基于AVR單片機的智能恒電位儀的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、恒電位儀是電化學(xué)測試中的重要儀器,用它可以控制電極電位為設(shè)定值,以達(dá)到恒電位極化的目的。恒電位儀從整體分析說是一個負(fù)反饋放大——輸出系統(tǒng),與待測電極構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié),通過測量參比電極與工作電極的電位差,作為取樣信號與控制信號進(jìn)行比較,實現(xiàn)控制并調(diào)節(jié)極化電流輸出,使參比電極與工作電極的電位差得以保持在設(shè)定的控制電位上。恒電位儀的出現(xiàn),不但解決了電化學(xué)研究過程中因反應(yīng)造成外部激勵信號值偏離的問題,而且加快了電化學(xué)檢測與分析領(lǐng)域的多元化發(fā)展。因此

2、,恒電位儀在電化學(xué)檢測系統(tǒng)構(gòu)成中具有至關(guān)重要的地位。
　　實際工程應(yīng)用恒電位儀存在體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度低、恒電勢控制差等缺點,限制了它的應(yīng)用范圍。近年來隨著電子技術(shù)的發(fā)展,特別是嵌入式系統(tǒng)、單片機技術(shù)應(yīng)用的深入和發(fā)展,腐蝕檢測技術(shù)可以說是電化學(xué)領(lǐng)域與電子領(lǐng)域的交匯所形成的一門新的學(xué)科。本文從實際工程運用出發(fā),結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù),研究和設(shè)計了一種基于AVR單片機的智能化和微型化的恒電位儀,這將使恒電位儀精度更高,穩(wěn)定性能更好,同時

3、滿足現(xiàn)場檢測的需求。本文主要完成的工作有:
　　1、結(jié)合現(xiàn)代集成電子電路技術(shù),提出來基于集成運算放大器的微型恒電位儀設(shè)計方案,該方案采用集成運放OP27放為核心器件,利用其高輸入阻抗、高開環(huán)放大倍數(shù)、低失調(diào)電壓等特點,有效的控制了恒電位儀的誤差,最后設(shè)計其硬件電路。
　　2、根據(jù)三電極電化學(xué)傳感器的恒電位儀工作的基本原理,提出了基于AVR單片機的智能化恒電位裝置的整體設(shè)計方案并進(jìn)行實現(xiàn)。該裝置采用高精度的D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC

4、8831和A/D轉(zhuǎn)換芯片ADA7705,以AVR單片機ATmega16為整個系統(tǒng)的控制核心,充分利用其強大高速的處理能力,能夠?qū)崿F(xiàn)恒電位儀的恒電位設(shè)定功能和極化電流參數(shù)的測量功能。
　　3、采用低耦合高內(nèi)聚的設(shè)計思想,在ICCAVR開發(fā)平臺上設(shè)計了各個功能模塊的軟件程序;并利用ISP串行下載完成了整機的調(diào)試。
　　4、最后介紹了GPRS無線通信技術(shù),并將其引入系統(tǒng),實現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。同時它與RS-485通信方式結(jié)合,面對不