器功能。
设计时需要考虑单片机的选择、放大器电路的设计、单片机程序的设计、测试与调试等方面。
程控放大器可以应用于各种电子设备中，具有灵活性和可扩展性。
基于单片机的程控放大器的设计与应用
352010年7月刊人工智能与识别技术信息与电脑China Computer&Communication1. 引言随着电子技术的飞速发展，对信号处理要求的提升，信号可控放大显示出其重要性。
当输入信号为弱信号的时候，信号处理电路需要具有放大功能。
程控放大器能能够针对输入信号的强弱，选择相应的增益的大小。
在工业设计中非常重要。
2. 系统设计程控放大功能可采用诸多方式完成。
几种主流方案如下：方案1：基本的电压放大器可由运算放大器构成，其增益由反馈电阻与输入电阻之间的比例确定。
基于此原理，可通过程控改变基本运算放大器放大电路中的反馈电阻大小来改变增益。
最为直观的解决方案是由模拟开关选择多路不同阻值的电阻，使相应电阻接入反馈回路中，以达到反馈电阻的变化。
单片机可控制模拟开关的选通，从而达到程控放大的目的。
该方案明显的缺点是增益的变化是非连续的，若要使各级增益更为细化无疑要有庞大的电阻数量和较多的模拟开关。
而且模拟开关的导通电阻将会使放大器增益的精度降低，当反馈电阻较小时该影响尤为强烈。
方案2：在方案1的基础上进行改进，可利用数模转换器内部所具有的电阻网络作为反馈电阻。
电流输出型D/A 芯片的参考电压引脚和电流输出引脚之间等效于一个数控的电阻网络，该网络较为精准和易于控制。
采用该种方案的程控放大器，增益的细分程度取决于D/A 转换器的精度（即位数）。
该方案虽简化了电路的实现，提高了放大器的精度，但仍旧为增益非连续的放大器，对于对增益精度较高的应用仍不适合。
方案3：采用压控放大器。
AD603是一款较为理想的压控放大器，具有低噪声、精密控制的可变增益放大器，外围电路简单，温度稳定性高，适合于本作品的制作。
单片AD603的增益变化范围被限制在40dB ，若想增大该范围只需级联多片该芯片并配合合适的级间耦合电路即可。
该方案简单易行，实现效果好，本作品采用该方案实现程控放大。
3. 电路设计如图1[1]所示，该电路构成了0-40dB 增益可变的放大电路，带宽为30MHz 。
基于STC89C51单片机的宽带数控放大器的设计
5.1 测试方案与测试结果 ........................................24
5.1.1 测试方法 ........................................................... 24 5.1.2 测试结果与分析 ..................................................... 24 5.1.3 误差产生原因 ....................................................... 26
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3.5 后级功率放大电路的设计 ....................................16 3.6 各级增益控制的设计 ........................................17 3.7 通频带选择网络的设计 .......................................18 3.8 程控放大电路的设计 ........................................18 3.9 电源模块的设计 ............................................19 第 4 章 软件系统设计 ...................................................................................................20 4.1 STC89C51 系列单片机简介 ....................................20 4.2 STC89C52 的定时/计数器编程的相关寄存器介绍 .................20
单片机自动增益放大器
自动增益放大器摘要：本系统有四个模块组成：程控放大器，峰值检测，液晶。
程控放大器采用两片AD603接连组成，放大电压增益可达50dB，增益0.2v步进可调，电压增益误差不大于5%。
放大器输出无明显失真。
峰值测量采用真有效值采样芯片AD637先进行有效值采样，然后通过PCF8951进行AD采样，最后再转换成峰值，液晶采用LCD1602，系统以stc89c51单片机为控制核心，经测试验证，系统运行稳定，操作方便。
关键词：程控放大器，峰值检测，AD采样，单片机。
Abstract：This system has three modules: SPC amplifiers, peak detection, liquid crystal. By two AD603 program-controlled amplifier amplification voltage gain one, can gain 1db stepping 0.2v, adjustable, voltage gain error is not more than 5%. Amplifier output without obvious distortion. Measure true RMS peak by sampling AD637 chip on sampling, then PCF8951 through effective sampling, finally to AD convert peak, LCD USES lcd1602 management system with stc8951 SCM as control core and tested, the system runs stably, convenient operation.Key: SPC amplifier Peak detection AD samplingchip SCM1. 方案的论证与比较1.1 设计需求1.1.1 基本要求（1）放大器可以从信号发生器或音乐播放器输入音频信号（50Hz~10KHz），输出可以带200Ω负载或驱动8Ω喇叭（2~5W）。
基于51单片机的程控放大器设计
电气学科大类2009 级《单片机》课程设计报告姓名蔡玲珑学号专业班号电气提高班指导教师杨风开日期2012年3月实验成绩评阅人摘要本设计主要以CD4051模拟开关以及所连的电阻网络作为核心，利用SST89C51单片机控制所选A/D的电阻网络状态，同时编写峰值检测软件对输入信号进行峰值检测并以此为依据来控制正弦波的放大倍数，最后利用液晶显示器将其显示出来。
经过实际测量，本系统可以实现通频为0Hz~1.5KHz，放大倍数为0.96~5的无失真的自动波形放大器。
关键词: SST89C51单片机液晶显示器放大器TLC549目录摘要----------------------------------------------------------------------------------------------------2一．设计要求---------------------------------------------------------------------------------------41.1程控放大器的作用---------------------------------------------------------------------------4 1.2程控放大器的原理----------------------------------------------41.3课题要求------------------------------------------------------5二．实验方案及论证-----------------------------------------------------------------------------5三．单元电路分析与实现--------------------------------------------------------------------- -6 3.1引脚特性说明---------------------------------------------------------------------------------63.2 A/D转换电路---------------------------------------------------------------------------------73.3控制显示电路---------------------------------------------------------------------------------83.4峰值检测电路设计----------------------------------------------------------------- --------11 3.5实验硬件图-----------------------------------------------------------------------------------11四．软件分析--------------------------------------------------------------------------------------124.1编程排序---------------------------------------------------------------------------------------124.2倍数与引脚对应-----------------------------------------------------------------------------12 4.3峰值检测---------------------------------------------------------------------------------------134.4液晶显示---------------------------------------------------------------------------------------134.5对TLC549进行操作------------------------------------------------------------------------154.6主程序流程分析-----------------------------------------------------------------------------15五．实验仿真处理及结果分析---------------------------------------------------------------16六．实验总结---------------------------------------------------------------------------- ---------21七．参考文献-------------------------------------------------------------------------- -----------22附录---------------------------------------------------------------------------------------------------23一. 设计要求.1.1程控放大器的作用在信号调理电路中，必须将输出信号调理在适当水平。
基于单片机的程控放大器设计
基于单片机的程控放大器设计引言：程控放大器是一种能够通过控制电子元件的放大倍数的放大器。
它可以根据输入信号的大小来自动调整放大倍数，以便在不同场景下提供最佳音频输出。
本文将介绍基于单片机的程控放大器的设计原理和实现方法。
一、设计原理基于单片机的程控放大器的设计原理基于负反馈原理。
在放大器电路中，通过将一部分输出信号反馈到输入端，可以有效地控制放大倍数。
单片机作为控制核心，通过对输入信号进行采样和处理，然后控制反馈电路中的放大倍数，以达到自动调节的目的。
二、设计步骤1. 硬件设计：a. 选择合适的单片机：根据需求选择具备足够计算能力和IO口数量的单片机。
b. 连接放大器电路：将单片机的IO口与放大器电路进行连接，以实现对反馈电路的控制。
c. 添加输入和输出接口：将音频输入和输出接口与放大器电路相连接，以实现信号的输入和输出功能。
2. 软件设计：a. 初始化设置：在单片机上进行初始化设置，包括IO口的配置、时钟的设置等。
b. 采样输入信号：使用单片机的ADC模块对输入信号进行采样，获取输入信号的大小。
c. 处理输入信号：对采样到的输入信号进行处理，如滤波、放大等操作。
d. 计算放大倍数：根据处理后的输入信号大小，计算出对应的放大倍数。
e. 控制反馈电路：通过单片机的IO口控制反馈电路中的放大倍数，实现自动调节功能。
f. 输出信号：将经过放大后的信号输出到音频输出接口，以供外部设备使用。
三、实现方法1. 硬件实现：a. 选择合适的单片机：根据需求选择性能稳定、易于编程的单片机。
b. 连接放大器电路：根据放大器电路的设计原理，将单片机的IO 口与反馈电路进行连接。
c. 添加输入和输出接口：根据需求添加音频输入和输出接口，以实现信号的输入和输出功能。
2. 软件实现：a. 编写初始化代码：根据单片机的型号和规格，编写初始化代码，进行IO口和时钟的配置。
b. 编写采样代码：使用单片机的ADC模块进行输入信号的采样，获取输入信号的大小。
基于单片机的程控放大器设计
基于单片机的程控放大器设计
程控放大器是一种能够通过数字信号控制放大器增益的电路，它可以实现对信号的精确控制，广泛应用于音频放大器、电视机、电脑音响等领域。
本文将介绍一种基于单片机的程控放大器设计方案。
设计方案
本设计方案采用单片机AT89C51作为控制核心，通过数字信号控制放大器的增益，实现对信号的精确控制。
具体实现步骤如下：
1. 信号输入：将音频信号输入到放大器的输入端口。
2. 放大器控制：将单片机输出的数字信号转换为模拟信号，通过运放实现对放大器的控制。
3. 增益控制：通过单片机控制放大器的增益，实现对信号的精确控制。
4. 输出信号：将控制后的信号输出到扬声器或其他设备。
设计要点
1. 单片机选择：本设计方案采用AT89C51单片机，具有较高的性能和稳定性，能够满足程控放大器的控制要求。
2. 放大器选择：本设计方案采用TL071运放作为放大器，具有高
增益、低噪声、低失真等优点，能够满足音频放大器的要求。
3. 增益控制：本设计方案采用数字信号控制放大器的增益，通过单片机控制放大器的反馈电阻，实现对信号的精确控制。
4. 输出保护：为了保护扬声器或其他设备，本设计方案采用输出保护电路，能够有效避免输出过载和短路等问题。
总结
基于单片机的程控放大器设计方案，能够实现对信号的精确控制，具有较高的性能和稳定性，广泛应用于音频放大器、电视机、电脑音响等领域。
本文介绍了一种基于单片机的程控放大器设计方案，希望能够对读者有所帮助。
基于51单片机和DA转换的数控音频功率放大器设计
程控音频功率放大器一．设计要求 （1）输入信号为30mv 峰峰值的正弦波，频率围 20HZ~20KHZ ，输入阻抗Ri ≥20K Ω，前级程控放大器增益通过单片机键盘输入控制，增益可预置为 10db ，20db ，30db ，40db 。
（2）后级功率放大器输出功率≥3W （8Ω负载）。
（3）液晶显示。
二．原理框图三．方案对比选择（1）选用继电器控制前级放大Vi1K用继电器控制电阻的选择进而控制放大倍数。
（2）模拟开关控制前级放大用模拟开光的断和同来控制放大倍数。
（3）用DAC0832控制前级放大out前级放大100倍后用单片机控制DAC0832进行衰减。
经对比选择用DAC0832控制前级放大比较简单，而且较精确。
四．电路图设计五．主要元件选择及参数设计（1）运放LF353out前级放大分别放大10倍，总共放大100倍。
LF353的工作电压是+15v，各引脚的接法见上图。
将7号输出脚的信号作为DAC0832的输入。
（2）功率放大器TDA2030TDA2030的工作电压是+15v。
它将输入的电流进行放大，然后驱动喇叭响。
具体接法见上图。
利用TDA2030进行功率放大。
TDA2030具有体积小，输出功率大，失真小等特点。
功率放大器含多种保护电路，工作安全可靠性高，主要保护电路有：短路保护，热保护，地线偶然开路，电源极性反接，以及负载泄放电压反冲等。
其中，热保护电路能够容易承受输出的过载，甚至是长时间的，或者环境温度超过时均起到保护作用。
与普通电路相比较，散热片可以有更小的安全系数。
结温超过时，也不会对器件有所损害。
(3)单片机STC89S52STC89S52是比较常用的52系列单片机。
它的工作电压是+5v。
外围电路加上12M的晶振，使其正常工作。
P2口控制DAC0832。
通过对P2口赋值来改变输出增益的大小。
(4)1602液晶（5）DAC0832DI0~DI7：数据输入线，TLL电平。
ILE：数据锁存允许控制信号输入线，高电平有效。
基于AT89S51单片机的可控放大器设计
可控放大器偏向硬件的XXX摘要本着简单、准确、可靠、稳定、通用的原则，采用了分级设计匹配互连的思想。
系统的特色在于：通过开关，改变反馈电阻阻值，从而改变放大器增益，增益从10dB到60dB可调步距为10dB。
用单片机AT89s52对可控放大器进行程序控制，可以同时对两路输入信号进行二阶低通、高通、带通、带阻以及全通滤波处理，滤波器的中心频率在15kHz～50kHz频率范围内实现64级程控调节，其Q值在0.5～64范围实现128级程控调节。
作品通过实验完成，并制作成实物。
设计采用压控增益器件AD603，进行合理的级联和阻抗匹配，加入后级功率输出，并能进行预置和控制，稳定性好，可控范围大。
整个作品制作成本低、功耗小，除个别指标未能达到设计要求外，其它全部达到设计要求。
关键字：可控放大；AT89S52 ；程控增益Controlled amplifiers hardware toAbstractIn line with simple, accurate and reliable, stable and general principles, using a hierarchical design matching interconnection thoughts. System features: through switches, change the feedback resistance value, which changes amplifier, gain from 10dB to 60dB adjustable step distance for 10dB.With monolithic integrated circuit AT89s52 for controllable amplifier for program control, can to both road input signal second-order lowpass, qualcomm, band-pass, band-stop and total pass filtering processing, filter, the center frequency in 15kHz ~ 50kHz frequency ranges realize 64 level program-controlled adjustment, its Q value in 0.5 ~ 64 range realize 128 level program-controlled adjustment.Works through experiments completed, and made it into real. Design USES a voltage controlled gain device AD603 reasonable magnitude 7.3 impedance matching, join after class, and can output power preset and control, good stability and controllable range. The whole works made low cost, low consumption, in addition to the individual indexes failed to meet the design requirements, all other outside to meet the design requirements.Key word: controllable amplification, AT89S52 devices, Program-controlled gain目录摘要 (1)目录 (3)第1章可控放大器方案设计与论证 (4)1.1 测量放大部分 (4)1.2 滤波部分 (5)1.3 系统整体设计方案 (6)第2章可控放大器元器件选型 (6)2.1 主控制器A T89S51 (6)2.1.1 MSC-51芯片资源简介 (6)2.1.2 单片机的引脚 (8)2.1.3 AT89S51单片机的外接晶体引脚 (8)2.1.4 AT89S51单片机的控制线 (9)2.1.5 AT89S51单片机复位方式 (9)2.2 1602字符型LCD显示系统 (10)第3章可控放大器硬件电路设计 (15)3.1 可控放大器滤波部分电路设计 (15)3.1.1 二阶无源低通滤波器 (18)3.1.2 无源RC高通滤波器 (19)3.3 单片机最小系统部分电路设计 (20)3.4 供电电源电路设计 (23)第4章可控放大器软件设计 (25)4.1 软件流程图 (25)4.2 软件程序清单 (25)结束语 (26)参考文献 (27)谢辞 (28)附件1：程序清单 (29)绪论设计并制作一个可控放大器，其组成框图如图1所示。
基于51单片机的程控放大器设计
电气学科大类2009 级《单片机》课程设计报告姓名蔡玲珑学号专业班号电气提高班指导教师杨风开日期2012年3月实验成绩评阅人摘要本设计主要以CD4051模拟开关以及所连的电阻网络作为核心，利用SST89C51单片机控制所选A/D的电阻网络状态，同时编写峰值检测软件对输入信号进行峰值检测并以此为依据来控制正弦波的放大倍数，最后利用液晶显示器将其显示出来。
经过实际测量，本系统可以实现通频为0Hz~1.5KHz，放大倍数为0.96~5的无失真的自动波形放大器。
关键词: SST89C51单片机液晶显示器放大器 TLC549目录摘要----------------------------------------------------------------------------------------------------2 一．设计要求---------------------------------------------------------------------------------------4 1.1程控放大器的作用---------------------------------------------------------------------------4 1.2程控放大器的原理----------------------------------------------4 1.3课题要求------------------------------------------------------5二．实验方案及论证-----------------------------------------------------------------------------5三．单元电路分析与实现--------------------------------------------------------------------- -6 3.1引脚特性说明---------------------------------------------------------------------------------6 3.2 A/D转换电路---------------------------------------------------------------------------------7 3.3控制显示电路---------------------------------------------------------------------------------8 3.4峰值检测电路设计----------------------------------------------------------------- --------11 3.5实验硬件图--------------------------------------------------------------------------- --------11四．软件分析--------------------------------------------------------------------------------------12 4.1编程排序---------------------------------------------------------------------------------------12 4.2倍数与引脚对应-----------------------------------------------------------------------------12 4.3峰值检测---------------------------------------------------------------------------------------13 4.4液晶显示---------------------------------------------------------------------------------------13 4.5对TLC549进行操作------------------------------------------------------------------------15 4.6主程序流程分析-----------------------------------------------------------------------------15五．实验仿真处理及结果分析---------------------------------------------------------------16六．实验总结---------------------------------------------------------------------------- ---------21七．参考文献-------------------------------------------------------------------------- -----------22附录---------------------------------------------------------------------------------------------------23一. 设计要求.1.1程控放大器的作用在信号调理电路中，必须将输出信号调理在适当水平。
基于单片机的程控放大器设计
增益与放大倍数的关系_基于单片机的程控放大器设计毕业设计（论文）基于单片机的程控放大器设计专业:电子科学与技术摘要本设计由直流稳压电源、前置放大电路单元、增益控制部分、功率放大部分、单片机自动增益控制部分几个模块构成。
输入部分采用高速电压反馈型运放OPA642作跟随器提高输入阻抗，并且在不影响性能的条件下给输入部分加了保护电路。
使用了多种抗干扰措施以减少噪声并抑制高频自激。
同时利用可变增益宽带放大器AD603来提高增益和扩大AGC控制范围，通过软件补偿减小增益调节的步进间隔和提高准确度。
功率输出部分采用分立元件制作，提高了负载阻值以及输出有效值。
控制部分由51系列单片机、A/D、D/A和基准源组成。
整个系统通频带为1kHz～20MHz，最小增益0dB，最大增益80dB。
增益步进1dB，60dB以下预置增益与实际增益误差小于0.2dB。
不失真输出电压有效值达9.5V，输出4.5～5.5V时AGC控制范围为66dB，应用单片机和数字信号处理技术对增益进行预置和控制,AGC稳定性好,可控范围大,完成了设计的所有基本要求并做适当的发挥，使设计更完善。
关键词：程控；宽带；自动增益控制；AD603；AGCAbstractThedesignoftheDCpowersupply,thepreamplifiercircu itunit,gaincontrolsection,thepoweramplifiersection,SCMAGCpa rtofseveralmodules.Theinputsectionwithhigh-speedvoltagefeedbackopampOPA642asafollowertoimprovetheinput impedance,andwithoutaffectingtheperformanceoftheconditionst ingavarietyofmeasu restoreducenoiseinterferenceandsuppresshighfrequencyself-excited.Whiletakingadvantageofthevariable-gainbroadbandamplifiersAD603toimproveandexpandtheAGCgaincon trolrange,reducingthegainadjustmentstepintervalandimproveac curacybysoftwarecompensation.Poweroutputsectionusingdiscret ecomponents,improvingtheloadresistanceandtheoutputrms.Controlledinpartbythe51seriesmicrocontroller,A/D,D/Aandareferenc esourcecomponents.Passbandoftheentiresystem1kHz~20MHz,thesm allestgain0dB,themaximumgain80dB.Gainstep1dB,60dBgainwithth efollowingpresetactualgainerrorislessthan0.2dB.Undistortedo utputvoltageeffectivevalueof9.5V,4.5~5.5VoutputwhentheAGCco ntrolrangeof66dB,theapplicationmicrocontrolleranddigitalsig nalprocessingtechniquestogainpresetsandcontrol,AGCgoodstabi lity,largecontrollablerange,completedthedesignallthebasicre quirementsandmaketheappropriateplaytomakethedesignbetter.Ke ywords:programmable;broadband;AGC;AD603;AGC目录摘要2一、设计题目，要求，意义4二、方案论证与比较42.1可控增益放大器部分42.2功率输出部分72.3测量有效值部分7三、具体系统设计83.1总体设计思路83.2系统各模块电路的设计与分析103.2.1直流稳压电源103.2.2前置放大电路单元103.2.3增益控制部分113.2.4功率放大部分113.2.5自动增益控制（AGC）12四、理论分析与参数计算134.1电压控制增益的原理134.2AGC介绍134.3正弦电压有效值的计算13五、单片机软件的设计145.1软件功能145.2流程图155.3代码分析15六、抗干扰措施分析20七、误差分析及性能总结217.1误差分析217.2性能总结21八、课程设计心得与体会218.1课程设计过程218.2问题与解决方法218.3心得体会22九、参考文献23十、附录（电路图）23一、设计题目，要求，意义。
基于 51 单片机的程控放大器设计 12864 显示
基于51单片机的程控放大器设计12864显示一、设计要求1. AB间电压为从100mV到1V间变化，频率为1kHz的正弦交流电，然后通过VCA810后得到Vo,按下按键1，Vo有效值始终为1V；按下按键2，Vo有效值始终为2V；2.自制有效值检测电路（参考万用表交流电压检测电路）3. 12864及以上以上分辨率单色或者彩色液晶显示。
二、所用芯片VCA810 TL084 TLC2543 REF5040 TLV5618 REF5020 二、设计思路根据设计要求，根据vca810的特性，我们利用DA进行对输出交流电压倍数的控制，并充分利用TL084芯片的作用，将TL084的四个运放都分别用于DA的反向比例、vca810出来的正向放大、有效电路的应用和有效值出来的电压跟随，达到了很好的效果，交流波形显示很精确。
并且由于vca810交流信号出来经过了一个放大，很好的弥补了其输出电压为正负1.8V的影响，能够达到设计要求的稳定在2V的基本条件，并且图像没有失真。
最后利用PID算法，将设定的值与输出的电压值进行比较，整定参数，利用按键使输出的电压稳定在1V和2V。
我们小组人员经过长时间的调试，虽然没有将其调到最好，最终还是又很小幅度的跳动，但基本满足老师的要求。
三、设计原理图Pcb图四、调试在设计电路板时，我将每个模块分的很清楚，因此，在调试时，我们分小块测试，当每个小模块都通过时，再用跳帽将他们连接起来，避免了盲目的调试，所以，在硬件方面我们很快就测试成功了，剩下的就是PID的控制，由于是第一次用，所以，对其参数的整定还不怎么会调，也花了一些时间在上面，最终能勉强的将输出电压稳定下来，基本达到要求。
但今后我们肯定还会对PID进行更多的学习，以希望真正掌握PID算法。
五、实物图。
基于51单片机的程控增益放大器设计申报书1.3(盲审)
附件3“挑战杯——彩虹人生”湖南省职业学校创新创效创业大赛作品申报书申报者姓名：作品名称：学校全称：市州：指导教师1：所在单位：指导教师2：所在单位：指导教师3：所在单位：参赛形式：□1.个人作品▄2.集体作品组别：□1.中职组▄2.高职组类别：湖南省职业学校创新创效创业大赛组委会监制— 9--说明1．参赛者应认真阅读此说明各项内容后按照要求详细填写。
2．作品的文字必须是中文，请按照字体要求（标题字体为黑体小二号，居中；正文字体为宋体小四号，首行缩进2个字符。
若是外文，请附中文本）打印在A4纸上，文章版面尺寸14.5×22cm。
3．以个人形式参赛选手填A1表，以集体形式参赛团队填A2表。
参赛选手根据竞赛类别填写B1、B2表。
4．C、D表由作品作者填写；E表由作品指导教师填写；F表由申报单位和市州团委填写。
5．表内作品有关内容，可另附纸。
6．《作品申报书》须按要求由各市州团委统一寄送至指定地点，电子文本在大赛官方网站报备。
7．未尽事宜请向大赛组委会秘书处咨询。
— 9--A2.申报团队情况（集体作品）2．本表中学籍教学管理部门意见视为对申报情况的确认。
3．集体作品成员不超过3人，但无法区分第一作者的，将所有作者信息填写“共同作者情况”栏，并填写一个通讯地址。
— 9--B1.申报作品情况（创意设计竞赛）— 9--— 9--— 9--说明：1．必须由申报者本人填写；2．本部分中的学校意见视为对申报者所填内容的确认；3．本表须附研究报告，并提供图表、曲线、试验数据、原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书复印件。
— 9--C．当前国内外同类课题研究水平概述说明：1．申报者可根据作品类别和情况填写；2．填写此栏有助于评审。
— 9--D．参赛作品须提供证明材料内容— 9--E．指导教师情况及对作品的说明— 11 —F．申报单位及各市州团委审定意见— 11 —。
基于89C51单片机控制放大器增益的设计
基于89C51单片机控制放大器增益的设计
陈廷侠;张东亮
【期刊名称】《新乡学院学报：自然科学版》
【年(卷),期】2012(029)004
【摘要】用单片机控制放大器增益，实现放大器增益扩程功能，以满足不同幅度信号对放大器增益的要求．分析了单片机控制放大器增益的原理、设计思路，给出了计算公式和设计电路．
【总页数】3页(P313-315)
【作者】陈廷侠;张东亮
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN721.1
【相关文献】
1.一种基于单片机控制下的自动增益功率放大器设计 [J], 王瑞
2.基于89C51单片机控制放大器增益的设计 [J], 陈廷侠;张东亮
3.基于双重增益控制技术的超宽带可变增益放大器的设计与实现 [J], XIE Hongyun;LIU Rui;CHEN Quanxiu;WU Jiahui;CHEN Liang;MA Pei;GAO Jie;ZHANG Wanrong
4.基于单片机的程控增益放大器设计 [J], 黄茂飞; 刘湘黔; 向华
5.基于单片机的自动增益功率放大器设计 [J], 王纪伟
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基于单片机的可控增益放大器设计
２００８年第４期
技术创新
基于单片机的可控增益放大器设计
伍乾永 陈 彬
（四川理工学院电子与信息工程系）
摘 要 本文介绍了一种基于单片机步进式可变增益放大器的设计方法。该放大器由Ｄ／Ａ转换器、运放及单片机组成，实现了增 益步进距离为１，并能通过显示器动态显示其放大增益值。
关键词 可变增益放大器 Ｄ／Ａ转换器 单片机
图２ 接入ＡＤ７５２０的放大电路
图３ 带Ｒ－２Ｒ电阻网络的放大器
数字量Ｄ与放大器增益Ａ的关系表如表－１所示：
表－１ 数字量Ｄ与放大器增益Ａ的关系 通过调节的值，可使上表的对应关系得以满足。可见引入 ＡＤ７５２０及单片机控制后，放大器的增益可以任意改变且可以做到其 步距为１。
２ 系统的硬件设计
２．１ 程控放大器在测量放大器系统中的位置 程控放大器的常见应用之一是测量放大器。采用单片机控制的测 量放大器系统的组成框图如图４所示。在图４中，来自传感器或函数发 生器的模拟信号经过信号变换电路后送前置放大器，然后送程控放大
（收稿日期：２００８·０２·２６）
４ 结论
本设计作为测量放大器的一部分，经验证， 它以较简洁的方式实现了增益范围为０倍到１０２４ 图７ 程序控制增益流程图
倍步距为１的可变增益放大，较好地满足了对不同强度信号的测量。
参考文献 ［１］ 张剑平 ． 程控放大器及其精度研究［Ｊ］ ． 仪器仪表学报， ２００６，６：３ ［２］ Ｔｈｅ ＡＤ７５２０ ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ ［Ｍ］ ． ＡＮＡＬＯＧ Ｉｎｃ． ２００７： １－２ ［３］ Ｔｈｅ ＬＭ３１８ ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ［Ｍ］ ． ＴＩ Ｉｎｃ． １９９４，４：１－４ ［４］ Ｔｈｅ ＭＣ１４４９５ ｄａｔａ ｓｈｅｅｔ［Ｍ］ ． ＭＯＴＯＲＯＬＡ Ｉｎｃ． ２００１：１－２ ［５］ 姚福安 ． 电子电路设计与实践［Ｍ］ ． 山东： 山东科技出版社， ２００１ 作者简介 伍乾永（１９５５－），副教授，长期从事模拟、数字电子技 术的教学和研究。
程控放大器系统设计设计
程控放大器系统设计设计毕业设计程控放大器系统设计系电子信息工程系专业电子信息工程技术姓名杨晨班级电信101 学号 1001043136 指导教师陈洁职称副教授设计时间2012.9.15－2013.1.4摘要本设计介绍一种基于AT89C51单片机的简易程控放大器系统，主要由单片机丶数模转换器和运算放大器组成。
系统的基本工作原理：单片机通过改变DAC0832的数字输出量改变系统的增益。
单片机通过按键改变DAC0832的数字量，使得程控放大器的增益发生变化。
增益放大倍数和输出电压值通过液晶显示。
关键词：AT89C51单片机，DAC0832，数模转换器，运算放大器目录摘要 (I)目录 ................................................................................................................ I I 第1章绪论 (1)1.1 课题来源 (1)1.2 设计思路 (1)第2章方案设计 (2)2.1 核心模块的方案论证与比较 (2)2.1.1 控制模块 (2)2.1.2 显示模块 (2)2.2 系统设计要求 (2)2.3 系统设计思路 (2)2.4 系统硬件框图 (3)第3章系统硬件设计 (4)3.1 单片机的应用与选择 (4)3.2 芯片简介 (4)3.2.1 AT89C51性能简介 (4)3.2.2 AT89C51的主要特性 (4)2.2.3 AT89C51管脚功能 (5)3.2 控制显示电路 (7)3.3 键盘电路 (9)3.4 D/A转换电路 (10)3.4.1 管脚功能 (10)3.4.2 D/A转换电路 (12)3.5 放大电路 (12)3.6整机电路 (12)第 4 章软件设计及仿真 (14)4.1 软件流程图 (14)4.2 程序代码 (14)4.3 仿真设计 (14)4.3.1 VW简介 (15)4.3.2 PROTUES仿真 (16)总结 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录A 程序 (22)附录B 系统原理图 (27)第1章绪论1.1 课题来源程控放大器，又名可编程放大器，是一种放大倍数由程序控制的放大器。
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基于51单片机的程控增益放大器设计报告一、研究内容及系统功能运算放大电路在各种仪器仪表中能够完成小信号放大电路，本设计旨在利用单片机实现与数字电位器进行I2C通信，控制数字电位器输出，且能显示输出增益变化。
增益可控放大器可由基本运算放大器、数字电位器和控制逻辑组成。
本次设计要求实现以下功能：1、利用单片机、数字电位器、运算放大器设计一个增益可控及能够显示增益变化的电路。
增益变化范围1~50，步进为1。
2、提交设计硬件电路图及软件编程代码；二、程控增益放大器硬件电路设计为了能更好的了解程控增益放大器的原理，本章首先给出设计方案并介绍了程控增益放大器的基本原理，然后对其各模块进行了分析。
本设计程控增益放大器硬件电路的设计主要包含四个模块：电源模块、电路控制模块、增益放大模块以及液晶显示模块，其设计结构图如图2-1所示:图2-1 程控增益放大器设计结构图2.1 电源模块本设计电源模块包含四个部分:电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路，电源模块原理框图及直流稳压电源波形变换图参见图2-2：图2-2 电源模块原理框图2.2.2 电源模块硬件电路设计本设计中，电源模块主要需要生+12V 、-12V 以及+5V 为控制模块、液晶显示模块以及增益放大模块供电。
电源模块硬件电路设计图参见图2-3及图2-4。
T A C 220VLM-317U1~~图2-3 电源电路U3+5V图2-4 电源电路本设计选取变压器规格为:功率50W ，220V 转双路15V 输出，整流电路采用4个整流二极管1N4007来构成单相桥式整流电路转换成直流电，经整流电路后，选取两只4700uF/50V 的电解电容作为滤波电容，滤波电路利用电容的充放电作用，会使得电压趋于平滑。
为保证电路获得稳定性好的直流电源，在整流、滤波电路后稳压电路部分选用LM317和LM337稳压芯片构成稳压电路，从而生成+12V和-12V为增益放大器模块的运放芯片供电保证其正常工作。
选用7805作为产生+5V电源的稳压芯片为后级单片机及数字电位器供电。
通常LM317稳压块的输出电压变化范围是Vo＝1.25V--37V，LM337 的输出电压范围是 -1.25V 至 -37V，LM337和LM337硬件电路非常简单，仅需两个外接电阻来调节其输出电压，此外线性调整率和负载调整率也比其他标准固定稳压器好。
采用78系列三端稳压芯片组成的稳压电源在硬件电路连接上也只需要极少的外围元件，电路内部包含过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且成本低廉，所以本设计电源模块选取了7805芯片来生成5V电压为电路控制模块及液晶显示模块供电。
2.2 增益放大模块在本设计中，前级用到电压跟随电路提高输入阻抗以及使用反相运算放大电路进行增益放大，电压跟随器后采用四级反相比例放大电路对信号进行增益放大，利用数字电位器控制四级运放的反馈电阻。
图2-5及图2-6分别为电压跟随器电路与增益放大电路:图2-5 电压跟随器图2-6 增益放大电路在本模块硬件电路设计中，选取了OP37芯片作为运放芯片，OP37可提供与OP27一样的高性能，但前者的设计针对增益大于5的电路进行了优化，可以使微弱电平信号得到精确的高增益放大，因而该器件是精密仪器仪表应用的理想之选。
并选用了反相比例运算放大电路，该电路具有增益变化范围宽的优势。
增益放大模块在对低频小信号进行放大时，信号Vi首先经过电压跟随器阻抗隔离，之后对跟随器的输出V O1，进行四级放大，由于设计内容增益变化范围为1-50，且反馈电阻选用X9241W数字电位器阻值变化最大值为10KΩ，变化范围较窄，所以设计每级反相放大器反相端输入电阻选取2KΩ固定电阻，通过单片机对反馈端数字电位器的控制来调整增益，实现每级增益变化范围为1-5，采用四级放大电路级联来实现高增益。
比如要实现信号50倍放大，可以通过软件调整使得第一级运放对输入信号Vi放大两倍，输出VW0，第二级运放对上一级输出信号VW0放大5倍，输出VW1，第三级运放再对上一级输出信号VW1放大5倍，输出VW2，最后一级作为倒相器，因此输入信号的总放大倍数为2*5*5*1=50，其他增益值可以通过同样的方式实现。
2.3 电路控制模块本设计电路控制模块仅需采用51单片机最小系统，所谓单片机最小系统是指能够实现单片机工作的基本条件，也就是能使单片机正常工作的最基本的外围配置，最小系统主要包括电源电路、复位电路以及时钟电路。
单片机的最小系统以及键盘控制电路参见图2-7及图2-8。
图2-7由单片机STC89C52构成的最小系统图2-8程控增益放大器开关键盘电路控制模块的电气连接中，我们选用11.0592M 晶振为系统提供基本时钟信号，串口选择上将使用P2.0与P2.1口分别模拟IIC 通信的数据传送线SDA 和时钟控制线SCL 实现对X9241W 数字电位器的控制，P0口连接LCD1602液晶显示屏编程控制增益显示，方便增益调节，电路连接时P0口需添加上拉电阻，采用P2.6、P2.7以及P1口连接开关键盘作为数字0-9，并以P3.2口由中断函数控制作为确认键。
电路实际工作时，当键盘键入对应增益值，通过软件检测P1口及P2.6、P2.7的高低电平变化对增益值做赋值操作。
例如，要想得到15倍的增益，编程设置为先键入数字1，程序上通过转换另其乘以10设为增益的10位，再键入数字5作为增益值的个位，这样就得到了增益值的赋值处理，然后通过确认件，系统通过键盘检测跳入中断完成根据对应增益值数字电位器直接跳转至相应档位从而引用阻值变化实现增益调节。
同理，需要8倍增益时，仅需键入数字0和8，再通过确认键输入即可。
2.4 液晶显示模块程控增益放大器需要对增益信息进行显示，该设计的显示将在LCD1602字符型液晶屏上实现。
图2-9为程控增益放大器液晶显示模块的硬件电路电气连接图。
图2-9 液晶显示模块LCD1602硬件电路硬件电路设计中，通过3管脚上电位器R1的的调节可以实现LCD液晶显示屏对比度的调节。
单片机的P0口接LCD1602的D0~D7，实现单片机对LCD进行命令写入或者数据通信，P0口需添加上拉电阻；P2.3接入LCD1602的使能端EN，控制液晶显示屏正常显示；P2.4接入LCD的读写选择端RW，用来选择对LCD进行读操作还是写操作；P2.5口为数据亮暗选择端RS ，用来控制从D0~D7写入的信息是数据还是命令。
2.5 程控增益放大器总设计图为了更好的了解程控增益放大器的设计原理，本节将提供程控增益放大器各个模块原理图及其分析。
T1A C 220VLM-317U1~~图2-10 电源模块U3+5V图2-11 电源电路图2-12 电路控制模块图2-13 按键开关及液晶显示模块图2-14 X9241数字电位器及电压跟随器电路图2-15 增益放大模块根据程控增益放大器硬件电路总设计图，本设计以电路控制模块以STC89S52单片机作为为控制核心,并采用开关键盘输入实际所需增益值并通过单片机模拟IIC通信控制增益放大模块的数字电位器的方式调整增益值实现增益可调，并选用LCD1602液晶显示屏作为液晶显示模块来实现增益显示的功能。
在硬件电路的设计上，电源模块为单独模块，独立生成+12V、-12V及+5V电压（实物上由插针引出），为后级电路供电。
控制模块单片机最小系统P0口控制LCD1602的显示，P1口及P2.6、P2.7连接开关键盘控制分别代表数字0—9，由编程控制输入表示方式，增益放大模块数字电位器的数据线SDA与时钟线SCL分别连接单片机的P2.0与P2.1口。
另外，其它剩余I/O口由插针引出方便功能拓展，各测试端都设有相应标号并引出插针方便电路调试。
三、程控增益放大器软件设计基于单片机控制数字电位器进而实现增益可调的方案较好地实现了程控增益放大器。
通常,编程的关键在于对数字电位器输出阻值的选择和控制,即如何确定电路设计所需电位器以及其滑动端计数寄存器(WCR)的值。
本设计系统主程序设计流程图3-1所示:图3-1 系统主程序设计流程本设计使用的编程语言为C语言，系统通过键盘选择实际应用所需增益值，电路控制模块STC89S52单片机与数字电位器之间模拟IIC通信来控制数字电位器阻值变化进而实现增益可调，编程思路为:主函数内对键盘扫描完成滑动端档位的赋值，并通过确认键进入软件中断函数更新数字电位器滑动端计数值(WCR)从而引起阻值变化并刷新液晶显示，本设计软件编程中中断函数采用边沿触发方式方便控制单元单片机与数字电位器间模拟IIC通信。
3.2 IIC总线驱动程序设计X9241W采用标准II 串行总线接口,控制模块单片机与数字电位器间采用模拟IIC 通信进而控制增益放大模块反馈电阻阻值的变化。
SDA和SCL在电气连接上必须加以上拉电阻接正电源，使得总线处于空闲状态时，时钟线和数据线都处于高电平状态。
IIC 每一根线路(SDA和SCL)进入器件后，内部都接有输入/输出两部分，输入部分的输入阻抗很高，可以不用理会其对线路的影响，但输出部分则必须是漏极开路的结构，因为漏极开路输出结构有如下特点:当拉低它时，它的输出为0;当抬高它时，输出端相当于与芯片“断开”，输出电平由外部的与上拉电阻所连接的高电平决定，而与器件的电源电压无关。
IIC总线驱动程序的软件编程是以X9241读写时序为基础的，也即对数字电位器的编程控制主要体现在IIC总线驱动的程序控制上的，软件编程时主要包含开始条件、发送应答子函数、接收应答子函数、向IIC总线发送单个字节数据、从IIC总线接收单个字节数据、以及连续读取X9241内部数据的函数。
在程序编写时，每更新一次滑动端计数寄存器(WCR)的值都需要调用开始条件子函数、发送器件型号及地址的子函数、写入数据的子函数、发送数字电位器电阻中间值VR0的子函数以及结束条件的子函数，X9241数字电位器内部4个电位器在编程时每个电位器地址以及读写滑动端计数寄存器(WCR)时的语句各不相同，由于X9241数字电位器内部4个电位器全部被用到，这也为程序的编写与实现增加了难度，因此对设备地址的设置是程序编写及硬件电路连接的难点和易错点，另外单片机与数字电位器模拟IIC通信时开始条件、发送数据、返回应答和结束条件间数据位与时钟信号传输的时间间隔问题也是本设计的难点。
故本节主要分析IIC总线驱动程序设计思路，控制单元STC89S52单片机与数字电位器间采用的模拟IIC通信驱动程序设计流程图参见图3-2:图3-2 IIC总线驱动程序流程图3.3 LCD1602显示模块程序设计根据第二章对液晶显示模块的介绍，液晶显示屏以其小体积、微功耗、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点而应用广泛。