本设计以 STM32 单片机和 AD7791 实现电子秤的设计。设计采用电阻式应变片组成应变电桥的称重传感器采集重量的电压信号，采用两个零漂移放大器 ADA4528 组成了前端差分放大电路，设计采用了差分滤波器和共模滤波器，有效抑制了进入模数转换模块 AD7791 中的噪声，STM32 通过 SPI 接口控制 AD7791 进行数据 A/D 转换，读取和数据处理，在 LCD 显示屏显示测量结果。经过实际测试，称重传感器测量范围在 1g ～ 6KG 之间，测量范围在 10g 内时测量误差能达到 0.2g 之内。
上传时间： 2022-05-07
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本设计采用模块化设计法，以51单片机为核心设计一款高精度电子秤，当被称物体放置在秤台上时，称重传感器产生力－电效应，将物体的重量转换成与被称物体重量成一定函数关系的电信号。该电信号先通过前端信号处理电路，然后经过A/D转换电路转换成数字信号送入到主控电路的单片机中，单片机通过扫描键盘和各种功能开关，根据键盘输入内容和各种功能开关的状态进行判断、分析和控制，来完成各种运算和显示功能。利用压力传感器采集因压力变化产生的电压信号，经过电压放大电路放大，然后再经过模数转换器转换为数字信号，最后把数字信号送入单片机。单片机经过相应的处理后，得出当前所称物品的重量及总额，然后再显示出来。
上传时间： 2022-05-15
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本设计是基于AT89C51单片机和ADC0832的自动浇花系统。本设计的电路内部包含湿度采集和AD转换等主要功能。自动浇水系统设计的浇水部分是通过单片机程序设计浇水的上下限值与感应电路送入单片机的土壤湿度值相比较，当低于下限值时，单片机输出一个信号控制浇水，高于上限值时再由单片机输出一个信号控制停止浇水。这样可以帮助人们及时地给心爱的盆花浇水。目 录1 自动浇花器的研究现状 22 系统设计的研究方法和手段 23 系统硬件简介 23.1 单片机的最小化系统 23.1.1 AT89C51单片机的基本组成 33.1.2 AT89C51单片机的存储器 33.1.3 振荡电路和时钟 43.2 LCD1602简介 53.2.1 LCD1602的基本参数及引脚功能 53.3 ADC0832的简介 73.3.1 ADC静态特性 83.3.2 ADC动态特性 83.3.3 ADC性能测试 93.3.4 常用ADC芯片概述 93.3.5 ADC0832模数转换原理及主要技术指标 93.3.6 主要特性 103.3.7 内部结构 103.3.8 外部特性（引脚功能） 103.3.9 ADC0832的工作过程 113.3.10 ADC0832与单片机的接口电路 113.4 土壤湿度检测模块 123.4.1 比较器LM393 133.4.1.1 LM393主要特点： 133.4.1.2 LM393引脚图及内部框图 133.5 报警及电机驱动 154软件设计 154.1 主程序流程图 154.2显示模块 184.3 AD转换模块 194.4湿度检测模块 205. 结论 21谢 辞 24附录1 原理图 24附录2 参考程序 25
上传时间： 2022-05-17
上传用户：canderile
微弱信号检测的目的是从噪声中提取有用信号，或用一些新技术和新方法来提高检测系统输出信号的信噪比。本文简要分析了常用的微弱信号检测理论，对小波变换的微弱信号检测原理进行了进一步的分析。然后提出了微弱信号检测系统的软硬件设计，在阐述了系统的整体设计的基础上，对电路所选芯片的结构和性能进行了简单的介绍，选用了具有14位分辨率的4路并行A/D转换器AD7865作为模数转换器，且选用Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA逻辑器件作为控制器，控制整个系统的各功能模块。同时，利用FPGA设计了先入先出存储器，充分利用系统资源，降低了外围电路的复杂度，为电路调试及制板带来了极大的方便，且提升了系统的采集速度和集成度。系统的软件设计采用Verilog HDL语言编程，在Xilinx ISE软件开发平台上完成编译和综合，并选用ModelSim SE 6.0完成了波形仿真。关键词：微弱信号检测；信号调理：FPGA：AD7865；Verilog HDL信息时代需要获取许多有用的信息，多数科学研究及工程应用技术所需的信息都是通过检测的方法来获取的。若被检测的信号非常微弱，就很容易被噪声湮没，那么很难有效的从噪声中检测出有用信号。微弱信号在绝对意义上是指信号本身非常微弱，而在相对意义上是指信号相对于强背景噪声而言的非常微弱，也就是指信噪比极低。人们进行长期的研究工作来检测被噪声所覆盖的微弱信号，分析噪声产生的原因以及规律，且研究被测信号的特点、相关性以及噪声统计特性，从而研究出从背景噪声中检测有用信号的方法。1微弱信号检测（Weak Signal Detection）技术2.3.41主要是提高信号的信噪比，从噪声中检测出有用的微弱信号。对于这些微弱的被测量（如：微振动、微流量、微压力、微温差、弱光、弱磁、小位移、小电容等），大多数都是利用相应的传感器将微弱信号转换为微弱电流或者低电压，再经过放大器将其幅度放大到预期被测量的大小。
标签： 微弱信号检测
上传时间： 2022-06-18
上传用户：canderile
摘要：建立了数字控制DC/DC开关电源闭环系统的s域小信号模型，采用数字重设计法针对给定的系统季数设计了数字补偿器。应用SISO Design Tool仿真平台，在伯德图分析和根轨连法的基础上设计了连续城的模拟补偿器，并进行了离散化处理。在建立系统s城模型时引入了模数转换器和数字脉宽调制发生器产生的延迟效应，使补偿器的设计考虑了采样速率对系统的影响，改善了传统离散设计的误盖。基于教字重设计法构建的数字补偿器实现了对脉宽调制信号的可编程精确控制，保证了变换器闭环工作良好的动态特性。仿真实验结果验证了所设计的数字补偿器的性能。关键词：数字控制系统；模数转换；数字重设计法；数字补偿器；数字脉宽调制1引言传统的开关电源采用模拟控制技术，使用比较器、误差放大器和模拟电源管理芯片等元器件来调整电源输出电压，存在着控制电路复杂、元器件数量多以及控制电路成型后很难修改等缺点，不利于开关电源的集成化和小型化。近年来随着微电子学的迅速发展，电源的控制也已经由模拟控制、模数混合控制，进入到数字控制阶段”，具有可编程性、设计可延续性、元件数量减少、先进的校正能力等优点。以往由于DSP等控制芯片的高成本，数字控制多用于大功率AC/DC变换器、PFC功率因数校正等场合”，而对于DC/DC高频开关电源只是实现了一些数字化的简单应用，如采用MCU提供保护、监控和通信功能。随着数字控制芯片成本的降低，数字控制也逐渐应用于DC/DC直流变换器，直接参与电源的反馈回路控制，实现了信号采样补偿和PWM调节的数字化。数字PID补偿器的设计非常关键，直接决定了电源的输出精度、动态响应等指标。近年来对DC/DC开关电源的数字补偿器的建模研究已有很多论述]，主要基于数字重设计法和直接数字设计法。数字重设计是在传统模拟电源研究方法的基础上，首先将数字电源简化为一个连续的线性系统，忽略了采样保持器效应后设计模拟补偿器，然后采用双线性近似（Tustin）、匹配零极点（MPZ）等方法对其离散化得到数字补偿器。直接数字设计是直接建立零阶保持器和被控对象的离散模型，再构建包括离散补偿器的反馈系统。数字重设计和直接数字设计法在高采样速率下设计的数字补偿器性能差别不是很大，只是在低采样速率下直接数字设计更加精确。
上传时间： 2022-06-18
上传用户：zhanglei193
作为模拟与数字电路的接口电路的关键部分，模数转换器（ADC）现代通信、需达、卢纳以及众多消费电子产品中都占据极其重要的地位。随着科技的迅猛发展，对模数转换器的性能，特别是速度上的要求越来越高，ADC的性能好坏甚至已经成为决定设备性能的关键因素。本文以超高速ADC作为设计的目标，采用了Flash型结构作为研究的方向，并且从ADC的速度和失调电压消除技术入手进行了重点研究。本文采用了种新颖的消除失调电压的技术-chopping技术，该技术主要是依靠 组随机数产生器所产生的高速随机数序列来随机快速置换比较器输入端，从而使得失调电压近似平均为零，本文设计了种高速随机数产生器，可以产生速率达到1GHz的随机数序列。由于比较器部分是影响整个ADC速度的关键因素，因此在设计中对于比较器部分逃行了重点优化设计。另外还在数字编码电路中加入了纠错设计。通过电路仿真，所设计的ADC可达到1GHz的采样速率，最大积分非线性和微分非线性分别为0.42LSB和0.49LSB，当输入信号频率为16.6MHz时，无杂波动态范围（SFDR）达到41dB，当加入50mV失调电压时，chopping技术可以将SFDR增加3dB左右。本设计采用了和舰0.18um CMOS混合信号工艺，完成了主要模块版图的设计工作。关键词 Flash型 ADC；失调电压消除技术：chopping技术
上传时间： 2022-06-19
上传用户：d1997wayne
随着半导体技术的发展，模数转换器（Analog to Digital Converter，ADC）作为模拟与数字接口电路的关键模块，对性能的要求越来越高。为了满足这些要求，模数转换器正朝着低功耗、高分辨率和高速度方向快速发展。在磁盘驱动器读取通道、测试设备、纤维光接收器前端和日期通信链路等高性能系统中，高速模数转换器是最重要的结构单元。因此，对模数转换器的性能，尤其是速度的要求与日俱增，甚至是决定系统性能的关键因素。在分析各种结构的高速模数转换器的基础上，本文设计了一个分辨率为6位，采样时钟为1GS/s的超高速模数转换器。本设计采用的是最适合应用于超高速A/D转换器的全并行结构，整个结构是由分压电阻阶梯，电压比较器，数字编码电路三部分组成。在电路设计过程中，主要从以下几个方面进行分析和改进：采用了无采样/保持电路的全并行结构；在预放大电路中，使用交叉耦合对晶体管作为负载来降低输入电容和增加放大电路的带宽，从而提高比较器的比较速度和信噪比；在比较器的输出端采用时钟控制的自偏置差分放大器作为输出缓冲级，使得比较输出结果能快速转换为数字电平，以此来提高ADC的转换速度；在编码电路上，先将比较器输出的温度计码转换成格雷码，再把格雷码转换成二进制码，这样进一步提高ADC的转换速度和减少误码率。
上传时间： 2022-06-22
上传用户：kingwide
本文首先对黑体辐射理论和双波段比值测温理论进行研究，探讨在近红外区域对高温炉窑进行比值测温的可行性；针对工业高温炉窑辐射的峰值位置在中红外区域，近红外区域的辐射仍然比较低，且普通CCD在近红外区域响应很低的状况，综合考虑后选择近红外增强型CCD作为探测器；根据所选CCD本文设计了一套完整的双波段测温系统的硬件框架，由Sony公司的近红外增强型黑白CCDICX255AL，10位输出模数转换器AD9991、带有USB接口的可编程增强型8051处理器芯片Cy7c68013和EEPROM存储器等完成功能，并提出双波段测温摄像机的分束和滤光系统的设计方案；由于光学分束镜和滤光片都需要定制镀膜，本文首先设计的硬件系统是单波段系统，本系统的硬件电路有两块线路板：以ICX255ALCCD和AD9991为核心的图像采集板和带USB接口的8051处理器芯片Cy7c68013为核心的控制板，这两块PCB均为2层电路板；还开发了相应的固件程序、设备驱动程序和应用程序，对所设计的各个功能模块分别进行了测试和调试，计算机能通过USB口读取图像并在屏幕上显示，获得了良好的效果；由于本文设计的硬件系统实际上是单波段的，为了验证双波段测温的效果，本文采用ASD FieldSpec HandHeld型光谱仪测量模拟黑体辐射源（工业炉密的炉膛也是个近似黑体辐射源）的辐射，用测得的光谱数据模拟计算，获得了良好的测温效果。
上传时间： 2022-06-22
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随着图像采集系统的广泛应用，人们对CCD探测系统的要求日益提高。传统的CCD探测系统由于结构复杂，造价较高，已不能满足日益广泛的应用需要。本文设计了一套基于单片FPGA的小型化与经济化的CCD探测系统，能够满足空间光强的测量并实现光信号的识别和处理。本文研究了CCD探测系统的基本结构。设计了基于单片FPGA的CCD探测系统的硬件电路原理图，完成了硬件电路板制作与调试。系统FPGA选用Altera公司的低成本FPGA芯片EP2C20Q240，电路板采用双层板设计，实现了CCD探测系统的小型化与经济化的目标。利用FPGA器件实现了CCD驱动时序脉冲的设计、实现了单采样与相关双采样的控制程序设计，利用FPGA的数字信号处理功能实现了相关双采样的信号处理。基于FPGA的可编程特性，在不改变外部电路的基础上，通过程序的改变，对CCD驱动频率、模数转换器采样时刻的选择进行方便调节。系统与上位机的数据传输接口采用了网络传输方案，充分发挥了网络传输的远距离传输、远程访问、信息共享等优势，系统采用基于FPGA的Nios IⅡ嵌入式处理器系统，通过对其应用软件的开发，实现了系统与上位机之间数据的可靠性传输。
上传时间： 2022-06-23
上传用户：xsr1983
本文提出了一种基于CCD的微型光谱仪的系统设计方案。该方案选用CCD为光谱测量的探测器，光学系统采用折叠Czerny-Turner结构设计，大大减少了光学系统的体积；在探测系统方面，以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）EPW7032设计了CCD驱动和信号采集系统。在FPGA上采用了片上可编程（SOPC）技术，集成了NiosII软核UART、CPU等功能模块，整个系统只用一片FPCA资源开发了CCD驱动电路、A/D采样控制电路、USB驱动电路等模块，使整个光谱仪系统的实现了单芯片控制。完成了基于USB的微型光谱仪和PC机的通讯，并使用Labview开发了光谱采集和处理软件，实现对光谱仪的光谱数据处理、光谱谱线绘制、波长定标相关功能。最后，对本文的系统进行了相关实验，实验表明：按照该方案设计的微型光谱仪能同时对多个波长进行测量，整个光谱仪的体积重量达到了设计所要求的微型化、小型化。为了使CCD探测系统能检测到较宽的光谱范围，选择3694个像素的线阵CCD作为探测器件。采用CD专用A/D转换芯片M始X1101对CCD输出信号进行相关及模数转换处理，转换后的数字信号暂时储存在FPGA中，经处理后通过USB总线传送到上位机，由应用软件完成光谱数据进一步的分析、处理和显示。FPGA作为整个系统的核心，完成了CCD驱动时序、MAX1101采样时序和FT245BM（USB）芯片脉冲控制时序。
上传时间： 2022-06-23
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