多路数据巡回检测与显示电路的设计.docx

1、多路数据巡回检测与显示电路的设计 多路数据巡回检测与显示电路的设计 题 目 多路数据巡回检测与显示 姓 名 学 号 所在学院 武汉工业学院 年级专业 10级电气信息类 指导老师 完成时间 2012 年 6 月 11 日 多路数据巡回检测与显示电路的设计摘要：自动化工业生产或大型设备（如激光器）中，经常需要对生产过程或运行状态的各种工作参数实时进行巡回检测、监视并报警，以确保系统的稳定可靠性。本实验要求设计并调试多路数据巡回检测、显示与报警电路。 我们要监测的信号是浓度，湿度，气压等模拟信号，为了能让这些信号被检 测,且要让不能处理模拟信号的计算机去处理，所以有必要将其都转化成数字信 号， 否则

2、不能实现现场的自动监测与控制。 因此如何将这类模拟量转换成数字量, 而且实现多通道的自动采集成为整个系统的设计关键。 关键词：多路，自动化，巡回监测，报警，显示Data Circuit to detect and display circuit designAbstract: Automation of industrial production or large-scale equipment such as lasers, often requires the production process or operational status of various operating par

3、ameters in real time circuit detection, monitoring and alarm to ensure system stability and reliability. The experimental design and debugging of multi-channel data circuit detection, display and alarm circuit.We want to monitor the signal concentration, humidity, pressure and other analog signals,

4、in order to allow these signals to be detected, and let not handle analog signal the computer to deal with, it is necessary to be converted into digital signals, it can not be achieved on-siteautomatic monitoring and control. Therefore, how will this type of analog converted to digital, and multi-ch

5、annel automatic acquisition to become the key to the overall system design.Key words: multi-channel, automated, roving monitoring, alarm, display目 录摘要 IAbstract II第一章 绪论 11.1 课程设计的目的 11.2 课程设计的指标 11.3 课程设计的原理 1第二章 设计原理图 2第三章 系统单元电路 33.1 温度传感器 33.2 比较电路 43.3 报警电路 63.4 模拟开关电路 6 3.5 A/D转换 73.6 S/H电路 93

6、.7 D/A转换 103.8显示电路 11第四章 总结 12第1章 绪论1.1课程设计的目的（1） 数字电子技术课程设计是数字电子技术课程的实践环节， 学生根据某一 课题技术指标或逻辑功能的要求，进行电路设计，工程估算，实验测试与调整， 并写出实验总结报告。 （2）通过电路综合性实践训练，达到深化所学的理论知识，掌握一般电路的 分析方法， 增强独立分析问题与解决问题的能力。 通过课程设计使学生初步具有 分析、寻找和排除电子电路中常见故障的能力。 （3） 通过课程设计让学生掌握采用 EWB 电路仿真设计软件的基本方法， 并能 熟练利用 EWB 软件设计一个电子技术综合问题， 并在实验板上成功下载

7、， 为以后 进行工程实际问题的研究打下设计基础。 （4） 培养学生严肃认真的工作态度和科学作风， 为今后从事电子行业打下坚 实的基础。 软件开发环境描述1.2课程设计的技术指标（1）、设计、调试、仿真多路数据循环监测、显示与报警电路。（2）、多路（两路）数据为模拟信号，是两路可变电阻上的直流电压(VDC)。（3）、正常直流电压：VDC=1.53.5，当 VDC30时，报警（发光显示）；当t24时，报警（发光显示）。2、正常直流电压：Udc=1.53.5V，当UdcUr1时U01为高电平，而 UiUr2时， U02为高电平。放大比较电路来自电容传感器电路的变化直流信号送入A2放大器放大，A2的正

8、端电压通过A3被R18和R20分压，A2的反向端直接接至VR2电位器中点，调节VR2电位器中点可改变A2反向端的电位，也就是改变A2的输出电压。来自电容传感器电路的变化直流信号电压和VR2电位器中点的直流电压叠加到A2的反向端，通过A2线性放大后，A2输出变化的直流电压，调节电位器VR2中点电压实际就是改变电容探头离钢板的实际探测距离。A2输出电压一路接A4的正向输入端，另一路接A5的反向输入端，调节VR3电位器中点电压，可同时改变A4的反向电压和A5的正向电压，D5起箝位电压作用。当A2输出电压跌落至D5箝位电压时，A4和A5之间无输出电压。当A2输出电压大于A4反向端电压时，A4输出高电平

9、，D6发光二极管点亮；当A2输出电压小于A5正向输出电压时，A5输出高电平，D7发光二极管点亮，指示电容探头升高或降低。当手动自动开关闭合时，A4和A5的电压能通过模拟开关M传输到D8和D9，以驱动后续的光耦电路。3.3报警电路 上图简单的低电压报警电路，当输入为为低电平时，报警装置报警。3.4模拟开关电路3.5 A/D转换本次电路设计中A/D转换运用逐次比较式单片集成芯片ADC0801系列 ADC08010805型为美国National Semicondator公司产品，是当前较流行的中速廉价型产品之一。由于它具有三态输出锁存器，可直接驱动数据总线，因而可直接与微处理器接口。此外，模拟输入采

10、用差分输入方式，能量大限度抑制共模噪声。其主要特性如下：分辨率：8位；转换时间：100非线性误差： 片内有时钟产生器；电源电压：单+5V供电；模拟输入电压范围：0+5V；模拟输入通道数：单通道；低功耗：典型电源电流1.5mA。引脚图如下ADC08010805构成的自激式AD转换电路 ADC08010805提供两个信号输入端VIN（+）和VIN（-）。当输入信号为 （0Umax)时VIN（-）接地 ， VIN（+）接Umax；当输入信号为 （UminUmax)时VIN（-）接Umin ， VIN（+）接Umax。 转换器的零点无需调整，而输入电压的范围可以通过调整VREF/2端的电压加以改变，

11、VREF/2端的电压值应是输入电压范围的1/2。例如：输入电压范围是0.5V到3.5V时, VREF/2端应加强1.5V。当输入电压是0至+5V时， VREF/2端无需加任何电压（浮空即可），而由内部供电电源分压得到。 / CS是片选端，/WR是控制芯片启动的输入端，当/CS和/WR同时有效时，便启动转换。/INTR是转换结束信号输出端，输出跳转低电平表示本次转换已经完成，可作为中断或查询信号。如果将 /CS接地， /WR端与 /INTR端相连，则ADC080X就处于自动循环转换状态。 /RD为转换结果读出控制端，当 /CS和 /RD端同时有效时，输出数据锁存器 DB0DB7提供8位并行二进制

12、数据输出，同时使 /INTR复位。 3.6取样/保持（S/H）电路 在A/D转换前需要将模拟信号变换成能直接满足A/D变换要求的信号电平输入方式。为了减小动态数据的测量误差，对于快速变化的输入信号，数据采集系统中往往设置S/H电路，以防止采样过程中信号发生变化。因此，多路开关、S/H电路是数据采集系统前向通道中的一个重要环节。 此外，转换电路中是否一定要使用S/H器，这完全取决于输入信号的频率，对于快速变化的信号，必须在A/D前加S/H电路；对于一般非快速变化的输入信号，可以不使用S/H器。 目前S/H电路大多为集成芯片，最常用的有LF198/LF298/LF398和AD582。由LF198组

13、成的采样保持电路 LF198是单块集成采样保持电路，其中利用高电压离子场效应晶体管技术获得超高压直流精度与快速采集的信号和低下降速率。LF198非常适合各种各样的采样保持的应用，包括数据采集、A/D转换、同步解调和自动测试装置。1) 工作电压范围为士518V;2) 捕获时间 lOs；3) TTL、PMOS和CMOS兼容逻辑输入;4) 保持级在CH=0.O1F时，为0.5mV（典型值）；5) 低输入偏移；6) 增益精度为0. 002%；7) 低噪声的输出模式；8) 采样或保持高抑制比；9) 宽带宽。 3.7 D/A转换 本转换电路采用DAC0808芯片 （下图为引脚图） 由DAC0808组成的转

14、换电路图3.8显示电路基74HC164组成的显示电路第4章 结语本次电子课程设计使我懂得了自己动手在实验性技术学科的重要性，同时也学到了很多东西，也运用了一些课本上的知识，是无形的知识真实的反应出实际的成果。在设计电路的过程中确实遇到了一些问题，但通过查询书籍以及网络，也很快得到了解决，一些电路中芯片的选用，确实是在学习课本知识时不曾考虑过的，这样也给自己学习上积累了些许经验。以后再学习中，也要多重视实验及动手能力，是自己的专业素质得到更好的提高。参考文献：电子科技基础 数字部分（第五版） 主编 康华光电子科技基础 模拟部分（第五版） 主编 康华光电路计算机设计仿真与测试 主编 张双德 毛哲忽略此处.