信号调理电路 电荷放大器主要包括下面几部分：

1. 电荷转换电路；2. 失调放大电路；3. 滤波电路；4. 输出放大电路；

已完成工作：全部电路设计待完成工作：电路实际调试

电荷转换级及失调放大级 C1

10nF

C2

100pF

R1

100MΩ

V31.837 Vpk 200 Hz 0°

U1

OPA128JM

3

2

4

7

6

51

8

0

1

U2A

LM324N

3

2

11

4

1

5R2

1kΩ

R3

100kΩKey=A 0%

R4

10kΩKey=B 20%

R5

1kΩKey=C 40%

2

3 4

6

R6

100kΩ

7

V112 V

V212 V

00

9

10

X1

LPS

IO1

8

低通滤波级及输出级

IO1 R7

3.6kΩ

R8

3.6kΩ

C3

22nF

C422nF

1

R925.8kΩ

R1020kΩ

0

0

U2B

LM324N

5

6

11

4

7

2

4

IO1

U2C

LM324N10

9

11

4

85

3Probe3,Probe1

V: -1.14 V V(p-p): 2.49 V V(rms): 884 mV V(dc): 66.2 mV I: 27.5 nA I(p-p): 125 pA I(rms): 27.5 nA I(dc): 27.5 nA Freq.: 200 Hz

信号采集部分信号采集部分采用我们自己设计的数据信号采集卡 (Data acquisition card)

即 四通道并行数据采集卡它由四部分组成：

1. 12 位串行 AD

2. CPLD

3. 双端口 RAM

4. 单片机已完成工作： PCB 设计 器件的购买待完成工作： PCB 制板

12 位串行 AD ADS7822

考虑到 CPLD 引脚资源和通信方式以及功耗问题，选用 12 位串行 AD ，选用的是四片 TI 公司的 ADS7822 ，如下：

In1+

In1-

VREF

GND

VCC

VREF

+In

-In

GND

+Vcc

DCLOCK

Dout

CS/SHDN

U1

ADS7822

DCLOCK

Dout1

CS

AD Module

CPLD MAX II EMP570为了多路数据的并行采集和存储，这里选用 Altera 公司的

MAX II 系列 CPLD ，编程采用 VHDL 语言。 CPLD 控制 AD芯

片的数据采集，然后将数据存入双端口 RAM ，图如下：

BA

NK

1 IO 2

IO 3

IO 4

IO 5

IO 6

IO 7

IO 8

IO/GCLK0 12

IO/GCLK1 14

IO 15

IO 16

IO 17

IO 18

IO 19

IO 20

IO 21

IO 26

IO 27

IO 28

IO 29

IO 30

IO 33

IO 34

IO 35

IO 36

IO 38

IO 40

IO 41

IO 42

IO/DEV_OE 43

IO/DEV_CLRn 44

IO 47

IO 48

IO 49

IO 50

IO 51

U7A

EPM570GT100C3

BA

NK

2 IO 52

IO 53

IO 54

IO 55

IO 56

IO 57

IO 58

IO 61

IO/GCLK2 62

IO/GCLK3 64

IO 66

IO 67

IO 68

IO 69

IO 70

IO 71

IO 72

IO 73

IO 74

IO 75

IO 76

IO 77

IO 78

IO 81

IO 82

IO 83

IO 84

IO 85

IO 86

IO 87

IO 89

IO 91

IO 92

IO 95

IO 96

IO 97

IO 98

IO 99

IO 100

IO 1

U7B

EPM570GT100C3

TMS22

TDI23

TCK24 TDO25

U7C

EPM570GT100C3

VCCIO19 VCCINT 13

VCCIO131

VCCIO145

VCCIO259

VCCINT 63

VCCIO280

VCCIO294

VCCINT 39

VCCINT 88

U7D

EPM570GT100C3

GNDIO10 GNDINT 11

GNDIO32

GNDIO46

GNDIO60

GNDINT 65

GNDIO79

GNDIO93

GNDINT 37

GNDINT 90

U7E

EPM570GT100C3

DCLOCKCS

Dout1Dout2Dout3Dout4

A6LA5LA4LA3LA2LA1LA0LCNTENTL1CLKL1

ADSL1

A7LA8LA9LA10LA11LA12LA13LA14LA15LCE0L1CE1L1

CNTRSTL1OEL1FT/PIPEL1

I/O7LI/O6LI/O5LI/O4LI/O3LI/O2LI/O1LI/O0L

CNTENTL2CLKL2ADSL2CE0L2CE1L2CNTRSTL2OEL2FT/PIPEL2

P47

VCC VCC

GND

GND

TDITDOTCKTMS

CPLD Module

P46

CLK

100Ω

R1GND

D1

LED3

双端口 RAM RAM 采用的是一侧存储，一侧读取的双端口 RAM ， IDT公

司生产的 IDT70V9089/79S/L ，采用两片 RAM 进行交替存储：

A7LA8LA9LA10LA11LA12LA13LA14LA15L

VCC

GND GNDGND

VCC VCC

GND

GND

GND

CE0L1CE1L1

CNTRSTL1

OEL1FT/PIPEL1

A6L

A5L

A4L

A3L

A2L

A1L

A0L

CN

TE

NT

L1

CL

KL

1A

DS

L1

I/O

7LI/

O6L

I/O

5LI/

O4L

I/O

3LI/

O2L

I/O

1LI/

O0L

I/O

0RI/

O1R

I/O

2R

I/O

3RI/

O4R

I/O

5RI/

O6R

I/O

7R

FT/PIPER1

CNTRSTR1CE1R1CE0R1

A15RA14RA13RA12RA11RA10RA9RA8RA7R

A6R

A5R

A4R

A3R

A2R

A1R

A0R

CN

TE

NT

R1

CL

KR

1A

DS

R1

GND VCC

DULA-Port Module

NCNCA7LA8LA9LA10LA11LA12LA13LA14LA15LNCVDDNCNCNCNCCE0LCE1LCNTRSTLR/WLOELFT/PIPELNCNC

GN

DN

CI/

O7L

I/O

6LI/

O5L

I/O

4LI/

O3L

I/O

2LV

ssI/

O1L

I/O

0LV

DD

Vss

I/O

0RI/

O1R

I/O

2RV

DD

I/O

3RI/

O4R

I/O

5RI/

O6R

I/O

7RN

CN

C

IDT70V9089/79S/L

NC

NCVss

FT/PIPEROER

R/WRCNTRSTR

CE1RCE0R

NCNCNCNCVssNC

A15RA14RA13RA12RA11RA10RA9RA8RA7RNCNC

NC

NC

A6R

A5R

A4R

A3R

A2R

A1R

A0R

CN

TE

NR

CL

KR

AD

SR

Vss

AD

SL

CL

KL

CN

TE

NL

A0L

A1L

A2L

A3L

A4L

A5L

A6LNC

NC

U2IDT70V9089/79S/L

单片机信息采集卡与 PC 通讯采用 USB2.0 数据线，因此我

们选用的是带有 USB 模块的 C8051F 系列单片机，具体型号为 Silicon 公司的 C8051F340 ：

REGIN11

P2.731P0.1

5

P0.06

D+8

RS

T/C

2CK

13

P2.632

VBUS12

D-9

VDD10

P0.51

P0.42

P0.33

P0.24

GND7

C2D

14

P4.

715

P4.

616

P4.

517

P4.

418

P4.

319

P4.

220

P4.

121

P4.

022

P3.

723

P3.

624

P3.5 25P3.4 26P3.3 27P3.2 28P3.1

29P3.030

P2.533P2.434P2.335P2.236

P2.

137

P2.

038

P1.

739

P1.

640

P1.

541

P1.

442

P1.

343

P1.

244

P1.

145

P1.

046

P0.

747

P0.

648

C8051F340

C8051F344C8051F341

C8051F345

U8C8051F340/1/4/5

C2C

K

VBUS

P47

I/O0RI/O1RI/O2RI/O3RI/O4RI/O5R

I/O

6RI/

O7R

FT/PIPER1

CE1R1CE0R1

A15RA14RA13RA12RA11RA10R

A9R

A8R

A7R

A6R

A5R

A4R

A3R

A2R

A1R

A0R

CLKR1A

DS

R1

FT

/PIP

ER

2C

NT

RS

TR

2C

E1R

2C

E0R

2C

NT

EN

TR

2C

LK

R2

AD

SR

2

+D1D2

-

J1

USB Herder

GND

VCC

P46

C2D

PC 上位机部分上位机要实现功能：1. 处理数据，计算精确位置。2. 上位机要对客户友好，操作简单，显示一目了然。

已完成工作：程序主体，并能够精确显示位置。待完成工作：数据处理部分