集成运放检测仪结题报告

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1、集成运放检测仪的设计结题研究报告小组成员：王剑、阮磊、汪丹英、莫晓敏2011-2-21第69页共69页一、集成运放检测仪简介：集成运放检测仪主要用于检测各类运放，数字芯片（计数器，译码器，数据选择器，逻辑门），它是利用STC89C52单片机及相关硬件电路来实现对相关芯片功能的判断,具有电路简单，仪器体积小，操作方便易懂，机器判断时间较短的特点，非常适合在实验室教学时使用，以提高实验教学质量、效率，用较短的时间处理实验室实验教学后的大量废弃芯片，有效地降低实验教学的成本。本仪器的设计主要针对实验教学实验室常用芯片具体型号如下：LM324、OP07、UA741、

2、LM358、74LS76、74LS161、74LS194、74LS54、74LS74、74LS86、74LS160、74LS00、74LS04、74LS20、74LS138、74LS151、74LS153、CD40106、CB4511、7805、7812、7815。二、方案论证2.1显示部分:显示部分是本次设计的重要部分，一般有以下两种方案：方案一：采用LED显示，分静态显示和动态显示。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而复杂，且可靠性也较低。而对于动态显示方式，虽可以避免静态显示的问题，但设计上如果处理不当，易造成亮度低，或LED明暗不同，甚

3、至有闪烁等问题。方案二：采用LCD1602显示。LCD液晶显示具有丰富多样性、灵活性、电路简单、易于控制而且功耗小等优点，对于信息量多的系统，是比较适合的。鉴于上述原因，我们采用方案二。2.2电源模块方案一：采用干电池作为系统电源。但需经常换电池，不符合节约型社会的要求。方案二：采用直流稳压电源作为系统主电源，使用范围广，使用安全可靠，符合实验室教学使用。基于以上分析，我们决定采用方案二。2.3检测插口（锁紧座）方案一：采用单个16管角的锁紧座作为系统的检测入口。但该方案硬件电路复杂，仪器成本较高，而且系统判断较复杂，编程更加难以入手。方案二：采用多个不同管

4、角的锁紧座分区域作为系统的检测入口。该方案硬件电路简单，系统判断简单，编程方便，仪器成本较低。基于以上分析，我们决定采用方案二。三、总体方案3.1工作原理:本设计采用STC89C52RC单片机作为本系统的控制模块。STC89C52RC单片机可把由TLC1543中的数据利用软件来进行处理，从而把相关数据传输到显示模块。以LCD1602液晶显示器为显示模块，把单片机处理后的相关信息显示出来，使得显示更加直观化，多样化，人性化。集成运放检测仪设计框图如下见图1：第69页共69页STC89c52单片机TLC1543A/D转换模块复位电路电源电路键盘输入管脚选择LCD

5、1602液晶显示模块电位转换图1--集成运放检测仪设计框图四、系统硬件设计（单元电路设计及分析）4.1STC89C52RC单片机最小系统：最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图2为STC89C52RC单片机的最小系统。图2--最小系统电路图4.2显示模块:LCD液晶显示模块采用LCD1602型号，具有很低的功耗，正常工作时电流仅2.0mA/5.0V。通过编程实现自动关闭屏幕能够更有效的降低功耗。LCD1602分两行显示，每行可显示多达16个字符。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，第69页共

6、69页通过内部指令可实现对其显示多样的控制，并且还能利用空余的空间自定义字符。其接线如图3图3--显示电路4.3系统电源:电源设计是本设计的重点。220V交流转5V直流稳压电源会更加安全、实用。因为涉及到的芯片较多，所以仪器要用到的直流电压较多，电源设计相对复杂。具体电路如图4：图4—系统电源电路4.4A/D采样电路:A/D采样采用TLC1543，它是由TI公司开发的开关电容式AD转换器，用TLC1543芯片处理被检测芯片输出管脚的相关电压数据，与单片机连接简单，引线很少。该芯片性能可靠，采样时间短，精度高，数据输出准确性高。具体电路如图5：第69页共69页

7、图5—A/D采样电路4.5电位转换电路：由于在检测相关运放性能时，根据检测原理，输出电压涉及到负值电压。A/D采样时不能区分电压极性，需要把负值电压通过比较电路等相关硬件电路转换为正值电压方可进行下一步的条件判断。具体电路如图6：图6—电位转换电路4.6检测电路设置：检测电路通过分区域检测不同类别的芯片，数字芯片检测区锁紧座管脚对接STC89C第69页共69页52RC的I/O口较多电路相对简单，对同类个别芯片为节省硬件成本，通过拨键开关选择管脚数目。运放检测区分两类锁紧座，锁紧座管脚多接幅值特定的电源和后续处理电路，连线及引线较多。具体电路如图7：图7—检测

8、插槽电路4.7整体电路：图8—整体电路第69页共69