基于51單片機(jī)的光功率計(jì)的設(shè)計(jì)
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3．3 運(yùn)算放大電路
將電壓信號通過儀用放大器進(jìn)行放大。儀用放大器設(shè)計(jì)簡單、放大效果好并且能夠通過滑動電阻調(diào)整增益，便于實(shí)時調(diào)節(jié)電壓信號、保護(hù)ADC芯片的輸入量程、保護(hù)電路等。
關(guān)于放大電路和I／U信號轉(zhuǎn)換電路中運(yùn)放芯片的選取，本設(shè)計(jì)采用TL074芯片。TL074芯片低功耗，低成本，擁有較低的輸入偏置和低噪聲，高輸入阻抗及電流補(bǔ)償，同時是具有內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)囊豢畛Ｒ娦酒?。電?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/設(shè)計(jì)">設(shè)計(jì)如圖3所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/171640.htm
圖3中電阻阻值R11=R10=R=R13=R12 R7=R9
輸出電壓表達(dá)式：
3．4 低通濾波器
由于光電信號的變化屬于低頻范圍，并且通過放大器引入的噪聲不大，頻率成分比較單一，濾波器階數(shù)不需要太高，所以普通有源低通濾波器就可以滿足實(shí)驗(yàn)的去噪要求。
3．5 AD轉(zhuǎn)換電路
由于光信號為低速信號，我們選用CS5550與單片機(jī)相連接。
CS5550是CIRCUS LOGIC公司出的一款雙通道△-∑串行AD芯片。芯片具有促進(jìn)補(bǔ)償和校準(zhǔn)增益的功能。同時，具有SPI數(shù)字雙向串行接口可以與單片機(jī)等MCU設(shè)備連接通訊。
CS5550串行端口與配有收發(fā)緩沖器的狀態(tài)機(jī)相配合。由狀態(tài)機(jī)負(fù)責(zé)在SCLK的上升沿翻譯8位字節(jié)命令。ADC的工作都是由內(nèi)部24位寄存器所控制。
8位讀寫命令告訴狀態(tài)機(jī)是否進(jìn)行寄存器的訪問。在讀出操作時，對應(yīng)寄存器被載入芯片的輸出緩沖器，同時在時鐘SCLK的控制下輸出。在寫入操作時，數(shù)據(jù)在時鐘控制下寫進(jìn)輸入緩沖器，所有24位數(shù)據(jù)在第24個SCLK之后完全轉(zhuǎn)換入對應(yīng)寄存器。
SPI串行總線接口
CS5550串行總線包括四個控制線：CS，SDI，SDO和SCLK。CS作為芯片選擇控制，用于使能對于串行接口的訪問。當(dāng)CS為低電平時，端口成為SPI總線端口。SDO用作串行輸出，用于輸出被AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號。當(dāng)CS置為高電平時，SDO的輸出成高阻狀態(tài)。SCLK用作串行總
線時鐘，控制數(shù)據(jù)進(jìn)出ADC的串行端口。只有在CS為低電平之后，SCLK的變化才可以被端口邏輯所識別。
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