基于单片机的转速表设计与实现
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教研室（或答辩小组）及教学系意见
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摘要
单片机又称单片微控制器（MCU），它把一个计算机系统集成到一个芯片上。它具有体积小、质量轻、价格便宜的优点，为我们的学习、应用以及开发提供了便利条件。
本文便是运用AT89C51单片机控制的转速表设计。电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的参数。数字式转速表主要功能就是对电机转速进行测量，它可以和计算机之间进行通信，并且显示电机的转速以及观察电机运行的基本情况。本设计主要是运用了AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器，LCD液晶显示器等构成。充分发挥单片机的性能。
本设计优点就是电路比较简单、功能完善、测量速度又快、精度高、控制系统可靠，性价比高等特点。
关键字：AT89C51单片机转速测量霍尔传感器
- III -
Abstract
Single-chip, also known as single-chip microcontroller (MCU), it is a computer system integrated into a chip. It’s s mall size, light weight, cheap, for the learning, application and development of facilities provided.
This article, we use the AT89C51 microcontroller to control the digital tachometer. During operation, the motor needs to be monitoring, speed is an essential parameter. Digital tachometer to measure motor speed, and can communicate with a PC, display the motor speed, and observe the motor running.This design with AT89C51 as control core, by the Hall sensor, LCD digital display tube, the composition of the Schmitt trigger,and so on. Give full play to the performance of the microcontroller.
The advantage of a simple hardware and software capabilities improve, measuring speed, high precision and control system reliable, cost-effective and so on.
Keywords:AT89C51 Tachometer Digital；speeds measure; Hall element
- IV -
目录
1 引言 (1)
1.1 本课题研究意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (1)
1.3 本课题研究的目的 (2)
2 转速测量原理 (3)
2.1 转速测量基本原理 (3)
2.2 转速计算及误差分析 (3)
2.3 转速测量 (5)
3 系统总体设计方案 (7)
4 硬件电路 (8)
4.1 单片机的概述 (8)
4.2 霍尔传感器 (12)
4.3 复位电路 (12)
4.4 晶振电路 (14)
4.5 显示电路 (15)
4.6 报警电路 (18)
4.7 最小系统的仿真 (20)
5 软件设计 (23)
5.1 主程序流程图 (23)
5.2 显示程序流程图 (25)
5.3 报警子程序流程图 (25)
结论 (27)
参考文献 (28)
- V -
致谢 (30)
附录一：系统总图 (31)
附录二：PCB图 (32)
附录三：主程序 (33)
- VI -
1 引言
1.1 本课题研究意义
随着现代科学技术特别是微型计算机的高速发展，测量技术相应地也得到迅速发展，单片微机技术也得到了飞速发展。单片机在我国已有十余年历史的大规模的应用，单片机技术的推广和研究正方兴未艾。转速表在目前这个领域中有了越来越高的需求。提高转速表的性能，在机械行业其他领域的发展中，起到的促进作用不可忽视。在这个领域，数字仪表一步步的实现了它的优越性和生命力——它具有速度快、精度高、便于记录、控制和传递的优点，所以数字转速表在这一领域得到了最广泛的应用。在转速测量方面，数字转速表更是一个理想的测量仪器。它可以用来测量电机的转速、频率和线速度。常用于造纸、电机、塑料化纤、电扇、汽车、洗衣机、轮船、飞机等制造业。目前我们使用的普通式转速表，其电路结构比较复杂，稳定性差，成本高，抗干扰能力差,测量精度与范围不能兼顾，而且采样的时间常，难以测得瞬时转速，更不具备如转速值的永久存储、报警值设置，定时打印等功能。随着大规模集成电路的发展，微型计算机的应用愈来愈广泛，愈来愈深入。其中单片机构成的嵌入式系统已经愈来愈受到人们的关注。
1.2 国内外研究现状
随着科学技术的迅速发展,转速测量仪表已步入现代化、电子化的行列。过去曾经使用过的接触式测量仪表, 如离心式转速表、磁性转速表、微型发电机转速表及钟表是定时转速表，均已先后受到冷落；而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪，虽属非接触式仪表，目前仍有应用,但也退居次要地位。代之而起的是非接触式的电子与数字化的测速仪表。这类转速仪表大多具有体积小、重量轻、读数准确、使用方便等优点，容易实现电脑荧屏显示和打印输出，能够连续的反映转速变化，既能测定发动机稳定情况下的平均转速,也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。
转速测量的应用系统在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛，往往成为某一产品或控制系统的核心部分，其各种参数在不同的应用
中有其侧重，但转速测量系统作为普遍的应用在国民经济发展中，有重要的意义。
1.3 本课题研究的目的
目前广泛使用的普通式的转速表，它的电路结构比较复杂，稳定性差，成本又高，抗干扰能力差，测量精度与其范围不能兼顾，而且采样的时间比较长，难以测得瞬时转速，更不具备转速值的永久存储、报警值设置等功能。转速表性能的提高对机械行业的其他领域的发展起到不可忽视的促进作用。因此，研究单片机转速表的设计是很重要的。
本设计主要内容就是以单片机为核心的转速表，转速表要显示转速的过程中我们需要解决很多的问题，比如数据信号的数据采集、数据在单片机内部的计算、以及最后数据的显示等等。本次设计主要通过由霍尔传感器、放大电路、整形电路和单片机等组成的测量电路对所需数据进行大量采集，通过设计软件对采集数据进行进行计算。所得到的转速由串行口送出到LCD液晶显示器上显示电路，以显示转速。另外，本设计的还增加了报警功能，通过与单片机的I/O口连接的控制键来输入转速上限阈值，当测量得到的转速超过转速上限阈值时，系统就会发出报警的声音并且红色警报灯亮。本次设计的转速表的测量范围是0-9999r/min，它的相对误差小于0.3%，且具有报警功能。
2 转速测量原理
2.1 转速测量基本原理
目前常用的转速测量方法有M 法、T 法、M/T 法。
M 法（测频法）指在固定的时间内测出转速传感器输出的脉冲个数。经分析得知，M 法适合高、中转速测量。
T 法（测周期法）指在传感器转速脉冲的间隔内，对时钟信号进行计数。经分析得知，T 法适合较低的转速测量。
M/T 法是指在M 法基础上吸取了T 法之优点而形成的。其测速过程是：在转速传感器输出脉冲是上升沿到来时启动定时（定时时间为Tc ）,同时计传感器输出脉冲个数和时钟脉冲个数，定时时间到，先停止对传感器输出脉冲的计数，待下一个传感器输出脉冲上升沿到来时在停止对时钟脉冲的计数，由记录的两脉冲m1和m2求出转速。假定旋转体每转一周，转速传感器输出p 个脉冲，又设转速N ，时钟频率为f0，则
()11T T T m T m 60/pN d c =+==
()20T m 1/f d =
012N (60f /)(/)p m m = （2-1）
通过式（2-1）可方便地计算出转速，因为1m 不存在误差，2m 的最大误差为一个时钟，所以M/T 法测速时的相对误差为：
21N /N 1/()m m =- （2-2）
在式（2-2）中由于m2通常较大，固相对误差较小，即该测量方法精度较高，在本转速表设计中，我采用的是M/T 法。
2.2 转速计算及误差分析
根据转速、周期、频率之间的关系可知
60/T n = （2-3）
1/T f = （2-4）
NT c T = （2-5）
式中，n —被测转速，r/min ；
T —转速信号周期，s ；
f —转速信号频率，Hz ；
c T —计算脉冲的周期，又称时基，本仪表Tc=4us ；
将式（2-5）带入（2-3）得
7n 60/NTc 1.510/N ==? （2-6）
用十六进制数表示为
n (40)H /()H E EC N =
式中N 已存入75H 、74H 、73H 单元。利用除法子程序，即可求出转速。
下边计算该系统的相对误差。
分别对式（2-3）和式（2-5）求微分
60/n T n fT == （2-7）
T NTc = （2-8）
将式（2-7）代入（2-8），得
n f NTc n
?=? （2-9） 式中，△N-量化误差，△N=±1个计数脉冲，又已知时基Tc=4us ，故
4n f us n
?=±? （2-10） 由式（2-10）可知，相对误差与频率成正比，即相对误差随转速的升高而升高。本设计中为4个周期，即测得的N 为4个周期内的总和，所以
T NTc /4= （2-11）
4n 60/T 6010/N ==? （2-12）
用十六进制数表示，为
()()H H n 3938700/N =
对式（2-12）进行微分
T NTc /4?=?
因此可求出高速测量时的相对误差
n /n T NTc /4f f ?=?=?
同样，代入Tc=4us ，△N=±1个脉冲，则
414
n N f s f s n μμ??=?=±? （2-13） 将式（2-13）与（2-10）比较可知，采用多周期测量相对精度大大提高。例如，当n=3000r/min 时，由式（21-10）可求出，其相对误差为
6/504100.02%n n -?=±??=±
当n=6000r/min 时，由式（2-12）计算出相对误差为
6/100100.01%n n -?=±?=±
此转速表设置的临界转速为3662r/min ，对应着每周期技术脉冲个数。开机时，首先按低转速测量，然后判转速n 是高于还是低与3662r/min 。若测得转速低于此临界值，则仍按低速测量；若测得转速高于临界值，则主动转入高转速测量。
2.3 转速测量
由式（2-6）、（2-12）可知，只要能求出脉冲个数N ，即可求出转速。采用门控方式的硬件技术方法，是为了得到计数脉冲，，也可采用中断方式的软件计数方法。
门控方式计数：由AT89C51定时器/计数器T0工作原理可知，当其工作在计数方式时，只要T0口上有负跳变，计数器就加1。CPU 在每个周期的S5P2状态时，采样T0，所以需要2个机器周期才能识别一个T0的负跳变，即T0的周期至少应等于2倍机器周期。若晶振频率为6MHz ，6分频后得到ALE 信号，鼓ALE 周期为1us ，机器周期为2us 。由此可知，最低计数脉冲周期Tc 为4us ，可由ALE 信号经74LS74中的两个D 触发器4分频后取得。
中断方式计数：高转速时为了连续测量4个输入周期，可以采用中断方式计数。在初始化或前一次测量结束时，单片机禁止“外部中断0”和“定时器0溢出中断”。设置“外部中断0”为负跳沿触发方式，设定“计数器0”为非门控计数方式，然后等待中断。外部中断负脉冲一到，立即启动“计数器0”工作，对T0的4us 计数脉冲进行计数。计到4个测量周期时，停止“计数器0”工作，禁止外“中断”，恢复测量周期常数3，并计得的脉冲数存入相应单
元。
门控方式和中断方式计数，有效解决了精度测量输入脉冲周期和高低量程自动切换问题，测得计数脉冲个数后，即可转入计算转速n的子程序，计算结果的BCD码相应的存入4个存储单元，以备显示。
3 系统总体设计方案
通过计数脉冲个数，在AT89C51单片机内部计算后，输入到LCD液晶显示器上显示转速。在运行中又加入了报警系统，和功能键，使整个系统智能化。整个设计分硬件和软件两大部分。硬件部分采用AT89C51单片机作为可编程芯片，用LCD液晶显示器作为信号显示；软件部分利用C语言作为设计语言，对单片机进行编程实现各种功能。同时，通过霍尔传感器与单片机的交流，可在液晶显示屏上显示当前转速值。
按照上述系统设计的要求，我们可以确定系统的结构框图，主要有以下几个部分组成：电源供电模块、复位电路、晶振电路、单片机模块、液晶显示模块、霍尔测速模块和报警模块。系统框图如图3.1所示。
图3.1转速测量系统的总体框图
4 硬件电路
本次设计硬件电路设计的主要任务就是是根据上一张的总体设计要求，在系统工作原理的基础上，具体确定系统中所要使用的元器件，并且设计出各个模块的电路原理图。
4.1 单片机的概述
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
该仪表机采用的是美国ATMEL公司生产的一种高性能、低功耗、带有4K字节闪烁存储器的8位CMOS单片机（AT89C51）。它与MCS-51系列单片机的软硬件完全兼容。内部4K字节的存储器既有EPROM的可编能力。又有E2PROM的电擦除特性；既有RAM的访问速度（约60ns），又有三级加密功能。工作时，AT98C51的T0用于记录转速脉冲信号，T1用于内部时钟计数，P1.7用作T0、T1计数器的门空信号，以提高测量精度。
AT89C51模块组成及功能：
AT89C51使我们常用的单片机，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能8位微处理器。它共有40个引脚，其中包含32个双向I/O端口，4个控制信号引脚，2个电源引脚以及外接晶体引脚（外接时钟信号）。AT89C51可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
如图4.1所示：
题目：简单51单片机数字时钟设计 院系: 物理与电气工程学院 专业：自动化专业 班级：10级自动化 姓名：苏吉振 学号：2 老师：李艾华
引言 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 时间对人们来说总是那么宝贵，工作的忙碌性和繁杂性容易使人忘记当前的时间。忘记了要做的事情，当事情不是很重要的时候，这种遗忘无伤大雅。但是，一旦重要事情，一时的耽误可能酿成大祸。 目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。 单片机应用的重要意义还在于，它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能，现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术，是传统控制技术的一次革命。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 数字钟是采用数字电路实现对时,分,秒数字显示的计时装置,广泛用于个 人家庭,车站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便，而且大大地扩展了钟表原先的报时功能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。因此，研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实的意义。
前言 模具是制造业的重要基础装备，它是―无以伦比的效益放大器‖。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，模具工业一直被提到很高的位置。 从起步到现在，我国模具工业已经走过了半个多世纪。从20 世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展，提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。有关专家表示，我国的加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。因为模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。事实上，模具是属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。 据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100 ，即模具发展 1 亿元，可带动相关产业100 亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到了应用，并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
摘要 变速器是汽车重要的传动系组成，在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。变速器能在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车倒退行驶，而且利用档位可以中断动力的传递。变速器是车辆不可或缺的一部分，其中机械式变速箱设计发展到今天，其技术已经成熟，但对于我们还没有踏出校门的学生来说，其中的设计理念还是很值得我们去探讨、学习的。 设计的变速箱来说，其特点是：扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求，结构简单，易于生产、使用和维修，价格低廉，而且采用同步器挂挡，可以使变速器挂挡平稳，噪声降低，轮齿不易损坏。在设计中采用了5+1档手动变速器，通过较大的变速器传动比变化范围，可以满足汽车在不同的工况下的要求，从而达到其经济性和动力性的要求；变速器挂挡时用同步器，虽然增加了成本，但是使汽车变速器操纵舒适度增加，齿轮传动更平稳。 本文设计了常用货车用机械式变速器。在阐述了机械式变速器的功用、要求的基础上，根据设计任务书的要求，选择三轴式的设计方案，进行变速器主要参数的确定、齿轮的强度校核和齿轮的几何尺寸计算，同时设计了变速器所用的锁环式同步器，确定了同步器的主要参数，最后对变速器操纵机构进行设计。 关键词：变速器；齿轮；输入轴；同步器
Abstract The transmission gearbox, as an important part in automobile driving system is used to make up the shortcoming of engine torque and rotary speed. It can change the vehicle speed and type torque in a big scope, cut off the power transfer from the engine, and also provides a reverse traveling direction for the vehicle. Transmission is an integral part of the vehicle, including mechanical design development of transmission, the technology has matured, but we have not taken the school's students, of which the design is still very worthwhile for us to explore and learn of. Gearbox design, its features are: large torque range to meet the requirements of different operating conditions, simple structure, easy production, use and maintenance, low cost, and the use of synchronizer sets required shifting allows smooth transmission required shifting, noise reduction is not easy damaged teeth. Used in the design of the 5 +1 manual transmission, transmission through the large changes in the scope of the transmission ratio, to meet the vehicle requirements of different conditions, so as to achieve its economic and power requirements; transmission linked file by synchronizer sets, although the increase in cost, but the manipulation of the automobile transmission to increase comfort, smoother gear. This designs commonly used truck with mechanical transmission. Describes the function of mechanical transmission and on the basis of the requirements, according to the requirements of the mission design, selection of three shaft type design, for the main parameters of transmission, gear strength checking and gear calculation of geometric size, while the design of transmission used by the lock ring synchronizer, identified synchronizer of main parameters, the transmission control mechanism design. Key words：Transmission；gearbox；synchronizer；input shaft
数字式转速表的应用设置 应用时各种数据的调整和设置都是通过支架上的三个按键来完成的，如左上图所示，支架上左边的倒三角形符号是“DOWN”按键，中间的是“SET”按键，右边的三角形符号是“UP”按键。通过连续按动“SET”按键，转速表的功能按“时钟---转速---设定警告---设定缸数---发动机累计工作时间”五种状态循环，下面具体说明每一种状态： 1、时钟状态 该状态下弧形LED光柱动态显示转速，四位数码管按24小时制显示时间，7:00--19:00期间显示亮度加倍，以适应白天的环境亮度，其他时间（夜间）则保持柔和的亮度。 按“DOWN”按键调整分钟，按“UP”按键调整小时。 2、转速状态 该状态下弧形LED光柱动态显示转速，四位数码管动态精确显示转速，数码管显示每0.5秒刷新一次。 3、设定警告状态 该状态下四位数码管无显示，弧形LED光柱中有一个单元熄灭，其他的全亮，熄灭的单元表示当前设定的警告转速。 通过按“DOWN”按键向下调整警告转速，按“UP”按键向上调整警告转速，运行中当发动机转速高于设定的警告转速时，警告灯点亮，否则熄灭。这个功能可以灵活运用，如将警告转速设定于低中速区，用于换档提示，也可设定于高速区，表示超速警告。 是该状态下的效果图，表示当前的警告转速是4600RPM，右下角的红灯为警告灯。 4、设定缸数状态 尽管该功能是为了适应多缸车的应用而开发，但是严格意义上来说，它是输入信号的倍率设定，因此不能简单的理解为几缸车就设定为几，正确理解这个功能是保证转速表正常运行的关键。 数码管显示的是“11”，数字“11”就是我们要说的信号倍率，这个转速表的倍率设置分两段，“0”字头字段包含“01－09”共9种倍率设置，用于汽车信号；“1”字头字段包含“11－18”共8种倍率设置，用于摩托车信号。 “0”字头字段：用于汽车，“01”表示发动机每转一圈送一个信号的情况，当然没有单缸的汽车，那么“01”有什麽意义呢？因为汽车版转速表的标准配
三轴式五档手动变速器设计摘要本设计的任务是设计一台用于通用五菱之光微型车的三轴式五档手动变速器，该变速器有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。分析了为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出的设计要求。详细介绍了变速器机构方案的确定，变速器主要参数的选择，变速器的设计计算，同步器设计计算等在变速器设计过程中的关键步骤。变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，是汽车获得不同的牵引力和速度，用时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空档和倒档。需要变速器还有动力输出功能。关键词：变速器；同步器；档数；轴；Three axis manual shift transmission design in five Abstrack This design task is to design a used for general WuLing sunshine in fiveof the three axis subcompact manual shift transmission ，the transmission hastwo outstanding advantages ：one is its direct transmission of high transmissionefficiency ；wear and noise minimal ；Second：in the gear center distanceissmaller still can acquire larger gear transmission . Along with the development of science and technology the car of variousperformance also is being perfected . Hyundai has become the world nationaleconomic and social life of indispensable transport . Modern car with goodperformance engine except outside still should have excellent performancedrivetrain matching car performance will play out so the incisively and vividlyauto transmission design is particularly important. Analyzed in order to ensuretransmission has good work performance ：the transmission should proposedesign requirements. Introduces the transmission mechanism project determinationand transmission main parameters are selected the transmission design calculation the synchronizer design calculation in design process such asa critical step in transmission. Transmission used to change to the drive wheels on the engine torque ancdrotational speed the purpose is back starting climbing turn accelerate etc. Various kinds of driving conditions the automobile get different traction and theengine speed and use it in the most favorable work within the working conditions. Transmission has gap and reversing. Need transmission and power outputfunctions.Keywords: transmission Synchronizer File numbered Axis 目录中文摘要英文摘要主要符号表1 绪论1.1 概述1.2 五档手动变速器的研究意义1.3 国内外相关研究现状1.3.1 手动变速器（MT）1.3.2 自动/手动变速器（AMT）1.3.3 自动变速器（AT）1.3.4 无级变速器（CVT）1.3.5 双离合器变速器（DCT）1.4 本文主要研究工作2 机械式变速器的概述及其方案的确定2.1 变速器的功用和要求2.2 变速器结构方案的确定 2.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择2.2.2 倒档传动方案2.3 变速器主要零件结构的方案分析2. 3.1 齿轮型式2.3.2 换档结构型式3 变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1 变速器主要参数的选择3.1.1 档数和传动比3.1.2 中心距3.1.3 轴向尺寸3.1.4 齿轮参数3.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定3.2.1 确定一档齿轮的齿数3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数3.2.3 确定其他档位的齿数3.2.4 确
基于单片机的数字时钟摘要 20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域，有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高，同时也使现代电子产品性能进一步提高，产品更新换代的节奏也越来越快。 单片机模块中最常见的是数字钟，数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。 本课题主要研究的是基于单片机的数字钟设计，采用AT89C51单片机作为系统的主控芯片,外接LED显示电路,按键电路，晶振电路，复位电路模块构成一个简单的数字钟。通过按键电路能对时、分、秒分别进行设置和实时调整，并将结果显示在数码管上。 关键词：数字钟，单片机，数码管
Abstract Author：cheng dong Tutor：wang xin Electronic technology has been developed rapidly in the 20 century,with its modern electronic products, pushed by almost permeated every area of society has vigorously promoted social productive forces development and improvement of social informatization level, also make modern electronic product performance further improved, and the rhythm of upgrade its products is becoming more and more quickly. The most common SCM module is a digital clock, a digital clock is a kind of digital circuit technology implementation, minutes and seconds, the timing device with mechanical clock compared with higher accuracy and intuitive and no mechanical device, has more longer service life, so it has been widely used. This topic research is the digital clock design based on SCM, AT89C51 SCM as the main control chip system, external LED display circuit, key circuits, crystals circuit, reset circuit module constitute a simple digital clock. Through the key circuits can respectively the diffculties, minutes and seconds setting and real-time adjustment, and the result showed that in the digital tube. Key words:digital clock SCM ; digital
兰州交通大学 毕业设计文献综述 题目：基于单片机的电机转速测量系统Title:Motor speed measuring system based on single chip microcomputer 姓名：韦宝芸
学号：3 班级：机设1202班 摘要 本文首先叙述了单片机测量转速的系统构成及转速测量的几种常用方法，分析了相应方法在测量上的特点、误差和计算。其次，针对特定的应用环境，设计出一种基于 80C51单片机的全数字式测速系统，详细阐述了系统的工作原理，指出产生误差的可能原因，并给出了具体解决的方法；根据系统要求编制了源程序，分析其工作流程。最后，对构建的系统利用仿真机进行调试，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。 关键词：单片机、转速、测量精度 Abstract
This paper first discussed some ways for rotary speed measure. It analyzed characters and errors of these ways. Second, it designed full digital measure system based on a Single-Chip Microprocessor(80C51) responding to special application, stated the working theory of the system and the methods to solve the errors, writed the working programmes by A51 assemble language. Finally, this system implementation was confirmed by using of Keil-51 simulator. The characters on the error margin and accuracy was summarized. Keywords : Single-Chip Microprocessor、rotary speed 、measureprecision Keil-51
U形弯曲件模具设计 1零件工艺性分析 工件图为图15所示活接叉弯曲件，材料08F钢，料厚2mm。其工艺性分析内容如下： 图15 弯曲工件图 1.1材料分析 08F优质碳结构钢，具有良好的塑形。
1.2结构分析 零件结构简单，左右对称，对弯曲成形较为有利。可查得此材料所允许的最小弯曲半径r=0.5t=1，而零件弯曲半径mm = r，故不会弯裂。另外， 2> 5.1 mm 零件上的孔位于弯曲变形区之外，所以弯曲时孔不会变形，可以先冲孔后弯曲。计算零件相对弯曲半径1<5，卸载后弯曲件圆角半径的变化可以不予考虑，而弯曲中心角发生了变化，采用校正弯曲来控制角度回弹。 1.3.精度分析 零件上只有个别尺寸有公差要求，其余未注公差尺寸也均按IT13选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。 4.结论：由以上分析可知，该零件冲压工艺性良好，可以冲裁和弯曲。 2工艺方案的确定 零件为搭扣，该零件的生产包括冲孔，弯曲和落料三个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔，再弯曲。采用三套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，再弯曲。采用复合模和单工序弯曲模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压然后弯曲。采用弯曲级进模。 方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，生产效率较低。 方案二需两副模具，且用复合模生产的冲压件形位精度和尺寸精度易保证，生产效率较高。。 方案三，结合了强两种方案的有点，又节省了工序和成本，所以方案三比较适合。
3零件工艺计算 3.1.弯曲工艺计算 3.1.1毛坯尺寸计算 对于t r 5.0>有圆角半径的弯曲件，由于变薄不严重，按中性层展开的原理，坯料总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和，可查得中性层位移系数x=0.42，所以坯料展开长度为70 由于零件宽度尺寸为18mm ，故毛坯尺寸应为70mm×41mm 。弯曲件平面展开图. 3.1.2弯曲力计算 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。 因为是U 型弯曲所以 1.自由弯曲力 F 自=0.7*1.3*41*4*（280~390）/4=10446N~14551N 2.顶件和压料力 FQ=0.5F 自=10446*0.5~14551*0.5=5223~7276N 3.压力机吨位的确定 F 压机>F 自+FQ=15669~21827N 所以选择JG23-40开始双柱可倾式压力机。 3.2.冲孔落料连续模工艺计算 3.2.1刃口尺寸计算 由图3-2可知，该零件属于一般冲孔、落料件。根据零件形状特点，冲裁模的凸、凹模采用分开加工方法制造。尺寸10mm 由落料获得，φ3.5mm 和φ5.2mm 由冲孔同时获得。查得凸、凹模最小间隙mm 246.0min =Z ，最大间隙 mm Z 360.0max =，所以mm 114.048.066.0min max =-=-Z Z 。
毕业设计说明书 题目：桥车手动变速箱设计（5+1） 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 2014-05-25
目录 摘要 第一章绪论 (3) 1.1手动变速器的应用与发展 (3) 1.2变速器作用 (3) 1.3变速器的形式 (4) 1.4手动变速器工作原理 (5) 第二章变速器总体方案设计 (6) 2.1变速器的性能要求 (6) 2.2变速器的结构方案 (6) 2.2.1 齿轮型式 (7) 2.2.2 轴承型式 (7) 2.2.3 换档结构型式 (7) 2.3变速器的传动方案 (8) 第三章变速器齿轮参数的选择与主要零件的选择 (9) 3.1 档位数和传动比 (9) 3.2 中心距 (10) 3.3轴向尺寸 (10) 3.4 齿轮模数 (11) 3.5齿轮参数 (11) 3.6各档传动比及其齿轮齿数的确定 (12) 3.6.1 确定一档齿轮的齿数 (12) 3.6.2确定常啮合齿轮副的齿数 (13) 3.6.3确定其他档位的齿数 (13) 3.6.4确定倒档齿轮的齿数 (14) 3.7齿轮的变位系数的选择 (14) 第四章变速器齿轮的强度计算与材料选择 (15) 4.1变速器齿轮的几何计算 (15) 4.2齿轮的强度计算与校核 (17) 4.2.1.齿轮弯曲应力计算 (17) 4.2.2 轮齿接触应力计算 (19) 4.3变速器齿轮的材料及热处理 (21) 第五章变速器轴的设计与校核 (22) 5.1 变速器轴的结构和尺寸 (22) 5.1.1 轴的结构 (22) 5.1.2 轴的尺寸 (23) 5.2.1输入轴的强度与刚度校核 (24)
数字转数表的电路如图所示。它主要由装有永久磁铁的磁盘、霍尔集成传感器、选通门电路、时基信号电路、电源计数及数码显示电路等组成。计数及数码显示电路采用CMOS-LED数码显示组件CLlO2，它可以计数并显示数码。 转盘的输入轴与被测旋转轴相连，当被测轴旋转时，便带动转盘随之转动。当转盘上的小永久磁铁经过霍尔集成传感器IC1时，IC1便会将磁信号转换为转速电信号。该信号经与非门l反相输人至与非门3的输入端，而与非门3的另一输大端接来自时基电路IC2的方波脉冲信号。这个时基信号是用来控制与非门3的开与刁，形成选通门，以此来控制转速信号能否从与非门3输出。 当接通电源后，转速信号立即被送往与非门3的输入端，如果此时时基信号为低电平，则选通门关闭，转速信号元法通过选通门。当第一个时基信号到来时，选通门才被打开，并同时使CMOS-LED数码显示组件IC4、IC5、IC6的LE端呈寄存状态。时基信号的上升沿也同时触发由与非门4、5组成的反相器及由R4、R5、R7、C3、VD2及VD3组成的微分复位电路，复位脉冲由VD3输出后加至IC4、IC5、IC6的R端，使址数器复位清零。在完成上述功能后，时基信号在一个单位时间(例如lmin)内保持高电平。在这段时间内，选通门与非门3一直处于开启状态，转速信号则通过选通门送至LED数码显示组件，实现了在单位时间内的计数。在单位时间结束时，时基信号又回到低电平，此时选通门关闭并自动置计数电路的LE端为选通状态。此时，计数器的计数内容送至寄存器并同时显示其内容。当第二个时基信号到来时，又把计数器的内容清零，并重复上述过程。但此时的寄存器及显示器的内容不变，只有当第二次采样结束后，才会更新而显示新的测试结果。 上一篇:LM35DZ摄氏温度传感受器温度计应用电路 - 相关文章返回分类首页 [传感器电路图] 基于磁传感器设 本文来自: https://www.doczj.com/doc/728925955.html, 原文网址：https://www.doczj.com/doc/728925955.html,/sch/sen/0073040.html 本文来 自: https://www.doczj.com/doc/728925955.html, 原文网址：https://www.doczj.com/doc/728925955.html,/sch/sen/0073040.html
目录 1.前言 (1) 2 智能转速表的系统设计 (1) 2.1 系统硬件设计 (1) 2.1.1方案选择 (1) 2.1.2仪器各部分组成 (2) 2.2 系统软件设计 (3) 3 设计原理 (5) 3.1转速计算及误差分析 (5) 3.2转速测量 (6) 3.2.1门控方式计数 (6) 3.2.2中断方式计数 (7) 3.3串行显示接口 (7) 4 软件程序的设计 (8) 4.1 1s定时 (8) 4.2 T1计数程序 (8) 4.3 频率数据采集 (9) 4.4 进制转换 (10) 4.5 数码显示 (13) 5 软件设计总体程序 (15) 6 总程序调试 (21) 7 心得体会 (21) 参考文献 (22)
1.前言 单片微型计算机简称单片机，又称为微控制器（MCU）是20世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块，具有功能强、体积小、可靠性高、价格低廉等特点，在工业控制、数据采集、智能仪表、机电一体化、家用电器等领域得到了广泛的应用，极大的提高了这些领域的技术水平和自动化程度。单片机在我国大规模的应用已有十余年历史，单片机技术的研究和推广正方兴未艾。 MSC-51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种8位单片机之一。经过20多年的推广与发展，51系列单片机形成了一个规模庞大、功能齐全、资源丰富的产品群。随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍应用，MCS-51系列单片机的发展又进入了一个新的阶段。 我们使用的89C51单片机是目前各大高校及市场上应用最广泛的单片机型.其内部包含: 一个8位的CPU;4K的程序存储空间ROM;128字节的RAM数据存储器;两个16位的定时/计数器;可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路;32条可编程的I/O线;具有两个优先级嵌套的中断结构的5个中断源。 本次课程设计便是设计一个基于89C51单片机转速表系统。要求进行电路硬件设计和系统软件编程，硬件电路要求动手制作并能够完成系统硬件和软件调试。 2 智能转速表的系统设计 2.1 系统硬件设计 2.1.1方案选择 由于单片机所具有的特性，它特别适用于各种智能仪器仪表，家电等领域中，可以减少硬件以减轻仪表的重量，便于携带和使用，同时也可能低存本，提高性能价格之比。 该转速表选用MCS-51系列单片机的8031芯片，外部扩展4KB EPROM和8155作为显示器的接口。该系统的整体结构框图见下图2.1所示：
机电工程学院 毕业设计说明书设计题目: 石英表垫片支架冲压工艺分析及级进模设学生姓名:朱苏维 学号: 201028050214 专业班级:机械设计与制造及自动化机制升1002班 指导教师:董毅峰 年月日 目录 绪论 (1 1、冲压件成型工艺性分析 (2 1.1、零件的结构分析 (3 1.2、工件的尺寸精度 (3 2、冲裁方案分析 (3
3、确定模具总体结构方案 (5 3.1、模具类型 (5 3.2、操作与定位方式 (5 3.3、卸料和出件方式 (5 3.4、模架类型及精度 (5 4、工艺与设计计算 (6 4.1、排样与设计计算 (6 4.2、冲压力的计算 (8 4.3、压力中心的计算 (11 4.4、冲裁间隙 (14 4.5、计算凸凹模刃口尺寸及公差 (14 4.5.1、落料凹模刃口尺寸按磨损情况分类计算 (15 4.5.2、冲孔凸模刃口尺寸的确定 (16 4.5.3、侧刃孔尺寸可按公式 (16 5、设计选用模具零、部件 (18 5.1、凹模的设计 (18 5.2、凸模的设计 (19 5.2.1、凸模最小直径的校核(强度校核。 (20 5.2.2、凸模最大自由长度的校核(刚度校核。 (20
5.2.3、凸模的长度。 (20 5.3、侧刃的设计 (23 5.4、导尺的设计 (24 5.5、卸料板的设计 (25 5.6、凸模固定板的设计 (26 5.7、垫板的设计 (27 5.8、弹性形橡胶板的设计 (28 6、模架及其他零部件的设计 (30 7、模具总装图 (32 8、模具的装配 (33 9、制定模具零件加工工艺过程 (35 毕业设计总结 (39 致谢 (41 参考文献 (42 绪论 模具分为冲压模具、热锻模具、塑料模具、铸造模具、橡胶模具和玻璃模具等。其中,冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟,在各种模具中所占比重最多。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场,占整个市场的60%以上。冲压是在室
毕业设计（论文） 标题：数字转速计的设计 学生姓名： 系部：汽车电子系 专业：应用电子技术 班级： 指导教师：
目录 第1章序言 (1) 第2章工作原理和设计思路及方案 (2) 2.1 基本原理 (2) 2.2 设计思路 (2) 2.3 设计方案 (2) 第3章硬件电路设计 (4) 3.1 按键设计电路图 (4) 3.2 显示电路设计图 (4) 3.3脉冲产生电路设计图 (5) 第4章软件设计 (5) 4.1主程序流程及说明 (6) 4. 2中断服务子程序 (6) 4.3键盘扫描程序 (7) 第5章系统调试及软件仿真 (8) 5.1 程序调试 (8) 5.2 硬件电路调试 (9) 第6章总结 (10) 参考文献 (11) 附录 (12) 系统原理图： (12) 程序清单： (13)
第1章序言 随着科学技术特别是微型计算机技术的高速发展，单片微机技术也获得了飞速发展。目前，单片机已经在日常生活和控制领域等方面得到广泛的应用，它正为我国经济的快速发展发挥着举足轻重的作用。作为自动化专业的一名工科学生应该牢牢掌握这一重要技术。而课程设计这一环节是我们提高单片机应用能力的很好机会，也是我们学好这一课程的必经环节。通过课程设计可以进一步巩固我们前面所学理论知识，使我们对单片机理论知识有一个深刻的认识和全面的掌握。另外通过这一真正意义上的实践活动，我们可以从中发现自己不足之处并能够在自己的深思下和老师的指导下得到及时的解决。再次，它能使我们的应用能力和科技创新能力得到较大的提高。 本课程设计是单片机系统在测速方面的简单应用。目前单片机技术已经在电机转速等为控制对象的控制系统中得到了广泛的应用，而在这一控制过程中必须通过单片机来测量转速。本课程设计利用89C51单片机及外围电路来设计一个数字转速表。通过测量转速所对应的方波脉冲来测量转速，，同时其具体数值也可以在LED上显示出来。 单片机作为嵌入式微控制器在工业测控系统，智能仪器和家用电气中得到广泛应用。虽然单片机的品种很多，但MCS-51系列单片机仍不失为单片机中的主流机型。本课程以MCS-51系列与其特点是由浅入深，注重接口技术和应用。机电一体化是当今制造技术和产品发展的主要倾向，也是我国机电工业发展的必由之路。可以认为，它是用系统工程学的观点和方法，研究在机电系统和产品中如何将机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合应用，以求机电系统和产品达到最佳的组合。机电一体化产品所需要的是嵌入式微机，而单片机具有体积小、集成度高、功能强等特点，适于嵌入式应用。智能仪器、家用电器、数控机床、工业控制等机电设备和产品中竟相使用单片机。
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 新乡职业技术学院 毕业设计（论文）题目桑塔纳2000变速器装配工艺 系别汽车技术系 学生姓名 学号
专业名称汽车制造与装配技术 指导教师 2013年12 月 4 日
目录 摘要 (2) 一、变速器的发展史及未来的发展方向 (3) 二、国内外研究现状、水平及存在的问题 (4) 三、变速器的分类、组成及功用 (5) （一）、变速器分类 (5) （二）、变速器组成 (6) （三）、变速器功用 (7) 四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析 (7) 五、桑塔纳2000变速器的结构 (13) 六、桑塔纳2000变速器参数 (15) 七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链 (18) 八、桑塔纳2000变速器的同步器 (21) （一）、同步器的结构 (21) （二）、同步环主要参数的确定 (22) 九、桑塔纳2000变速器装配方案及调试 (24) 结束语 (26) 文献参考 (27) 致谢 (28) 桑塔纳2000变速器装配工艺 摘要:本论文以变速器的装配问题为研究对象，论述了手动变速器变速器的发展史及 未来的发展方向国内外研究现状、水平及存在的问题、变速器的种类及作用、以及
变速器的装配方法精度等。 变速器，转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，当前手动变速器仍然是现代的主流。 关键词：手动变速器装配方法齿轮间的啮合间隙 每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器.伴随着人们的需求和科技技术的不断提高人们对变速器的要求也越来越高，变速器发展至今其结构越来越紧凑复杂当然为了更好的保证驾车中的舒适性对变速器装配的要求越来越高,因此装配工艺的将决定决定变速器工作状况.使用寿命和经济性,由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。 而在未来的课题的学习中，我将重点研究装配手动变速器对变速器的重要性。 一、变速器的发展史及未来的发展方向 汽车工业的百年历史中，肯定没有任何一个时代的变速器技术能比得上今天那么深入民心和丰富多彩，我们也几乎能断言，在下一个百年，变
基于单片机的数字钟设计毕业设计 目录 1. 引言 (1) 2. 关于单片机 (3) 2.1单片机的发展 (3) 2.2 单片机的开发背景 (5) 2.2 单片机的开发背景 (6) 2.3 AT89S52单片机 (7) 2.3.1 AT89S52单片机引脚功能 (8) 2.3.2 AT89S52单片机硬件结构的特点 (9) 2.3.3 AT89S52单片机的硬件原理 (11) 3. 方案设计与论证 (13) 4. 系统总体结构框图 (14) 5. 系统的硬件设计 (14) 5.1 显示部分电路的设计 (14) 5.1.1 LED数码显示管的基本原理 (14) 5.1.2 数码管显示模块分析 (15) 5.1.3 LED显示电路 (16) 5.2 控制部分电路的设计 (16) 5.2.1 时钟模块 (16) 5.2.2 温度模块 (16) 5.2.3 音乐模块 (17) 5.2.4 复位模块 (17) 5.2.5 光识模块 (18) 6. 系统的软件设计 (19) .参考资料.
6.1 各模块的程序设计 (19) 6.1.1 计时程序 (19) 6.1.2 定时闹钟程序 (19) 6.1.3 温度程序 (19) 6.2 系统程序设计的总体框图 (20) 7. 系统电路的制作与调试 (21) 7.1 电路硬件焊接制作 (21) 7.2 调试的主要方法 (21) 7.3 系统调试 (21) 7.3.1 硬件调试 (21) 7.3.2 软件调试 (21) 7.3.3 联机调试 (22) 7.3.4调试中遇到的问题及解决方法 (22) 结论 (24) 参考文献 (25) 附录1 数字钟电路图 (27) 附录2 程序清单 (27) 附录3 英文资料 (65) 附录4 英文资料翻译 (76) 致谢 (84) .参考资料.
湖南科技大学 单片机课程设计 题目基干单片机的数字电流耒设 辻 姓名 学院 专业 学号 指导教师
成绩 二0—一年五月二十六日
单片机课程设计任务书 一、设计题目: 基于单片机的数字电流表设计 二、设计要求: 1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作 2、能测0——1000mA 电流,至少能达1%的精度 3、要求掌握1/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设计 4、电流表能数字显示,且由单片机处理采集数据并驱动LED 显示
摘要 本设计就是通过采样电阻及信号放大电路将待测的电流信号I 转换成0—1V 电压信号, 由A/D 转换器采集电压信号,并将电压转换的数字信号传输给单片机,由单片机完成对采样信号的处理、分析,最后输出信号驱动LED 显示器,显示被测的电压值。
目录 一、功能要 求 (1) 二、原理及方案论证...、、 (2) 三、系统硬件电路的设计 (3) 四、系统程序的设计 (4) 五、调试及设计结 果…………………………………………………………… 、 5 参考文献…………………………………………………………………… 、、、6
、功能要求 1、数字电流表在平常工作环境中能良好工作 2、能测0―― 1000mA电流，至少能达1%的精度 3、要求掌握I/V信号转换,A/D转换器的使用与数据采集系统的设 计 4、电流表能数字显示，且由单片机处理采集数据并驱动LED显示 二、原理及方案论证 1、数字电流表工作原理 1、1采样电阻网络 原理如下图所示，输入被测电流通过量程转换开关S1―― S4,流经采样电阻R1――R4,由欧姆定律可知：U=I*R,因而转换输出电压为0V ------ 0、1V的电压，输出电压可再经后续放大电路放大处理。 1、2高共模抑制比放大电路 如下图，由双运放组成的同相输入高共模抑制比放大电路，其闭环输出可表示为：