单片机系统设计ppt课件.ppt

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1、第10章单片机应用系统的设计单片机的总线结构单片机前向通道的设计***单片机后向通道的设计*单片机应用系统的抗干扰设计**应用实例单片机应用系统构成单片机控制系统组成框图微机系统通讯接口10.1单片机的总线结构可以简化系统结构的复杂程度可以提高系统的灵活性可以降低成本和方便维护总线的分类板级总线：STD总线通讯总线：RS232、RS423C、RS422串行外围扩展总线:I2C,SPI,MICROWARE/PLUS10.2单片机前向通道的设计主要内容10.2.1电阻变化信号提取技术10.2.2电压信号放大技术10.2.3前

2、向通道配置技术10.2.4单片机采集系统设计10.2.1电阻变化信号提取技术传感器输出信号类型？电流、电压（强、弱）、电荷、电势、电阻等。恒流供电检测恒压式恒流式（抗干扰能力强√）恒流源的获得(LM317)10.2.2电压信号放大技术1基本电路及理想特征2常用运算放大器3仪表放大器（抑制共模干扰）4增益可控集成运算放大器5可控增益运算放大器举例6AD620仪器用放大器1基本电路及理想特征基本电路1基本电路及理想特征理想特性开环放大倍数Av=∞；输入阻抗Ri=∞，输出阻抗R0=0；频带宽度Bw=∞；当Vn=Vp时，V0=0

3、没有温漂。2常用运算放大器通用型F124、F224、F324等。高精度集成运算放大器OP-07、09、11、27、AD508等。高输入阻抗型LF347、MC34004、F355、LF155等。专用运算放大器视频放大器：MAX457等。音频放大器：LM386等。3仪表放大器（抑制共模干扰）4增益可编程控制集成运算放大器利用模拟开关改变反馈电阻的方法改变增益。常用集成增益可编程控制测量放大器有：AD524、AD624、AD625等。5可控增益运算放大器运用举例以4051模拟开关和AD620来实现。控制4051使AD620的增

4、益电阻分别为R1～R86AD620低价格低功耗仪器用放大器仅需一个外接电阻即可得到1～1000内的任意增益范围；极宽的电源工作范围（±2.3V～±18V）；三片运放组成的电路性能高；8引脚DIP或SOIC封装；带宽120kHz（G=100）；建立时间15uS（0.01%）。10.2.3前向通道配置技术1基本形式2信号隔离技术3多路切换技术4多路信号采集应用举例前向通道的一般组成一般由信号处理、多路转换器、放大器、采样/保持器和A/D转换器组成1基本形式结构1：大信号模拟电压→A/D→单片机结构2：V→V/F→单片机结构3

5、：小信号模拟电压→放大→A/D→单片机结构4：小信号模拟电压→放大→V/F→单片机结构5：大信号电流（0～10mA，0、4～20mA）→I/V→A/D→单片机结构6：大信号电流（0～10mA，0、4～20mA）→I/V→V/F→单片机4～20mA（1～5V)为工业标准，可以监测传感器是否断线（信号为0即断线）1基本形式结构7：小信号电流（mA、A）→I/V→放大→A/D→单片机结构8：小信号电流（mA、A）→I/V→放大→V/F→单片机结构9：小信号f→放大→整形→单片机结构10：TTL电平的频率信号→单片机结构11

6、：非TTL电平的开关信号→防抖→电平变换→整形→单片机需要隔离的信号包括？数字量开关量、频率量、数据总线（单总线）等模拟量2信号隔离技术开关量(f)隔离技术2信号隔离技术Iin=Vin/R2～20mA正向驱动（V-接地）反向驱动（V+接电源）一般为2K施密特整形器模拟量隔离技术：AD202、精密线性光耦放大电阻±5V到0～5V嵌位二极管分压电路内部电源放大电路3多路切换技术◆当多个信号共用一个A/D转换器时，就需要这个器件◆理想工作状态：开路电阻无穷大，导通电阻为0。要求切换速度快。◆两大类：—机械触点式,干簧继电器,机

7、械振子继电器—电子开关式,晶体管开关,集成电路开关,场效应管选择要求机械触点式,干簧继电器接触电阻小,断开电阻大;寿命长10^6~10^7;工作频率400Hz;小信号中速度(10~400点/s)电子开关式工作频率高达1000点/s,体积小,寿命长.缺点导通电阻大,小信号测量精度受影响选择考虑因数:通路多少;电平高低;单端/差动输入方式?;寻址方式;切换速率;切换时要多长时间才能稳定到要求精度电子开关式单端8通道：AD7501、AD4051单端16通道：AD7506、AD4067（有INH端）差动4通道：AD7502、AD

8、4052差动8通道：AD7507、AD40974多路信号采集系统应用举例第一级第二级P1=01101011B选择X11!10.2.4单片机采集系统设计数据采集系统的结构方案单片机采集系统设计◆任务：把生产现场的工艺参数采集后以数字量的形式进行存储、处理、传送、显示或打印。◆核心部件：A/D转换器◆考虑因素：分辨率和精