摘要：当前，随着数字化技术的不断发展，各类测量仪表越来越趋于采取数字化和智能化方向的发展。这些设备一般由前端的传感器、放大器电路和后端的数据处理电路组成。其中后端数据处理电路通常采用高精度ＡＰＤ和高速单片机，以保证仪表的精度和速度要求。对于前端电路，由于传感器输出信号的幅度和驱动能力均比较微弱，必须加接高精度的测量放大器以满足后端电路的要求；另一方面，传感器在不同测试中输出信号的幅度可能相差很多，传统的处理方法是对放大器增加手动档位调节以保证后端的ＡＰＤ采集输入端的信号在一定幅度内，从而保证整个仪表的测量精度。
关键词：单片机；程控小信号；放大线路
单片机的程控小信号放大线路主要是通过工作系统中的场效应管和三极管装置来实现微弱信号放大、输出,增加信息幅度。信息科技水平的发展,促进了测试系统的开发和升级,单片机的程控小信号放大线路,需要在结合新技术和新手段的基础上,提高专业度和功能性,使更适应于生产工业活动。
1单片机的程控小信号放大线路系统内容
单片机的程控小信号放大线路的数据采集主要通过高速单片机和精确度较高的APD完成,极大的提高了仪表设备工作的精确度和效率。单片机的程控小信号放大线路前端线路信号输出强度小,主要是因为传感器信号驱动能力弱,因而放大器需要提高测量精确度,使符合后端电路信号处理要求。同时,传统的数据处理方法是通过手动挡调节放大器,控制APD信号采集和输入波动在一定范围之内,但是随着仪器测量精确度要求的不断提高,需要使传感器信号波动幅度在不同测试中都能够保持较小的误差。
2单片机的程控小信号放大线路特点分析
放大线路一般有三个性能判定的指标,输入电阻、输出电阻以及电压放大的倍数,通常会用微变等效电路法分析这些指标。其中输入电阻属于信号源的等效负载,是电路输入电阻的等效表现,同时放大了实际的负载电阻,并且反映了信号源受放大电路的影响程度大小,输入电阻的值增大,放大线路的输入电流也就是从信号源处获得的电流就减小;输出电阻主要是用来反映放大线路的负载能力;单片机的程控小信号放大线路的放大倍数是电路放大能力衡量的主要指标,包括电流、电压、互导、互阻等内容,电路放大倍数也包括功率放大倍数,受电阻输入量和输出量的影响会发生数值变化。在以往的电话线路中,电源电压主要由弱电流控制,其中外呼线路工作电源和电压尤其受弱电流影响。音频广播的出现,主要是利用单片机放大线路将音频设置成射频源,方便调频广播的传送。随着时代的发展,大功率放大设备通过放大电路利用芯片和晶体管的连接形成集成电路,提高了放大电路和放大器的社会应用度。单片机的程控小信号放大线路由键盘电路、控制电路、驱动电路和程控放大电路共同组成,在键盘显示器的增益作用下实现人机交互。其中的工作原理就是利用单片机信息集成和输出实现电阻的增益可控。
3单片机的程控小信号放大线路程序
3.1运算集成部分
运算集成放大器是视频放大器一种,属于电流运算反馈机器范畴,具有高效、高频的特点,并且噪声小,AD811AN宽带运算集成放大器是视频预算放大器中比较典型的一款。放大器增益部分的工作原理是单片机信号处理,单片机一般输出8位数的数字放大信号,输入源为参考电压端,信号转换过程由DAC0832完成,电流输出经过运算,获得输出电压,在这个过程中要保证输出倍数满足要求,就要保证R0d和Rf比值的连续可调。增益放大器模拟信号的集成和输出需要阻抗输入线性运算来促进放大器功能实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在转换器内部芯片中有输入寄存器,通常分为两级,主要输入方式包括直通式、单缓冲形式和双缓冲形式。电路的同步转换和异步输入都要满足不同电路要求,以电流输出形式完成转换结果。单片机片内有固定的反馈电阻,可以运放也可以外接。
3.2软件设计
单片机的程控小信号放大线路系统主要采用模块软件设计实现单片机的控制功能。单片机模块化控制包括程控放大模块、按键出入模块和驱动显示模块等,对于总体模块的控制需要进行子程序调节,对于数据初始化定义和寄存器定义以及单片机不同端口变量定义等均要进行程序设计。对于单片机的程控小信号放大线路软件设置中的控制模块初始化设计按键开始、初始化、驱动显示、启动转换命令(是或否)、转换结果和最终的程序结束命令。模拟信号转换倍数需要对电阻网络完成编程以后才能实现集合和输出,对于放大器的输出调整也要进行输入、输出电压比较,根据数值的不同调整输出放大倍数。
3.3微处理器
微处理器采用８位高性能单片机ＡＴ８９Ｃ５１。ＡＴ８９Ｃ５１是一种带４Ｋ字节ＦＬＡＳＨ存储器（ＦＰＥＲＯＭ—Ｆｌａｓｈ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ａｎｄ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）的低电压、高性能ＣＭＯＳ ８位微处理器，俗称单片机。ＡＴ８９Ｃ２０５１是一种带２Ｋ字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除１ ０００次。该器件采用ＡＴＭＥＬ高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的ＭＣＳ－５１指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能８位ＣＰＵ和闪烁存储器组合在单个芯片中，ＡＴＭＥＬ的ＡＴ８９Ｃ５１是一种高效微控制器，ＡＴ８９Ｃ２０５１是它的一种精简版本。ＡＴ８９Ｃ单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
3.4按键输入电路
输入电路采用独立式编码方式需要８个按键。独立式键盘是指直接用Ｉ／Ｏ口线构成单个的按键电路，每个独立式按键占用一根Ｉ／Ｏ口线。其电路配置灵活，软件结构简单。此处只用８个按键，所以采用独立式按键。
3.5驱动显示电路
ＬＥＤ数码管是由７个发光二极管和一个ｄｐ小数点位组成。发光二极管具有单向导通性，只有当外加正向电压产生足够大电流时才能发光。它的阈值电压比普通二极管高，电压越高发光越强。
4结论
现代信息技术的发展,促进了数字化技术的应用,一些机械设备也更加倾向于智能化、数字化发展,单片机的程控小信号放大线路在电子技术发展过程中始终发挥着重要作用。单片机的程控小信号放大线路的设计和使用为人们生产、生活活动提供便利,满足人们基本的生存、发展需要。计算机网络技术和电子信息技术的应用于发展将大大促进单片机的程控小信号放大线路的使用,使其不断朝着智能化、集成化、数字化和多能多样化发展。
参考文献：
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论文作者:吴克强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/30
标签：单片机论文; 信号论文; 电路论文; 线路论文; 放大器论文; 电阻论文; 电压论文; 《基层建设》2017年第17期论文;