1 系統(tǒng)硬件設計

　　1．1 系統(tǒng)原理框圖

　　一般信號在使用前，需要先濾波后放大，或者先放大后濾波，然后經(jīng)過A/D等手段獲?。ǜ兄┬盘?。對于小信號而言，信號幅值只有幾毫伏，甚至更小，如果先濾波，可能會將有用信號濾除，因此，在這種情況下，需要先進行放大，然后濾波，再進行A/D轉換或其他處理。根據(jù)本系統(tǒng)特點，系統(tǒng)中存在的干擾可以忽略，因此不考慮信號濾波環(huán)節(jié)，因此，系統(tǒng)主要通過信號提取、信號放大、A/D采集3個重要環(huán)節(jié)實現(xiàn)。第3個環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，可以指導人們的工作，或顯示相關的信息。整個系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

　　1．2 芯片供電電路設計

　　AD620 作為一個放大器，可以使用單電源或者雙電源工作，但是使用雙電源工作時，其性能優(yōu)于單電源。在集成電路設計中，單電源易于實現(xiàn)，但考慮到芯片的工作性能，本系統(tǒng)中采用雙電源供電。利用ICL7660S芯片，將外部單電源轉換為雙電源。ICL7660S是一個電壓轉換芯片，可以實現(xiàn)由正電壓轉換為負電壓的功能，其外圍電路也比較簡單，具體電路如圖2所示。

　　系統(tǒng)中其他芯片均采用5 V單電源供電，對接入的5 V電源不需做任何處理即可使用，此處不做說明。

　　1．3 信號調理電路

　　實際的微弱信號，一般為mV級，甚至更小，在處理前，需要進行放大，然后進行A/D采集。根據(jù)STC12C5A60S2具有的A/D功能，需對信號進行精確放大，使其達到V級，因此采用AD620放大器。AD620對2路輸入差分信號具有較好放大效果，在實際應用時，信號一般由電橋產(chǎn)生。為了實現(xiàn)信號放大，AD620需要外接電阻，由其與內(nèi)部電阻共同確定放大倍數(shù)。設放大倍數(shù)為G，則有下式。

　　1）式中RG為AD620內(nèi)部電阻，R1為外部電阻。由（1），（2）式可看出，（1）式中RG大小為49．4 kΩ。

　　調理后的信號經(jīng)過AD620的6腳輸出，此時可直接接入A/D轉換芯片，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，使用時縮小相應倍數(shù)即可。信號調理原理如圖3所示。

　　1．4 系統(tǒng)去耦電路

　　由于系統(tǒng)主要實現(xiàn)小信號的