1. 研究目的与意义
研究背景：
单片机是在一块芯片上集成了中央处理单元(CPU)、存储器(RAM/ROM)、定时器/计数器及输入/输出(I/O)接口等元器件的微型计算机系统，诞生于20世纪70年代末。早期的单片机都是4位或8位的，随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高，32位单片机的出现迅速取代了16位单片机，占据高端地位。现在单片机的品种虽然繁多，各具特色，但仍以80C51为核心的单片机占主流，兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品，ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头，中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增，与其低价质优的优势，占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品，日本几大公司的专用单片机。纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。
2. 研究内容与预期目标
研究内容：
单片机是通过电路集成线路将一些数据处理器进行组合、集成到硅片上，以微型计算机工作系统完成工业生产，本质就是一种电路集成芯片。随着我国社会生产力的提高，单片机系统在各领域应用甚广，而单片机的程控小信号放大线路在电子技术发展过程中始终发挥着重要作用。本课题为程序控制増益放大器电路，通过使用单片机基础原理来实现对其增益的需求。单片机的程控小信号放大线路的数据采集主要是通过高速单片机和精确度较高的APD完成，极大的提高了仪表设备工作的精确度和效率。但是单片机的程控小信号放大线路前端线路信号输出强度小，主要是因为传感器信号驱动能力弱，因而放大器需要提高测量精确度，使符合后端电路信号处理要求。同时，传统的数据处理方法是通过手动挡调节放大器，控制APD信号采集和输入波动在一定范围之内，但是随着仪器测量精确度要求的不断提高，需要使传感器信号波动幅度在不同测试中都能够保持较小的误差。这些新技术手段的出现和研究，使其向高准确度、多功能、高可靠性和低价格方向发展。
3. 研究方法与步骤
研究方法：
主要研究基于单片机如何实现程控小信号放大电路。其中心思路是通过单片机扫描按键输入信号并通过数码管显示，再把这个数值作为放大增益作用于运算放大器AD811。放大器增益部分的工作原理是单片机信号处理，单片机一般输出8位数的数字放大信号，输入源为参考电压端，信号转换源由DAC0832完成，电流输出经过运算，获得输出电压。对于这样一个系统，用户可以通过按键来实现自己想要的放大倍数并通过LED数码管表现出来。采用AT89C51作为微处理器，DAC0832和运放AD811组成的程控放大器作为核心，实现增益连续可调。
研究步骤：
1.设计系统总体方案:本次设计拟由单片机控制电路、程控放大电路、键盘电路、显示电路及其驱动电路组成。通过键盘设置增益，显示器显示增益实现人机交互功能。其中心思想是通过单片控制运算放大器的输入电阻从而实现增益可控。
主要分四部分（1）可控增益放大部分；（2）微处理器；（3）按键输入电路；（4）驱动显示电路。
2.系统软件设计：本次系统软件采用模块化设计，包括单片机控制模块、按键输入模块、驱动显示模块、程控放大模块。系统控制模块通过调用各子程序来实现相应功能，初始化完成单片机各端口及寄存器定义、定量定义等任务。
主要为三大项（1）控制模块流程；
（2）D/A转换模块流程；
（3）驱动显示程序。
3.仿真：对设计的电路进行仿真。
4. 参考文献
[1] 肖金球. 单片机原理与接口技术[M]. 清华大学出版社, 2005.
[2] 谢自美. 电子线路设计实验测试-第3版[M]. 华中科技大学出版社, 2006.
[3] 燕庆明. 电路分析教程[M]. 高等教育出版社, 2012.
5. 工作计划
（1）2018年3月5日-2022年3月10日：根据任务书，查阅相关文献资料，进行课题调研，学习相关知识，撰写开题报告。
（2）2018年3月11日-2022年3月19日：理解仪表仪器放大电路的原理，并了解数控的概念。
（3）2018年3月20日-2022年4月23日：详细设引，参数计算，设计出电路图。
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