該儀器的核心部分是能夠?qū)崿F(xiàn)各種功能的電路板，它采用了CYGNAL公司的C8051Fxxx型單片機C8051F005。該系統(tǒng)主要包括電源電路、信號采集電路、信號放大電路、液晶驅(qū)動及顯示電路、串行通訊電路、系統(tǒng)復位電路和C8051F005單片機系統(tǒng)電路(包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路)。系統(tǒng)各部分的詳細電路如圖2所示。

　　3.1、C8051F005單片機系統(tǒng)電路

　　本系統(tǒng)使用的是C8051F005，它具有如下特點：

　　片內(nèi)有多達60KB的Flash ROM和2KB RAM，用戶無需再外擴存儲器;

　　一個12位的A/D轉(zhuǎn)換器ADC12，自帶采樣保持功能;

　　兩通道串行通訊接口，可用于異步或同步模式;

　　一個模擬比較器，可實現(xiàn)電壓比較或基準電壓的輸出。

　　ADC12是12位精度的A/D轉(zhuǎn)換模塊，帶有采樣保持功能，具有高速、通用的特點。它有8個外部信號采樣通道和4個內(nèi)部通道。由差動放大器輸出的信號由通道0輸入單片機，A/D轉(zhuǎn)換的時鐘、轉(zhuǎn)換模式和參考電壓源都可以由用戶用軟件設置。

　　由于該單片機內(nèi)部集成了眾多的外圍模塊，不但使電路的設計變得簡單，還可以大大縮小電路板的尺寸。另外，在電路板上預留一個JTAG接口，再配以一個普通的PC機，就可以很方便地實現(xiàn)系統(tǒng)軟件的調(diào)試。

?

　　圖2、系統(tǒng)詳細電路圖

　　3.2、串行通訊電路

　　C8051F005單片機內(nèi)部集成了兩個通用串行同步/異步模塊USART0和USART1，均支持兩種不同的串行協(xié)議，即;通用異步協(xié)議(UART協(xié)議)和同步協(xié)議(SPI協(xié)議)。本電路采用UART協(xié)議，再通過一個RS232接口芯片MAX3221E與PC機通訊。

　　MAX3221E是工作電壓為+3.0～+5.5V、僅需1μA的供給電流且具有自動關閉功能的單路RS-232收發(fā)器。C8051F005單片機的一大特點就是低功耗，它有多種功耗狀態(tài)可以編程控制。MAX3221E也是具有低功耗特點的接口器件，通過EN、FORCEON、FORCEOFF引腳可以控制驅(qū)動器、接收器的工作狀態(tài)，啟動或禁止自動降低功耗功能，從而使其工作在不同的能耗狀態(tài)，達到降低功耗的目的。

　　3.3、電源電路

　　本系統(tǒng)采用電池供電，這樣既可以保持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定可靠又可便于在實驗室以外的環(huán)境下使用。

　　3.3、LCD驅(qū)動及顯示電路

　　LCD顯示選用型號為SMS0501C段碼顯示驅(qū)動器。該液晶顯示器的接口方式為二線式串行接口，顯示方式為反射式正顯示，工作電壓為2.7V~5.5V。

　　3.4、其他電路

　　除了以上幾個主要的電路外，系統(tǒng)還有電源欠壓檢測電路和系統(tǒng)復位電路等。電源欠壓檢測電路采用的是C8051F005單片機內(nèi)部集成的模擬比較器來實現(xiàn)。系統(tǒng)復位電路采用按鈕復位形式，利用電容的充放電對單片機進行正確復位。當按鈕被按下時，C8051F005單片機的RST引腳即為低電平，只要這個低電平保持2個機器周期以上，單片機即可正確復位。