运用普通运算放大器芯片LM358加电子模拟开关芯片4051

整体设计方案

一、设计题目: 运用普通运算放大器芯片LM358 + 电子模拟开关芯片4051

二、题目分析:通过选择运算放大器的增益电阻实现放大倍数的可编程。可采用多种方式，如利用现成的可编程运算放大器芯片（如PGA206/LMP8100/MCP6S91/AD8250等），通过微机的IO口直接控制或通信信令控制实现；利用普通运算放大器芯片（如LM358/LM741/AD308等），运用电子模拟开关芯片（如4066/4051/4052等）、DA转换器，通过微机的IO口直接控制切换选择不同的增益电阻实现放大倍数的可编程。

三、设计整体规划：可编程增益放大器的整体设计流程如下图

模拟开关4051 通用型普通运放LM358 单片机AT89C52 放大器电路设计 核心程序及流程图

图1.整体设计流程

四、硬件选择

1、模拟电子开关选择：此可编程增益放大器选用的模拟电子开关为4051，相当于一个单刀八掷开关。具体接通哪一通道，由输入3位地址码ABC来决定。“INH”是禁止端，当“INH”=1时，各通道均不接通，\时，各通道接通。4051内部逻辑图如图2所示，4051引脚图如图3所示，其真值表如表1所示

图2. 4051内部逻辑图

图3 .4051引脚图

表1. 4051真值表

2、运算放大器选择：运算放大器采用通用运算放大器LM358，LM358内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模组,音频放大器、工业控制、DC增益部件和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358 的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 特性(Features): ??内部频率补偿

??直流电压增益高(约100dB) ??单位增益频带宽(约1MHz)

??电源电压范围宽：单电源(3—30V)； 双电源(±1.5 一±15V) ??低功耗电流，适合于电池供电 ??低输入偏流

??低输入失调电压和失调电流 ??共模输入电压范围宽，包括接地 ??差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 ??输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)

图4.LM358引脚图

3、 CPU选择：CPU采用单片机AT89C52，AT89C52是一个低电压，高性能COMS8位单片机，并且此可编程增益放大器对单片机要求不是很高，因此采用AT89C52足够。单片机其外部引脚图如图5所示：