台州学院毕业设计（论文）
输入电路主要由比较电路和放大电路组成，主要完成对波形的采集、放大。将输入信号变成满足SPCE061A内部AD转换器的电压范围。为保证采样点电压的稳定性，SPCE061A内部AD转换器的基准电压采用片上的2V基准电压。AD转换器输入信号范围为0-2V。 3.4.1 脉冲整形电路
设计要求显示信号周期，必须对信号整形成脉冲，进行周期测量，电路采用LM311做波形变换电路比较器。LM311的一般应用电路在处理信号时会在输出信号的前后沿出现高频振荡，当LM311的输入信号越小，频率越低，高频振荡越严重。这是由比较器的高增益和带宽造成的。将其加以改进，引入正反馈，接成一个滞回电路。可有效的防止干扰。采用反相输入的方式，即输入电压Ui加在比较器的反相输入端，参考电压Uref加在同相输入端，从输出端通过一个电阻引回到同相输入端，即引入了一个正反馈。比较器的输出电压Uo发生跳变的条件是集成运放反相输入端的电压u-与同相输入端的电压u+相等，即u-=u+，已经知道，理想运放两个输入端的电流等于零，则电阻R1上的压降为零，即u-=ui。而同相输入端的电压u+由参考电压Uref和输出电压Uo共同决定，根据叠加原理，有：u+ = RF*UREF/(R2+RF)+R2*u0/(R2+RF)。当输入信号上升时，输出由+5V变到0V，故此时的门限电平为u+ = R2*5V/(R2+RF)，对应比较后信号的下降沿。当输入信号下降时，输出由0V变到+5V，此时的门限电平为0V，对应比较后信号的上升沿。其电路如图3-7所示。
图3-7 比较器电路
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3.4.2 放大电路
放大电路主要由输入调整电路（如图3-8所示）和整形电路（如图3-9所示）组成。采用运放TL082实现B通道对双极性、电压峰峰值为100mV、频率为10Hz~10kHz 信号的放大，通过调节RW1滑动电阻器将信号放大到峰值2V左右后送入后级电路进行相应处理。通过调节,R11和R12对放大倍数可调。放大倍数：Vout=(R11+1)/R12。放大电路（如图3-10所示）。其中LM311是一个比较器，它的功能主要是产生脉冲以供单片机计算周期。
+5V8J3Bin21CON2C13100uFR91MU3A12TL082R10+5V47kRW12kR11R121k-5VJ421CON220k4R6100 图3-8 调整电路
+5VC2100uFC7+5V8650.1uR310KU2273LM311R410KC90.1uFC3100uF41-5V 图3-9 整形电路
-5V 12
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+5V+5V8J3Bin21CON2C13100uFR91MU3A12TL082R310K2865U273LM3114R410KEXT24R10+5V47kRW12kR11R121k-5VJ421CON220kR6100-5VB_ADin_IOA11 图3-10 放大电路
3.5 输出模块
输出电路主要由放大电路组成，完成对单片机最小系统（主控电路）回放波形时输出信号的相应放大。如图3-12所示，它主要有A、B两路构成，分别实现A通道单极性信号的放大（放大倍数可以通过RW1进行调节),B通道双极性信号的放大（放大倍数可以通过RW3进行调节)；从而使得A、B通道输出信号从J2输入经A、B路分别放大后从J3、J4还原回放出采集到的波形。
3.6 显示与控制模块
采集和回放时采用十进制数字显示，周期以“ms”为单位，幅度以“mv”为单位。没有要求做人机界面，所以现有常用的LCD1602即可以满足要求，控制部分也只要求几个简单的功能选择，所以显示和控制模块直接到MCU的最小系统即可。如图3-11所示。
图3-11 液晶显示电路
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J24321CON4输入1V峰峰值交流（10KHz）C650p+5V调节电位器输出100mV峰峰值C23RW11k8U1A1R4100J3CON2100uFR21M2LM358R3412输出100mV峰峰值交流+5VC1100uF321CON3C8C4CAP3K-5VJ1输入1V峰峰值交流（10KHz）C3100uF0.1uFC5CAPR81K-5V56U1B7R5100J412R102k4CON2LM358输出8V峰峰值交流C750PRW31KR610k+5VRW21kR91kR710k调节电位器输出8V峰峰值-5V
图3-12 输出电路原理图
3.7 掉电保护电路控制
采用12C串行EEPROM非易失性存储器AT24C512实现掉电存储数据系统掉电恢复后，能连续回放以采集的信号。AT24C512是ATMEL公司生产的64KB串行电可擦的可编程存储器，内部有512页，每一页为128字节，任一单元的地址为16位，地址范围为0000-0FFFH.它采用8引脚封装，具有结构紧凑，存储容量大等特点，可以在2线总线上并接4片芯片，特别适用于具有大容量数据存储要求的数据采集系统，因此在测控系统中被大量采用，如图3-13所示。
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图3-13 掉电保护电路
3.8 电源
除了220V的电源，还选择了LM7805三端稳压器产生一个＋5V的电源，其电路如图3-14所示。
图3-14 +5V电源电路
三端固定输出集成稳压器，它是一种串连调整式稳压器。它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压电路只有输入、输出和公共三个引出端，使用非常方便。典型的有78××正电压输出系列，79××负电压输出系列。
当输入的电压VI输出电流IO或温度变化时，输出电压VO可保持不变；另外，当输出短路。可使输出电流IO限制为一定值；若稳压器过热，则它就停止工作，以免稳压器遭到损坏。
三端固定输出电压集成稳压器，因内部有过热、过流保护电路，因此它的性能优良、可靠性高。有因这种稳压器具有体积小、使用方便、价格低廉等优点，所以选用了这种芯片。
4．系统软件设计
4.1 软件流程
最终能实现同时采集两路周期信号波形，要求系统断电恢复后，能连续回放已采
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