经典LM324四运放集成电路.docx

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经典LM324四运放集成电路

LM324是四运放集成电路,它采用14脚双列直插塑料封装,外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器,除电源共用外,四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示,它有5个引出脚,其中“+”、“-”为两个信号输入端,“V+”、“V-”为正、负电源端,“Vo”为输出端。

两个信号输入端中,Vi-（-）为反相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端,表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列见图2

由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽,静态功耗小,可单电源使用,价格低廉等优点,因此被广泛应用在各种电路中。

下面介绍其应用实例。

LM324作反相交流放大器

电路见附图。

此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大等。

电路无需调试。

放大器采用单电源供电,由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。

放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：

Av=-Rf/Ri。

负号表示输出信号与输入信号相位相反。

按图中所给数值,Av=-10。

此电路输入电阻为Ri。

一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。

Co和Ci为耦合电容。

LM324作同相交流放大器

见附图。

同相交流放大器的特点是输入阻抗高。

其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。

电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：

Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。

R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。

LM324作交流信号三分配放大器

此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。

而对信号源的影响极小。

因运放

Ai输入电阻高,运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时Rf=0的情况,故各放大器电压放大倍数均为1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。

R1、R2组成1/2V+偏置，静态时A1输出端电压为1/2V+，故运放A2-A4输出端亦为1/2V+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。

LM324作有源带通滤波器

许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,在显示上利用发光二极管点亮的多

少来指示出信号幅度的大小。

这种有源带通滤波器的中心频率

在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1,品质因数

3dB带

宽B=1/（п*R3*C）也可根据设计确定的Q、fo、Ao值,去求出带通滤波器的各元件参数值。

R1=Q/（2пfoAoC）,R2=Q/（（2Q2-Ao）*2пfoC）,R3=2Q/（2пfoC）。

上式中,当fo=1KHz时,C取0.01Uf。

此电路亦可用于一般的选频放大。

此电路亦可使用单电源,只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。

LM324应用作测温电路

见附图。

感温探头采用一只硅三极管3DG6，把它接成二极管形式。

硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mV/℃，即温度每上升1度，发射结电压变会下降2.5mV。

运放A1连接成同相直流放大形式，温度越高，晶体管BG1压降越小，运放A1同相输入端的电压就越低，输出端的电压也越低。

这是一个线性放大过程。

在A1输出端接上测量或处理电路，便可对温度进行指示或进行其它自动控制。

LM324应用作比较器

当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时（即开环状态）,理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大（实际上是很大,如LM324运放开环放大倍数为100dB，既10万倍）。

此时运放便形成一个电压比较器，其输出如不是高电平（V+），就是低电平（V-或接地）。

当正输入端电压高于负输入端电压时，运放输出低电平。

附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻R1、R1ˊ组成分压电路，为运放A1设定比较电平U1；电阻R2、R2ˊ组成分压电路，为运放A2设定比较电平U2。

输入电压U1同时加到A1的正输入端和A2的负输入端之间，当Ui>U1时，运放A1输出高电平；当Ui时，运放A2输出高电平。

运放A1、A2只要有一个输出高电平，晶体管BG1就会导通，发光二极管LED就会点亮。

若选择U1>U2，则当输入电压Ui越出[U2，U1]区间范围时，LED点亮，这便是一个电压双限指示器。

若选择U2>U1，则当输入电压在[U2，U1]区间范围时，LED点亮，这是一个“窗口”电压指示器。

此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。

LM324应用作单稳态触发器

见附图1。

此电路可用在一些自动控制系统中。

电阻R1、R2组成分压电路，为运放A1负输入端提供偏置电压U1，作为比较电压基准。

静态时，电容C1充电完毕，运放A1正输入端电压U2等于电源电压V+，故A1输出高电平。

当输入电压Ui变为低电平时，二极管D1导通，电容C1通过D1迅速放电，使U2突然降至地电平，此时因为U1>U2，故运放A1输出低电平。

当输入电压变高时，二极管D1截止，电源电压R3给电容C1充电，当C1上充电电压大于U1时，既U2>U1，A1输出又变为高电平，从而结束了一次单稳触发。

显然，提高U1或增大R2、C1的数值，都会使单稳延时时间增长，反之则缩短。

如果将二极管D1去掉，则此电路具有加电延时功能。

刚加电时，U1>U2，运放A1输出低电平，随着电容C1不断充电，U2不断升高，当U2>U1时，A1输出才变为高电平。

参考图2。

LM324四运放电路图

快速瓶劲识别-更好的负载测试方法

　　四运放电路，14脚双列直插封装滤波器电路如下。

　　有源带通滤波器电路如下：

　　许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。

　　电路图如下：

LM32

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2007-08-1500:

40:

19作者：

来源：

互联网浏览次数：

5536文字大小：

【大】【中】【小】

简介：

LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。

可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或16V.LM324的特点：

1.短跑保护输出2.真差动输入级3.可单电源工作：

3V-32V4.低偏置电流：

最大...

关键字：

LM324中文资料LM324PDFLM324应用电路图

LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。

可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或16V.

LM324的特点：

1.短跑保护输出

2.真差动输入级

3.可单电源工作：

3V-32V

4.低偏置电流：

最大100nA（LM324A）

5.每封装含四个运算放大器。

6.具有内部补偿的功能。

7.共模范围扩展到负电源

8.行业标准的引脚排列

9.输入端具有静电保护功能

LM324引脚图（管脚图）

LM324应用电路图：

1.LM324电压参考电路图

2.LM324多路反馈带通滤波器电路图

3.LM324高阻抗差动放大器电路图

4.LM324函数发生器电路图

5.LM324双四级滤波器

6.LM324维思电桥振荡器电路图

7.LM324滞后比较器电路图

LM32

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2007-08-1500:

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【大】【中】【小】

简介：

LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。

可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或16V.LM324的特点：

1.短跑保护输出2.真差动输入级3.可单电源工作：

3V-32V4.低偏置电流：

最大...

关键字：

LM324中文资料LM324PDFLM324应用电路图

LM324系列运算放大器是价格便宜的带差动输入功能的四运算放大器。

可工作在单电源下，电压范围是3.0V-32V或16V.

LM324的特点：

1.短跑保护输出

2.真差动输入级

3.可单电源工作：

3V-32V

4.低偏置电流：

最大100nA（LM324A）

5.每封装含四个运算放大器。

6.具有内部补偿的功能。

7.共模范围扩展到负电源

8.行业标准的引脚排列

9.输入端具有静电保护功能

LM324引脚图（管脚图）

LM324应用电路图：

1.LM324电压参考电路图

2.LM324多路反馈带通滤波器电路图

3.LM324高阻抗差动放大器电路图

4.LM324函数发生器电路图

5.LM324双四级滤波器

6.LM324维思电桥振荡器电路图

7.LM324滞后比较器电路图

超声波测距学习板，可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。

要求测量范围在0.27~4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。

超声波学习板采用AT89C51或AT89S51单片机,晶振:

12M,单片机用P1.0口输出超声波换能器所需的40K方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号,显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,断码用74LS244,位码用8550驱动.

超声波测距的算法设计:

超声波在空气中传播速度为每秒钟340米（15℃时）。

X2是声波返回的时刻，X1是声波发声的时刻，X2-X1得出的是一个时间差的绝对值，假定X2-X1=0.03S，则有340m×0.03S=10.2m。

由于在这0.03S为超声波发出到遇到返射物返回的总时间,所以真正距离公式如下:

原理图如下:

引言…………………………………………………………………4

1课题目标任务………………………………………………………5

2AT89S51芯片超声波简介…………………………………………6

2.1AT89S51芯片引脚结构………………………………………………………6

2.2超声波简介……………………………………………………………………7

3硬件设计……………………………………………………………8

3.1硬件电路………………………………………………………………………8

3.2复位电路………………………………………………………………………8

3.3显示电路………………………………………………………………………9

3.4驱动电路………………………………………………………………………9

3.5硬件电路设计…………………………………………………………………9

4软件设计……………………………………………………………10

4.1延时程序……………………………………………………………………10

4.274LS04反相器………………………………………………………………10

4.3中断系统……………………………………………………………………11

4.4程序流程图……………………………………………………………………13

5系统调试……………………………………………………………………15

5.1输出扩展电路设计……………………………………………………………15

5.2硬件调试…………………………………………………………………………16

5.3软件调试…………………………………………………………………………16

设计的体会………………………………………………………………17

致谢……………………………………………………………………18

参考文献…………………………………………………………………19

附图

（1）超声波原理图

附图

（2）超声波单面PCB板图附录

附录（3）AT89S51芯片主程序

智能汽车防撞报警器的设计开发

时间：

2009-07-1609:

24:

57来源：

现代电子技术作者：

罗淳，熊庆国武汉科技大学

摘要：

设计并开发了应用于汽车的防撞系统。

基于超声波原理，防撞系统通过发射和接收超声波信号，测算出时间差，再利用控制系统换算成距离，判断处理。

该系统采用发生器电路、换能器、线性功率放大器。

另外，系统采取了三个防干扰措施。

由于防干扰措施的实施，使系统能在工业现场中有较小的稳态误差，有效防止了碰撞事故的发生。

关键词：

单片机；超声波测距；汽车防撞雷达；软件系统

0引言

汽车防撞报警器的核心部件是汽车防撞雷达。

汽车防撞雷达（俗称电子眼）之所以能实现防撞报警功能，主要有超声波这把无形尺子，它测量最近障碍物的距离，并告知车主。

超声测距原理简单：

它发射超声波并接收反射回波，通过单片机计数器获得两者时间差t，利用公式S=Ct／2计算距离（S为汽车与障碍物之间的距离；C为声波在介质中的传播速度，C=331．4（1+θ／273）；θ为摄氏温度。

本文介绍的超声测距系统共有4只超声波换能器（俗称探头），分别布置在汽车的前左、前右、后左、后右4个位置上。

能检测前进和倒车方向障碍物的距离，通过后视镜内置的显示单元显示距离和方位，发出一定的声响，起报警防撞作用。

1天车防撞报警仪的总体方案设计

1．1防撞报警仪的主要设计指标

（1）报警距离：

5～30m，根据用户的具体需要连续可调；

（2）根据用户的需要选用分档：

0．6m，1．0m，1．5m，1.8m，2．4m；

（3）电源：

车载电瓶12V；

（4）环境温度：

-20～+70℃；

（5）报警器尺寸：

155mm×155mm×63mm，重量：

3．5kg。

1．2系统总体方案

汽车防撞报警仪采用由AT89C52单片机为核心组成的微机系统，对仪器进行控制，其硬件系统如图1所示。

1．3工作原理

本防撞装置利用声波作为检测波，利用超声波作为机械波，其频率为20kHz～20MHz。

随着频率的增加，检测距离减小，使用频率在15～40kHz之间，检测距离为0．5～3．0m，由发射器、接收器、控制器和反射板组成。

发射器、接收器和控制器安装在防撞主体（指由产品控制能实现防撞功能的汽车面板）上。

发射器发出检测波，经反射面反射给接收器，通过判断处理后，发送控制器执行规定的功能。

基于单片机的天车防撞系统采用AT89C52单片机和专用芯片测量超声波发射到反射回所需的时间t，由S=vt（v=314m／s，计算时加入温度补偿）得到从声波发射到反射面的距离。

此距离随时显示在汽车驾驶室内，软件可以设置几级提示和报警，当车障之间距离小于安全距离时，设置在驾驶室的声光报警仪即发出声光信号，通知驾驶员谨慎操作，从而有效地防止碰撞事故发生，保证人身及设备的安全。

2硬件设计

2．1固有频率正反馈发生器电路

在硬件电路结构上，很重要的一点是保证超声波发射频率与换能器固有频率的一致和稳定，不随时间或因温度而漂移，同时也有利于超声波换能器发射能量的转换。

为达到这个目的，固有频率正反馈发生器电路是措施之一。

2．2换能器

只使用一个换能器也有利于达到这个目的，因为反射回的声波就是它本身发射的声波，共振频率相同，压电效应最佳。

从电路结构讲，发射与接收切换器，使得一个换能器起到发射与接收的两个作用。

2．3线性电路

线性电路包括前置放大、噪音过滤、线性放大、整形电路。

将微弱的声发射和接收信号进行处理，使之能与单片机部分的后续电路相匹配。

2．4微机处理器（主AT89C52）

通过软件编程，使之能控制系统的正常工作。

具体功能如下：

声发射控制、报警距离级别选择、声光语音报警、车位距离显示、汽车和串口中断传送数据。

2．5显示部分

显示部分由从AT89C52和LED数码管组成，能将主AT89C52传过来的信号经过驱动传送给位于驾驶室的从AT89C52的串口，再点亮LED数码管，起提示作用。

以上电路（除位于驾驶室的显示部分外）采用集成电路芯片，使之结构紧凑，工作可靠。

对超声波进行编码和解码，能完全克服各类频谱的汽车光源和自然光源的干扰。

因带有单片机电路结构的系统必须保证抗干扰，故在本仪器中，电源电路和相应的抗干扰电路是不可少的，软件程序编写也要与硬件配合，同时解决抗电磁干扰问题。

既然是利用声波测量距离，就要考虑使用现场的声波环境，因为它们同样能被超声波换能器接收到。

用于测量距离的超声波换能器的固有频率一般都在15～40kHz，而路面的噪音频率是十分丰富的，它们中的声谱频率有与使用的换能器的固有频率相同的部分，则干扰回波测量。

因此，在硬件电路上要解决这个问题，同时在软件程序的编制上也要有抗干扰部分。

报警距离级别选择是为了用户在不修改程序的情况下，根据用户自己的意愿来选择。

3软件设计

为了达到前述仪器的主要功能，程序采用C51的功能模块逐一实现。

程序分为主程序（chret．c）和另外三个模块文件，即display．c，eraseint．a51，transplant．c。

3．1主程序

主程序框图如图2所示。

本程序对工作过程分了8个状态：

准备状态（t0～t1）、发射超声波（t1～t2）、不接收信号时间（t2～t3）、等待声波反射时间（t3～t4）、测反射的个数（t4～t5）、不计反射波个数，间歇一段时间（t5～t6）、再测波的个数（t6～t7）、间歇时间（t7～t0）。

为测得超声波收发时间差t，换算成距离s和判断是否报警，程序中使用了两个函数：

一个是voidt0Interrupt（void）interTupt：

1using1，它是t0计时中断函数，通过switch语句处理由工作过程分成的8种状态。

另外一个是函数voidintInterrupt（void）interrupt2using2，它处理反射回来的输入信号，发生在t3～r4阶段，主要是由int1外部中断来得出时间distanceIn-time，并启动T1计数器，它用来计算反射波个数。

通过以上两个函数可获得t，后面转换成s和判断是否报警便迎刃而解。

Chret．c的函数组成：

主程序对抗干扰采取了3个措施（防止误报警）：

（1）t4～t5状态，给反射回来的波定个窗口，对于高于33．3Hz或小于11．1Hz的波不计数；

（2）t6～t7状态，通过测10ms来判断：

若是干扰在此时能测到；若是正常反射，此时应根本测不到波；

（3）对报警判断两次（1．3s会自动清0一次）。

3．2串口通信模块——transplant．c

主要将主AT89C52的程序中chDis准确无误传给显示部分（位于驾驶室），设计一个通信协议，以保证不收乱码，即在chDis这个数据前面添加一个报头数据Head，而后面添加一个检验数据check，这样显示部分就只在Head出现时才接收，且检验正确才显示。

由于测t时，程序的时序已经固定，在此基础上进行串口通信，就只能够采用中断方式，而不能采用查询方式，否则将出现“死机”现象。

对于display．c，eraseint．a51这两个模块，在主程序中调用即可，功能单一：

一个用来显示数据；一个用来执行iret指令。

4结语

本文设计的防撞装置在结构上采用微电脑技术和专用芯片设计，具有结构简单，小型化的特点，非常适合用于测控系统；在软件设计上，突出模块的灵活性，并且C51语言简洁，大大简化了编写程序的工作量。

比较现在市场上已有的汽车防撞器，该系统结构紧凑，成本低，可靠性好，通信能力强，能有效地避免汽车相撞事故的发生，具有一定的市场价值。

基于超声波检测的倒车雷达设计

作者：

未知文章来源：

点击数：

336更新时间：

2009-7-27

倒车雷达（CarReversingAidSystems）的全称是“倒车防撞雷达”，也称“泊车辅助装置”，是汽车泊车安全辅助装置，能以声音或者更为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车和起动车辆时前后左右探视所引起的困扰，并帮助驾驶员扫除了视野死角和视线模糊的缺陷，提高了安全性。

系统工作原理

　　倒车雷达只需要在汽车倒车时工作，为驾驶员提供汽车后方的信息。

由于倒车时汽车的行驶速度较慢，和声速相比可以认为汽车是静止的，因此在系统中可以忽略多普勒效应的影响。

在许多测距方法中，脉冲测距法只需要测量超声波在测量点与目标间的往返时间，实现简单，因此本系统采用了这种方法。

　　如图1所示，驾驶员将手柄转到倒车档后，系统自动启动，超声波发送模块向后发射40kHz的超声波信号，经障碍物反射，由超声波接收模块收集，进行放大和比较，单片机AT89C2051将此信号送入显示模块，同时触发语音电路，发出同步语音提示，当与障碍物距离小于1m、0.5m、0.25m时，发出不同的报警声，提醒驾驶员停车。

图1系统工作原理框图

图2超声波发送模块电路

[NextPage]

硬件设计

1超声波发送模块设计

　　超声波发送器包括超声波产生电路和超声波发射控制电路两个部分，超声波探头（又称“超声波换能器”）选用CSB40T，可采用软件发生法和硬件发生法产生超声波。

前者利用软件产生40kHz的超声波信号，通过输出引脚输入至驱动器，经驱动器驱动后推动探头产生超声波。

这种方法的特点是充分利用软件，灵活性好，但需要设计一个驱动电流在100mA以上的驱动电路。

第二种方法是利用超声波专用发生电路或通用发生电路产生超声波信号，并直接驱动换能器产生超声波。

这种方法的优点是无须驱动电路，但缺乏灵活性。

　　本设计采用第一种方法产生超声波，电路设计如图2所示。

40kHz的超声波是利用555时基电路振荡产生的。

其振荡频率计算式为f=1.43/（（R9+2·R10）·C5）。

将R10设计为可调电阻的目的是为了调节信号频率，使之与换能器的40kHz固有频率一致。

为保证555时基具有足够的驱动能力，宜采用+12V电源。

CNT为超声波发射控制信号，由单片机进行控制。

图3超声波接收模块电路

2超声波接收模块设计

　　超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。

超声波探头必须采用与发射探头对应的型号，关键是频率要一致，本设计采用CSB40R，否则将因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收。

由于经探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。

正弦波信号不能直接被单片机接收，必须进行波形变换。

按照上面所讨论的原理，单片机需要的只是第一个回波的时刻。

接收电路的设计可采用专用接收电路，也可采用通用电路来实现，如图3所示。

　　超声波在空气中传播时，其能量的衰减与距离成正比，即距离越近信号越强，距离越远信号越弱，通常在1mV～1V之间。

当然，不同接收探头的输出信号强度存在差异。

由于输入信号的范围较大，对放大电路的增益提出了两个要求：

一是放大增益要大，以适应小信号时的需要；二是放大增益要能变化，以适应信号变化范围大的需要。

另外，由于输入信号为正弦波，因此必须将放大电路设计成交流放大电路。

为