毕业设计（论文）-微弱电流检测的设计精选.doc

毕 业 设 计 微电流检测器设计 指导教师 讲师 学院名称 工程学院 专业名称 自动化 论文提交日期 2011年5月 论文答辩日期 2011年5月 答辩委员会主席 ____________ 评 阅 人 ____________ 摘 要 近年来微弱电流信号检测技术在信号处理电视技术测量技术通信技术信息运算多媒体技术以及一般的电子电路设计等领域得到了非常广泛的应用，并极大地促进了相关技术领域的迅速发展斩波稳零式高精度运放 关键词：弱电流检测 AT89S52 ICL7650 ADC0809 目 录 1 前言 1 1.1 本课题的前景及意义 1 1.2 国内外研究情况 1 1.3 课题主要解决的问题 2 1.4 微电流检测的噪声分析 2 2 系统总体设计 3 2.1 系统硬件总体框图 3 2.2 系统的基本构成和实现的功能 4 2.3 设计电路方案的比较 4 3 系统硬件电路的分析 5 3.1 系统模块电路设计及原理 5 3.1.1 放大电路设计 5 3.2.2 芯片结构 7 3.3 单片机及显示系统设计 8 3.3.1 单片机总体设计方案 8 3.3.1 AT89S52简要介绍 8 3.3.2 AT89S52外围电路设计 10 3.4 A/D 转换电路设计 11 3.4.1 0809主要特性 13 3.5 稳压电源设计 13 3.6 LCD1602显示 14 4 系统软件设计与调试 14 4.1 系统软件程序框图 14 4.2 ADC0809程序设计 15 4.3 系统的Proteus仿真 15 4.4 调试结果与分析 16 5 总结 17 致谢 参考文献 英文摘要 附录 毕业设计成绩评定表 1 前言 1.1 本课题的前景及意义 研究微弱信号检测的理论、方法和设备，包括噪声的来源和性质，分析噪声产生的原因和规律以及噪声的传播途径，有针对性地采取有效措施抑制噪声。微弱信号检测技术在许多领域具有广泛的应用，例如军事侦察、物理学、化学、电化学、生物医学、天文学、地学、磁学等。随着科学技术的发展，对微弱信号进行检测的需要日益迫切，微弱信号检测是发展高新技术、探索及发现新的自然规律的重要手段，对推动相关领域的发展具有重要的意义。微弱信号检测[1]就是利用近代电子学和信号处理方法从噪声中提取有用信号的一门新兴技术科学，其注重的是如何抑制噪声并提高信噪比。因此可以说，微弱信号检测是一门专门抑制噪声的技术。微电流检测属于微弱信号检测的一个分支，当然也是一门针对噪声的技术，它注重的不是传感器的物理模型和传感原理、相应的信号转换电路和仪表实现方法，而是如何抑制噪声和提高信噪比。该技术在军事侦察、物理学、化学、电化学、生物医学、天文学、地学、磁学等许多领域具有广泛的应用。例如，近年来，随着生物芯片的高速发展，生物传感器的研究与开发呈现出突飞猛进的局面，各类传感器应运而生。其中，通过酶传感器研究分子水平上的生命现象是当前的一个研究热点。生物微电极是这种研究的重要工具，它具有极快的响应速度和高信噪比，可作为电化学探针深人待测体系，在微区分析、生物活体监测以及快速电化学反应等方面具有独特的优势。微电极大多为电流输出型，安培型免疫传感器即是通过制备微电极并进行相应的敏感膜的固定化，利用抗原抗体之间的亲和作用以及酶的催化放大作用，通过检测产生的微弱电流信号，从而实现生物分子的检测与识别，有持久和广阔的发展空间。又如，微弱信号检测技术应用于扫描探针显微镜。根据文献[2]，对于微电流检测，目前己有的检测方法(器件)有高输入阻抗法、运算放大器直接放大、噪声分析法、单片机程控、免疫微传感器性物芯片)、光电藕合器、混沌检测法、小波分析法、窄带滤波法、双路消噪法、同步累积法、锁定接收法、相关检测法等. 1.2 国内外研究情况 根据文献[3]，目前国内微电流检测的研究精度为10-16，其代表产品为EsT121型数字超高阻、微电流测量仪 ，其微电流测量精度最高为lx10一16A；而国外的研究精度为10-17A(美国吉时利仪器公司)，并已形成系列产品。微弱信号检测技术用电子学、信息论、计算机和物理学的方法分析噪声产生的原因和规律研究被测信号的特点相关性检测被噪声淹没的微弱有用信号。微弱信号检测的宗旨是研究如何从强噪声中提取有用信号任务是研究微弱信号检测的理论、探索新方法和新技术从而将其应用于各个学科领域中。常见的微弱信号检测方法信号本身的特点不同一般有三条途径一是降低传感器与放大器的固有噪声尽量提高其信噪比二是研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件如锁相放大器三是利用微弱信号检测技术通过各种手段提取信号锁相放大器由于具有中