2.1.1 STC89C52

STC89C51单片机属于增强型芯片，该芯片为双列直插式，共有引脚40个，工作电压的正常范围是3.3V~5.5V，同时高度集成了RAM（256Byte）、ROM（4KByte），同时还配有EEPROM与看门狗功能，拥有两个计数/定时器[5]。STC89C52理论工作频率是0~40MHz，但是工作过程中，可以在48MHz的频率环境中正常工作。此单片机的通用I/O口共有32个，可以在IAP、ISP中使用，该单片机的指令代码完全兼容传统的8051单片机，并且无需专用编程器和仿真器，其主要优点为较强的抗干扰能力和兼容性，较为丰富的资源、低廉的价格和功耗。

2.1.2  AVR单片机

AVR单片机所使用的硬件结构在8位、16位机选择了这种策略，主要使用输出比较匹配寄存器、输入捕获寄存器、以及相应控制逻辑的单体高速输入/输出的方案和局部寄存器存堆(32个寄存器文件) [6]。AVR单片机使执行指令的速度得到了极大的提升，高达1Mips/MHz，在性能得到提升的同时也有效的解决了出现的各种瓶颈，此外，还对硬件结构进行简化，更少的管理外设，使成本有效降低。

AVR单片机技术体现了单片机集计数器/定时器、A/D模数转换器、看门狗、FLASH程序存储器、EEPROM、TWI、SPI、同/异步串行口等在内的多种器件，它所拥有的功能主要包括功能多样化的定时器/计数器、门类全品种多的中断系统、替换功能的I/O端口、输入捕获和比较匹配输出、可靠性更高的复位系统等，使单片机不再局限于“片自而战”，而是不断发展和实现“片上系统SOC”[7]。因此，AVR单片机在成本、性能、速度和软/硬件的开销等方面实现了平衡优化，性价比较高。然而，AVR单片机都是以字节形式来判断和控制相关寄存器位的，没有位操作，且编程语言与51单片机C语言在写法上有很大差异，短期学习起来比较困难，相关资源也比较少。

2.1.3 FPGA

基于CPLD、GAL、PAL等可编程器件，在对其进行不断发展和提升后得到了现场可编程门阵列（FPGA），在ASIC领域中，FPGA是以半定制电路的形式存在和发挥作用的。在一般情况下，FPGA比ASIC的速度要慢，但是它的功耗相对较低，可以被修改来改正程序中的错误，可快速成品以及造价相对便宜[8]。既克服了原有可编程器件门电路数量有限的缺点，又解决了定制电路的不足之处。FPGA缺点也非常明显，使用复杂，成本偏高，在编译过程中很多错误不容易被发现，且熟悉时间长，不够灵活。

2.1.4 主控制芯片的确定

STC89C52RC具有编程开发环境易实现、开发成本相对较低，和其他系统兼容性强、使用普遍、相关资源丰富、抗干扰能力强、功耗低、价格低廉等优点，相比于AVR和FPGA来说具有明显的综合优势，故最终选择STC89C52RC作为系统控制芯片。

2.2 负载驱动设计方案

三极管是一种主要用来控制电流的大小的控制元件，它可以在一定程度上放大电流，在本质上看，三极管的基极通常会发生较小的电流变化，正是利用这种微小变化对集电极较大的电流变化量实施控制，这既是三极管的基本特性，也是其重要特性。

比方说共发射极三极管，将发射极和大地相连，信号输入端是基极、输出是集电极，基极电流IB会随着基极电压UB的微小变化而随之产生小的变化。基极电流IB控制集电极IC电流的变化，即基极电流IB增大时，集电极电流IC也会增大，而基极电流IB减小时，集电极电流IC也会减小，相对基极电流IB发生的变化，集电极电流IC具有更大的变化量，两者的比值即为三极管的放大倍数，表示为β，即 ，式中Δ代表变化量，β的数值通常介于几十到几百[9]。

三极管在对信号进行放大时，首先要实现导通，具体而言，首先要完成偏置的建立，即为三极管的工作构建最佳的静态工作点，否则会放大失真。