篇一：电子系统设计课程设计报告
《电子系统设计》课程设计
姓名：学号：班级：报告
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目录
目录 ................................................. 1 一．设计题目 ......................................... 2 二．设计目的 ......................................... 2 三．设计内容及要求 ................................... 2 设计原理 .......................................... 2 (1) 传感器测量电路 ............................. 2 (2) 放大电路 ................................... 3 (3) A/D转换电路 ................................ 3 (4) 传感器供电电源 ............................. 3 四、设计提示 ......................................... 4 (1) 放大电路设计 .................................. 4 (2) 传感器专用直流稳压电源 ........................ 5 (3) 单片机电路 .................................... 5 (4) 电路调试 ...................................... 8 (5) 软件设计 ...................................... 8 (6) 仿真调试 ..................................... 13 五、设计总结 ........................................ 15 六、注意事项 ........................................ 15 附录： .............................................. 15
一．设计题目
压力测量仪 二．设计目的
1) 使学生掌握电阻应变传感器的原理、选用及正确使用方法；了解压力测量仪的工作原理。
2) 提高学生的知识运用能力和系统设计能力。
3) 通过安装、调试电路、软件调试等实践环节，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。 三．设计内容及要求
设计原理
压力测量仪由以下五个部分组成：传感器、传感器驱动电源、前置放大器、滤波放大器、A/D转换路、单片机系统、显示器电路等组成。其原理框图如图1所示：
(1) 传感器测量电路
压力传感器的测量电路通常使用电桥测量电路，它将应变电阻值的变化转换为电压的变化，这就是可用的输出信号。电桥电路由四个电阻组成，如图2所示：桥臂电阻R1，R2，R3和R4，其中两对角点接电源电压伟U，另两个对角
点为桥路的输出Uo，桥臂电阻为应变电阻。当R1R4=R2R3时，电桥平衡，则测量对角线上的输出Uo为零。当传感器受到外界物体重量影响时，电桥的桥臂阻值发生变化，电桥失去平衡，则测量对角线上有输出，Uo≠0。
图2 传感器电桥测量电路
(2) 放大电路
压力测量仪的放大系统是把传感器输出的微弱信号进行放大，放大的信号应能满足A/D转换的要求。该系统使用的A/D转换可用0809 A/D转换，所以放大器的输出应为0V ～ 5V。为了准确测量，放大系统设计时应保证输入级是高阻，输出级是低阻，系统应具有高的抑制共模干扰的能力。
(3) A/D转换电路
传感器的输出信号放大后，通过A/D转换器把模拟量转换成数字量。 (4) 传感器供电电源
参考图2，设四个桥臂的初始电阻相等且均为R，当有重力作用时， 两个桥臂电阻增加△R，而另外两个桥臂的电阻减少，减小量也为△R。由于温度变化影响使每个桥臂电阻均变化△RT。这里假设△R远小于R，并且电桥负载电阻为无穷大，则电桥的输出为：
Uo= U( R+△R+△RT)/( R-△R+△RT +R+△R+△RT)- U( R-△R+△RT)/( R+△R+△RT +R-△R+△RT)= U△R/（R+△RT）
即Uo= U*△R/（R+△RT）
说明电桥的输出与电桥的电源电压E的大小和精度有关，还与温度有关。如果△RT=0，则电桥的电源电压U恒定时，电桥的输出与△R/R成正比。当△
RT≠0时，即使电桥的电源电压U恒定，电桥的输出与△R/R也不成正比。这说明恒压源供电不能消除温度影响。
由于工艺过程不能使每个桥臂电阻完全相等，因此，在零压力时，仍有电压输出。
2.设计要求
(1)以单片机为核心，设计压力测量系统。
(2)传感信号处理电路。该电路实现微伏级信号的放大、滤波。 (3)A/D通道设计。实现传感信号模拟量的转换，单片机获取压力信息。 (4)键盘及接口电路。 (5)显示电路。
(6)满足要求的系统软件。 四、设计提示 (1) 放大电路设计
首先，由于传感器测量范围是0 ～100g，灵敏度约0.5mV/V，其输出信号只有0 ～3mV左右；而A/D转换的输入应为0V ～ 5V，现取0V-4V对应显示0 ～100g，当量为40mV/g，因此要求放大器的放大倍数约为1300倍，一般采用二级放大器组成。
其次，在电路设计过程中应考虑电路抗干扰环节、稳定性。选择低失调电压，低漂移，高稳定性，经济性的芯片。电源电压±5V。
最后，电路中还应有调零和调增益的环节；才能保证电子电平没有称重时显示零读数；测压力时读数正确反映被测压力。
篇二：电子系统设计总结报告 (1)
电子系统设计总结报告
题 目：对讲机班 级： 电气班组 别：第二组指导教师：设计时间：
对讲机
一、 引言
1、选题意义
有线对讲机在日常生活中应用广泛。有线对讲机原理简单，设计方便，制作简易，成本低，对于初次进行实验设计的我们来说实验成功率高。而且，有线对讲机广泛应用于医院病员呼叫机、门铃、室内电话等，具有应用范围广，实用性强的特点，所以有线对讲机日益成为生活中不可缺少的部分。并且，应用我们所学的模电与数点知识便可实现该对讲机的制作，可行性强。
2、设计目标
这次实验，我们小组的目标是依据所设计的电路图，进行正确焊接与调试，最终得到在2米内，能进行清晰对讲的“半双工对讲机”，即在同一时刻，一方讲话，另一方在距离其2千米处可以清晰听到其所讲内容，并通过调节转换开关，来进行听与说的角色的相互转换。
3、小组成员分工
小组成员具体分工见下表1
表1 小组成员及分工情况
小组构成 组 长 成员
学 号 201009340 201009302 201009329 201009330 201009331 201009333 201009336 201009338 201009342
姓 名
分 工 实验报告，焊接调试 实验原理说明，电路图绘制 拟定印刷电路板图及布线，作品说明
主要原器件说明，模拟仿真 电路图绘制，焊接调试 实验报告，焊接调试 功能设计，实验原理说明 主要原器件说明，拟定印刷板图及布线
模拟仿真，焊接调试
二、
作品说明
1、功能
对讲机可用于室内电话、医院病员呼叫机、门铃等，可用2千米内进行对讲。本次实验制作成的对讲机为“半双工式对讲机”，即在相同时刻，主机与从机之间只有一个可以讲，而在此时刻，另一个只能听，通过一个双刀双掷开关控制讲话与听话的相互转换。
2、操作说明
操作时，按下电源开关，将控制转换的双刀双掷开关打到一侧，可以完成主机讲话，从机收听主机发送的声音信号；将控制开关打到另一侧，则可以完成从机讲话，主机接收由从机发送的声音信号。通过双刀双掷开关的转换完成主机与从机之间的交流与信息转换。当长时间不使用时，可将控制电源的开关关闭，这样可以节约电能，避免不必要的浪费。
三、基本原理
1、原理图
C1
10U
图1实验电路原理图
2、工作原理
该电路只能完成“半双工”对讲，即在同一时刻，主机与从机之间只能有一方说，另一方说，而不能双方同时听说。听、说由开关S1控制，并且，开关要
安装在主机处，即听说由主机来控制。若开关处于图中所示位置时是主机说、从机听，则当开关拨到下方时就是主机听、从机听。主、从机两端分别设置扬声器和话筒各一只，作为听说转换器件。LM386用作功放，由第3引脚输入信号，第5引脚输出信号，1、8引脚电容可以调整电路增益，7引脚接旁路电容，一般取值为10微法。电源取值为4.5V—9.0V，本次实验所选电源值为6.0V，并选一个单刀单掷开关控制电源，以免不用时浪费电能。
四、主要原器件介绍
1、元器件清单
表2 电子元器件清单
编号 R1 R2 C1、C3 C2 IC BL1、BL2 TL1、TL2 S1 S2 E1
名 称 电阻 电阻 电解电容 电解电容 功放集成电路 扬声器 话筒 开关 开关 电源
型 号
10K 0—10K 10u/16v 100u/16v LM386 YDDE78-8 G8 双刀双掷
DC1-00329 电话机叉簧开关
1.5V/节
数 量 1 1 2 1 1 2 2 1 1 4
2、主要原器件介绍
(1) LM386芯片
LM386是本次实验中最为核心的元件，它是一种音频集成功放，具有自身功耗低、电压增益可调整且电压增益范围大、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点，广泛应用于录音机和收音机之中。
尽管LM386的应用非常简单，但稍不注意，特别是器件上供电、断电瞬间，甚至工作稳定后，一些操作（如插拔音频插头、旋音量调节钮等）都会带来的瞬态冲击，在输出喇叭上会产生非常讨厌的噪声，而且，在LM386的焊接过程中要格外注意焊接速度，焊接时，要以较快速度焊接，以免焊接时温度过高，影响芯片的正常工作，一般焊接时间不超过60秒。
LM386 的相关参数及其需要注意的地方如下表3所示：
表3 LM386的相关参数
五、制作与调试
1、制作
本次实验的制作地点主要是实验室和教室。
我们在进行本次实验是可分为五大部分具体情况如下：
第一，我们有所要设计的产品的功能出发，设计并绘制电路图，计算各种元件的实验值；
第二，对电路图进行模拟仿真：
第三，对实验电路图中所涉及的电子元器件进行调研，包括主要参数、性能指标、主要功能特点以及市场价格等等，通过这些相关信息的比较，最终确定所要使用的器件；
第四，在电路板上进行布线，使得在电路焊接成功后，电路板能够清晰可见，便于调试；
第五，焊接与调试。在电路板上进行焊接，边焊接边调试，通过调试，最终得到与所设计的功能相同的电路板；
第六，安装外壳；
第七，根据所设计的成品，编写使用说明书。
用Proteus软件模拟仿真的电路图如图2所示，模拟电路的输入的波形图如图3所示，电路的输出的波形图如图4所示。
篇三：电子系统设计报告
五邑大学
电子系统设计结题报告
题 目：便携式心率测试仪
院 系 信息工程学院
专 业 电子信息工程
学 号
学生姓名 指导教师 报告日期2012.12.18
目录
1、摘要...................................................................2
2、课题研究意义...........................................................2
2.1.背景.............................................................2
2.2 设计任务与要求...................................................2
3、方案设计说明...........................................................2
3.1硬件电路原理分析说明..............................................2
3.1.1信号放大电路....................................................2
3.1.2滤波电路........................................................3
3.1.3整形电路........................................................4
3.1.4单片机信号处理电路..............................................4
3.1.5数码管显示电路..................................................5
3.2软件设计.............................................................6
3.2.1编程环境与开发工具..............................................6
3.2.2源程序及注解....................................................7
4、调试过程遇到的问题与解决的方法.........................................9
5、5、设计总结及体会......................................................9
6、参考文献...............................................................9
7、附录..................................................................10
1、摘要
本文设计了一种基于STC89C51单片机实现的便携式心率测试仪.接受心率测试检测模块发送的信号并
对信号进行检测分析并显示，从而实现心率测试功能。该系统的硬件单元包括信号放大电路、滤波电
路、整形电路、单片机控制电路和数码管显示电路。采用了放大电路后，使得采集的脉搏信号放大到
整形电路要求的电压幅度。滤波电路消除了干扰，得到特定频率的低频信号。整形电路把模拟信号转
换成单片机能够处理的数字信号。单片机内的处理程序将接收到的信号进行监测分析，得出心率值，
经单片机I/O口发送给由数码管组成的显示模块显示。
2、课题研究意义
2.1背景
1）健康的重要性不言而喻，越来越多的研究表明心率是健康极其重要的指标。一般人们为了知道
自己的运动或者劳动强度是否超负荷，尤其是老年人、运动员等，他们都得赶到医院而不能实时
测量和预知。为了贯彻党和国家“预防为主”的医疗方针，满足人们能享受基本医疗保健的愿望，
便携式心率测试仪应运而生，也极具市场潜力。
2） 心脏病人往往需要经常去医院定期心脏检测，此仪器可以随时将病人的心脏情况记录和保存，
并发送给医生，从而给病人带来便捷也有助于治疗；当心脏类疾病突发时，也可以提前将心脏情
况发送给医生，从而缩短救援时间，提高救援成功率。
2.2设计任务与要求
2.2.1设计任务：设计基于C51单片机的便携式心率测试仪。
2.2.2要求：（1）设计脉搏波放大、滤波、整形电路，实现所采集的脉搏信号的放大、滤波、
整形。
（2）设计单片机电路及处理程序与数码管显示电路，实现心率信号的处理与正
确显示。
3、方案设计说明
3.1硬件电路原理分析说明
3.1.1信号放大电路
作用：将采集的幅度值过小的心率信号放大到足够大的幅值。
原理：电路如图所示:利用运算放大器实现反向比例放大电路。运算放大器在深度负反馈的条件下
工作于线性区，根据“虚短”和“虚断”的概念对以上电路进行分析，可得：
放大器增益Ua=-R17/R16=20 电路采用LM324双极型线性集成放大器，有直流电压增益高(约
100dB) 单位增益频带宽 等特点，同理再接一级放大器后放大增益为400，电路图如下：
3.1.2滤波电路
作用：由于心律值为低频周期信号，需要滤除高频杂波信号得到特定频率的低频信号。
原理：电路如图所示。
由于一阶低通滤波器的滤波特性和理想低通滤波器的特性相差较大，为了使实际低通滤波器特性
更接近理想特性，电路采用了由一阶滤波器基础上外加RC网络组成的二阶压控有源低通滤波电路，
是高频段的衰减斜率更大，滤波效果更好。
二阶滤波器截止频率fH=1/2πRC 通带电压增益Aup=1+Rf/R1,R=R24=R22=100k,Rf=R19=10k
得截止频率为fH=15HZ，放大增益为2
3.1.3整形电路
作用：把模拟信号转换成单片机能够处理的数字信号。
原理：电路图如图所示，555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件 。设计采用
555定时器构成施密特触发器， 各引脚功能分别为：
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端 ，接经放大、滤波后的心率信号
3脚：输出端Vo ，与单片机输入端相连
4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基
电路输出为“0”，该端不用所以接高电平。
5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，该端不用，故
将该端串入一只10nF电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH高触发端 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。在
此电路不用
8脚：外接电源VCC，一般用5V。
当输入信号V1从零逐渐升高时
当V1<1/3Vcc时，Vo输出高电平；当1/3Vcc<V1<Vcc时，Vo保持不变，输出高电平；当V1>2/3Vcc
时，Vo输出低电平；
当输入信号V1从V1>2/3Vcc逐渐下降时
当V1>2/3Vcc时，Vo输出低电平；
当1/3Vcc<V1<Vcc时，Vo保持不变，输出低电平；
当V1<1/3Vcc时，Vo输出高电平；
3.1.4单片机信号处理电路
作用：对方波信号进行处理并输出心率信号到显示模块。
原理:电路图如图所
示，
AT89C51芯片的40个引脚图及其功能为：
VCC：供电电压。 GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，
被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在本设计
中做输出端口，分别接数码管的a,b,c,d,e,f,g,dp.
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口 管
脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流， 这是由于内
部上拉的缘故。P1口在本设计中不用。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2
口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管 脚被外部拉
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