电子系统设计.doc

目录 第一章 设计总体原理图 1 第二章 设计方案 2 2.1设计目的 2 2.2设计要求 2 2.3方案说明 2 第三章 设计框图 3 第四章 功能模块 4 4.1温度采集电路 4 4.2放大电路 5 4.3A/D转换电路 6 4.4按键控制电路 7 4.5显示电路 7 第一章 设计总体原理图 先给出总的设计原理图，让设计书一目了然。能够更大的帮助读者了解本设计。 第二章 设计方案 2.1设计目的 1.学会掌握0809单片机.A/D转换芯片的用法； 2.学会掌握8051单片机用法； 3.培养查阅资料的能力。 2.2设计要求 1.采用八位单片机作为控制芯片。 2.测量传感器采用1KΩ电阻应变片，总共八通道。 3.变换电路采用全桥方式，采用仪用放大器。 4.采用LED显示，显示精度为0.1%。 5.要求可通过键盘设置参数如：应变量修正系数 6.采用线性电源，AC220V±15%供电 2.3方案说明 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路。 第三章 设计框图 基于AT89S52型单片机A/D转换后，选用AT8952型单片机作为主控制器件通过4位共极LED数码管口传送数据，实现温度显示 1.主控制器---AT89S52单片机 单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 2. 显示电路 显示电路采用4位共阴极LED数码管，从P1口的P1.0到P1.3输出段码,P1.4到P1.7口输出片选信号。 3.温度传感器 温度传感器使用的是感温电阻，他可以感应环境的温度，并且他的输出与外界的温度是成线性的关系。 4.信号放大电路 在本次课程设计中，为了让输入的信号能够驱动相应的电子元件，我们采用了三级的放大电路，用的运算放大器是UA741。 5.A/D转换器 为了使该系统实现智能化和自动化，本课设使用了单片机进行控制，用到单片机则就要把输入进来的模拟信号进行数字化的转化，常见的模数转换元器件有很多，在本次课设中，为了提高系统的准确性，使用了ADC0804元件。 6.按键控制电路 本课设要求系统可以通过键盘的设置来设定一些参数，比如温度上下限报警值，当温度达到这类数值的时候就要进行相应的报警，为此我们加入了键盘控制电路，外接光敏电阻和蜂鸣器的装置。 第四章 功能模块 4.1温度采集电路 图1 温度采集电路 温度采集主要用到了铂电阻Rt100的温度传感特性。PT100温度传感器是一种以铂(Pt)做成的电阻式温度传感器，属于正电阻系数,其电阻阻值与温度的关系可以近似用下式表示： 在0～650范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2) 在-200～0范围内：Rt =R0 (1+At+Bt2+C(t-100)t3) 式中A、B、C 为常数， A=3.96847×10-3； B=-5.847×10-7； C=-4.22×10-12； 由于它的电阻—温度关系的线性度非常好，因此在测量较小范围内其电阻和温度变化的关系式如下：R=Ro(1+αT) 其中α=0.00392, Ro为100Ω(在0的电阻值),T为华氏温度，因此铂做成的电阻式温度传感器，又称为PT100。 PT100温度传感器的测量范围广：-200～+650，偏差小，响应时间短，还具有抗振动、稳定性好、准确度高、耐高压等优点，其得到了广泛的应用，本设计即采用PT100作为温度传感器。主要技术指标测温范围：-200～650摄氏度测温精度：0.1摄氏度稳定性：0.1摄氏度 放大器的选择好坏对提高测量精度也十分关键，根据查阅相关资料，在放大器电路精选中，一般在首级放大器有低噪声、低输入偏置电流、高共模抑制比等要求的大多采用自制的三运放结构，如图3所示，三运放中由A1、A2构成前级对称的同相、反相输入放大器，后级为差动放大器，在这个结构图中，要保证放大器高的性能，参数的对称性与一致性显得尤为重要，不仅包括外围的电阻元件R与R、R与R、R与R，还包括A1与A2放大器的一致性 4.3A/D转换电路 A/D转换器采用美国Harris公司的74LS47（双电源±5V供电），它包含3 1/2位数字A/D转换器，可直接驱动发光二极管（LED）。 内部设有参考电压、七段译码器、独立模拟开关、逻辑控制、显示驱动、自动调零、参考源和时钟系统等功能。将高性能、低功耗和低成本