基于单片机的程控放大电路设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

程控放大器（programmablegainamplifier,pga）是指可以通过程序或指令控制而改变其增益等性能的放大器，pga的基本原理是利用模拟开关控制放大器的反馈电阻阻值，从而实现改变放大倍数。模拟开关则由数字编码控制。数字编码可由数字硬件电路实现，也可用计算机硬件根据需求来控制。

在计算机数控系统中,模拟信号在送入计算机进行处理前,必须进行量化,即进行a/d转换。进行a/d转换之前,必须考虑a/d转换器的分辨率和模拟输入电压量程这两个问题。在一些特殊的应用中,我们常希望输入信号的幅值接近a/d的输入电压量程的上限。工程上常采取改变放大器增益的方法对幅值大小不一的信号进行放大。在计算机数控系统中,为实现不同幅度信号的放大,往往不希望、甚至也不可能利用手动方法来实现增益变换。利用程控放大器可以很好地解决上述问题。程控放大器具有控制方便,线性度高,稳定可靠等优点。使用程控放大器改变模拟输入信号的增益,并配合a/d的使用,可允许输入的模拟信号在较大范围内动态变化,达到了提高a/d的输入电压量程的目的,也相当于提高了a/d的分辨率。

随着数字化技术的不断发展，各类测量仪表越来越趋于采取数字化和智能化方向的发展。这些设备一般由前端的传感器、放大器电路和后端的数据处理电路组成。其中后端数据处理电路通常采用高精度a/d和高速单片机，以保证仪表的精度和速度要求。对于前端电路，由于传感器输出信号的幅度和驱动能力均比较微弱，必须加接高精度的测量放大器以满足后端电路的要求；另一方面，传感器在不同测试中输出信号的幅度可能相差很多，传统的处理方法是对放大器增加手动档位调节以保证后端的a/d采集输入端的信号在一定幅度内，从而保证整个仪表的测量精度。人工档位调节增加了仪表操作的复杂性、影响了数据测量的实时性，同时档位调节通常采用机械转扭增加了仪器的不可靠性和接触电阻对测量精度的影响，而用单片机可以自动选择量程档位。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要解决的问题：

1.掌握51单片机各引脚的功能以及用法。

2.了解并掌握cd4501芯片原理、芯片管脚图，学会使用cd4051模拟开关。