文档介绍：CETTIC全国单片机汇编语言程序设计师职业培训认证结业设计基于凌阳16位单片机的程控滤波器指导老师:学生姓名: 完成日期:2009年11月14日摘要本系统以凌阳16位单片机为控制核心,利用开关电容技术实现程控滤波的功能。前端放大器由运放和数字电位器构成,实现了增益0-60dB,步进10dB可调。滤波器采用模拟开关和电容的组合替代电阻的技术,构成RC有源滤波网络,实现了程控高通、低通滤波截止频率1KHz—2()KHz,步进lKHz可调。设计实现了四阶低通椭圆滤波器。利用单片机和直接数字调制技术(DirectDigitalsynthesizer)芯片AD9850,设计并制作了简易幅频特性测试仪,扫频输岀信号范围从100Hz到200KHz,步进10KHz可调。人机接口采用4x4键盘及LCD液晶显示器,控制界而直观、简洁,具有良好的人机交互性能。关键词:程控滤波凌阳16位单片机数字电位器开关电容引言 3第一章方案论证 4方案论证 4滤波器方案论证 5单元电路的设计 •放大器电路设计 6发挥部分的设计与实现 10第三章结论 12附录 12参考文献 14程控滤波器引言:本系统以凌阳16位单片机为控制核心,利用开关电容技术实现程控滤波的功能。前端放大器由运放和数字电位器构成,实现了增益0—60dB,步进10dB可调。第一章、方案论证经过仔细研究分析,:根据题冃耍求,我们分以下三部分进行方案设计与论证方案一:采用80C51系列单片机,但其与外围设备的接口电路较为复杂。方案二采用凌阳SPCE061A单片机。它中断资源丰富,而且内置了在线仿真、编程接U,可方便地实现在线调试。经过比较后采用方案二。,一般有两种途径,一种是改变反相端的输入电阻,另一种是改变负反馈电阻阻值。方案一:采用模拟开关或继电器作为开关,构成梯形电阻网络,单片机控制继电器或模拟开关的通断,从而改变放大器的增益C此方案的优点在丁•简单,缺点是电阻网络的匹配难以实现,调试很困难。方案二:用DAC的电阻网络,改变电阻的方法,电流输出型DAC内含R-2R电阻网络,可以作为运放的反馈电阻或输入电阻,在DAC输入数据的控制下,实现放大器增益的程控改变。该方案的优点无需外接精密电阻,增益完全由输入的数字量决定,就可以对信号进行放大或衰减,使用方便;缺点是信噪比较低,通频带较窄。方案三:非易失性数字电位器改变电阻,克服了模拟电位器的主耍缺点,无噪声,寿命长,阻值可程控改变,设定阻值掉电记忆。该方案优点是增益范围宽,占用UPU少,成本低。通频带取决丁运放的通频带。在本题屮,电压增益为4OdB,^.10dB步进可调,通频带为100Hz〜40kHz,放大器输岀电压无明显失真。由于输入信号幅值很小,所以我们选用高精度的测量放大器AD620o我们采用方案三,非易失性数字电位器与测量放大器的组合,实现程控放大器。电压增益为60dB,增益10dB步进可调,通频带为100Hz〜40kHz,放大器输岀电压无明显失真。,高通滤波器在0・5fc处,放大器与滤波器的总电压增益不大于30dB,我们选用二阶电压控制滤波器。:采用模拟开关或继电器作为开关,切换不同的RC组合来改变截止频率,优点是电路简单,缺点是电阻网络的兀配难以实现,调试很困难适合截止频率调节档位较少的滤波器。方案二:固定电容C,采用非易失性数字电位器改变电阻的数值,从而改变截止频率。优点是电路简单,缺点数字电位器是分档调节,不能实现电阻的连续可调,很难实现截止频率的精确调节。方案三:利用开关电容技术,利用开关和电容的组合来替代电阻,电容值保持不变,我们只耍控制开关的频率,就可以等效的改变电阻,完成对滤波器截止频率的设置。对于具体分析方法在后面有详细叙述。我们选择方案三,当前较先进的技术,并且已经有了成熟的产品,,对于亳伏级的信号放大一般要采用具有高共模抑制比、高精度、高输入阻抗的测量放大器。放大器电路采用AD620和数字电位器组成。数字电位器使用的是X9241MAPI,它把0-2K,0-10K,0-10K,0-50K四个可调电阻集成在一个单片的CMOS微电路中的数控电位器,步进分别为34Q,170Q,170□,850Q,经过组合步进更小,所以放大倍数也被控制在一