畢業(yè)論文--基于單片機(jī)簡(jiǎn)易數(shù)控直流電壓源的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心控制芯片，實(shí)現(xiàn)數(shù)控直流電源功能的方案。設(shè)計(jì)采用8位精度的DA轉(zhuǎn)換器DAC0832、三端可調(diào)穩(wěn)壓器LM350和一個(gè)UA741運(yùn)算放大器構(gòu)成穩(wěn)壓源，實(shí)現(xiàn)了輸出電壓范圍為＋1.4V～+9.9V，電壓步進(jìn)0.1V的數(shù)控穩(wěn)壓電源，最大紋波只有10mV，具有較高的精度與穩(wěn)定性。另外該方案只采用了5個(gè)按鍵

2、實(shí)現(xiàn)輸出電壓的方便設(shè)定，具有設(shè)定值調(diào)整，微調(diào)（步進(jìn)量0.1），粗調(diào)（步進(jìn)量1）三種調(diào)整功能，顯示部分我們采用了三位一體的數(shù)碼管來(lái)顯示輸出電壓值。我們自行設(shè)計(jì)了12V和5V電源為系統(tǒng)供電。該電路的原理是通過(guò)MCU控制DA的輸出電壓大小，通過(guò)放大器放大，放大后的電壓作為L(zhǎng)M350的參考電壓，真正的電壓還是由電壓模塊LM350輸出。利用5個(gè)按鈕調(diào)整電壓、并且通過(guò)共陰極三位一體LED顯示輸出的電壓值。設(shè)計(jì)使用3三位一體數(shù)碼管，可以顯示三位數(shù)，一

3、個(gè)小數(shù)位，比如可以顯示5.90V，采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式。與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比具有操作方便，電源穩(wěn)定性高以及其輸出電壓大小采用數(shù)碼顯示的特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控，步進(jìn)，三端可調(diào)穩(wěn)壓器</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The design is with the MCUAT89S52 for

4、 the core control chip,which carry out the project that the function of the number controls the direct current power supply.Designed with the precision of eight DA converter DAC0832, three-adjustable regulators LM350 and

5、 a UA741 Operational Amplifiers constitute Regulators source, the output voltage range of +1.4 V ~ +9.9 V, 0.1V voltage step NC Regulators Power, it has with high precision and stability and only have the biggest ripple

6、of 10 mV. Meanwhile, th</p><p>　　Keywords: Numerical Control, Stepping,Three-adjustable regulators </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p>

7、<p>　　1.1 研究背景及意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況1</p><p>　　1.3 課題研究方法2</p><p>　　第2章 數(shù)控電壓源的總體方案介紹3</p><p>　　2.1 數(shù)控電壓源的方案論證3</p><p>　　2.1.1 方案一：采用單片機(jī)

8、的數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1.2 方案二：采用調(diào)整管的雙計(jì)數(shù)器的數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1.3 方案三：采用調(diào)整管的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.2 數(shù)控電壓源的方案比較5</p><p>　　2.2.1 數(shù)控部分的比較5</p><p&g

9、t;　　2.2.2 輸出部分的比較5</p><p>　　2.2.3 顯示部分的比較5</p><p>　　第3章 數(shù)控電壓源的工作原理6</p><p>　　3.1 整機(jī)電路框圖6</p><p>　　3.2 工作原理6</p><p>　　3.2.1 DA轉(zhuǎn)換電路工作原理6</p>

10、;<p>　　3.2.2 電壓調(diào)整電路工作原理7</p><p>　　3.2.3 數(shù)值計(jì)算8</p><p>　　第4章 單元電路工作原理9</p><p>　　4.1 時(shí)鐘電路9</p><p>　　4.1.1 時(shí)鐘振蕩電路圖9</p><p>　　4.1.2 時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生9&

11、lt;/p><p>　　4.2 復(fù)位電路9</p><p>　　4.3 鍵盤(pán)接口電路10</p><p>　　4.3.1 鍵盤(pán)電路10</p><p>　　4.3.2 鍵盤(pán)電路工作原理10</p><p>　　4.4 顯示接口電路11</p><p>　　4.4.1 顯示電路原

12、理11</p><p>　　4.4.2 LED顯示方式12</p><p>　　4.4.3 顯示電路原理圖12</p><p>　　4.5 DA轉(zhuǎn)換電路13</p><p>　　4.6 電源電路13</p><p>　　4.6.1 穩(wěn)壓器78L12和79L1213</p><p

13、>　　4.6.2 電源電路原理圖14</p><p>　　4.7 所用主要芯片14</p><p>　　4.7.1 單片機(jī)AT89S5214</p><p>　　4.7.2 芯片ADC083215</p><p>　　4.7.3 LM35017</p><p>　　4.7.4 運(yùn)放UA741

14、18</p><p>　　第5章 數(shù)控電壓源的軟件系統(tǒng)20</p><p>　　5.1 主程序20</p><p>　　5.2 子程序21</p><p>　　5.2.1 中斷子程序21</p><p>　　5.2.2 顯示子程序22</p><p>　　5.2.3 鍵掃

15、子程序23</p><p>　　第6章 電路的調(diào)試24</p><p>　　6.1 硬件的調(diào)試24</p><p>　　6.1.1 硬件調(diào)試過(guò)程24</p><p>　　6.1.2 電路數(shù)據(jù)的測(cè)試25</p><p>　　6.2 軟件的調(diào)試26</p><p>　　第7章

16、 數(shù)控電壓源的使用說(shuō)明27</p><p><b>　　結(jié)論28</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p>　　附錄1器件清單31</p><p>　　附錄2源程序清

17、單32</p><p>　?。?）主程序的源程序清單32</p><p>　　（2）外中斷1子程序的源程序清單35</p><p>　?。?）顯示子程序的源程序清單36</p><p>　?。?）鍵掃子程序的源程序清單37</p><p>　　（5）延時(shí)及啟動(dòng)0832子程序的源程序清單38</p>

18、;<p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 研究背景及意義</p><p>　　數(shù)控直流電壓源是電子技術(shù)常用的設(shè)備之一，廣泛的應(yīng)用于教學(xué)、科研等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的多功能數(shù)控直流電壓源功能簡(jiǎn)單、難控制、可靠性低、干擾大、精度低且體積大、復(fù)雜度高。普通數(shù)控直流電源品種很多，但均存在以下二個(gè)問(wèn)題: 1)輸出電壓是通過(guò)粗調(diào)(波段開(kāi)關(guān))

19、及細(xì)調(diào)(電位器)來(lái)調(diào)節(jié)。這樣，當(dāng)輸出電壓需要精確輸出，或需要在一個(gè)小范圍內(nèi)改變時(shí)(如1.05～1.07V)，困難就較大。另外，隨著使用時(shí)間的增加，波段開(kāi)關(guān)及電位器難免接觸不良，對(duì)輸出會(huì)有影響。2)穩(wěn)壓方式均是采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，對(duì)過(guò)載進(jìn)行限流或截流型保護(hù)，電路構(gòu)成復(fù)雜，穩(wěn)壓精度也不高。</p><p>　　在家用電器和其他各類(lèi)電子設(shè)備中，通常都需要電壓穩(wěn)定的直流電源供電。但在實(shí)際生活中，都是由220V的交流電網(wǎng)供

20、電。這就需要通過(guò)變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓電路將交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電。濾波器用于濾除整流輸出電壓中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來(lái)替代，則可縮小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需直流穩(wěn)壓器就能用作家用電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了其體積，使家用電器小型化。</p><p>　　傳統(tǒng)的數(shù)控直流電壓源通常采用電位器和波段開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)電壓的調(diào)節(jié)，并由電壓表

21、指示電壓值的大小。因此，電壓的調(diào)整精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位器也易磨損，而基于單片機(jī)控制的數(shù)控直流電源能較好地解決以上傳統(tǒng)穩(wěn)壓電源的不足。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的工控產(chǎn)品均需要有低紋波、寬調(diào)整范圍的高壓電源，特別是在一些高能物理領(lǐng)域，急需電腦或單片機(jī)控制的低紋波、寬調(diào)整范圍的電源。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

22、</p><p>　　從上世紀(jì)九十年代末起，隨著對(duì)系統(tǒng)更高效率和更低功耗的需求，電信與數(shù)據(jù)通訊設(shè)備的技術(shù)更新推動(dòng)電源行業(yè)中直流/直流電源轉(zhuǎn)換器向更高靈活性和智能化方向發(fā)展。在80年代的第一代分布式供電系統(tǒng)開(kāi)始轉(zhuǎn)向到20世紀(jì)末更為先進(jìn)的第四代分布式供電結(jié)構(gòu)以及中間母線結(jié)構(gòu)，直流/直流電源行業(yè)正面臨著新的挑戰(zhàn)，即如何在現(xiàn)有系統(tǒng)加入嵌入式電源智能系統(tǒng)和數(shù)字控制。</p><p>　　早在90年代

23、中期，半導(dǎo)體生產(chǎn)商們就開(kāi)發(fā)出了數(shù)控電壓源管理技術(shù)，而在當(dāng)時(shí)，這種方案的性?xún)r(jià)比與當(dāng)時(shí)廣泛使用的模擬控制方案相比處于劣勢(shì)，因而無(wú)法被廣泛采用。</p><p>　　由于板載電源管理的更廣泛應(yīng)用和行業(yè)能源節(jié)約和運(yùn)行最優(yōu)化的關(guān)注，電源行業(yè)和半導(dǎo)體生產(chǎn)商們便開(kāi)始共同開(kāi)發(fā)這種名為“數(shù)控電壓源”的新產(chǎn)品。</p><p>　　現(xiàn)今隨著直流電源技術(shù)的飛躍發(fā)展，整流系統(tǒng)由以前的分立元件和集成電路控制發(fā)展為微

24、機(jī)控制，從而使直流電源智能化，具有遙測(cè)、遙信、遙控的三遙功能，基本實(shí)現(xiàn)了直流電源的無(wú)人值守。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的數(shù)控直流電源主要由單片機(jī)系統(tǒng)、鍵盤(pán)、數(shù)碼管顯示器、D/A轉(zhuǎn)換電路、穩(wěn)壓電路等幾部分組成。單片機(jī)系統(tǒng)選用89S52型號(hào)單片機(jī)，采用獨(dú)立式鍵盤(pán)及LM350作穩(wěn)壓器件。</p><p>　　1.3 課題研究方法</p><p>　　隨著時(shí)代的

25、發(fā)展，數(shù)字電子技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研等各個(gè)領(lǐng)域，本文將介紹一種數(shù)控直流電源，本電源由電源電路、顯示電路、控制電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路四部分組成。準(zhǔn)確說(shuō)就是電源電路提供各個(gè)芯片電源、數(shù)碼管、放大器所需電壓，顯示電路用于顯示電源輸出電壓的大小，同時(shí)分析了數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相互轉(zhuǎn)換的概念。與傳統(tǒng)的穩(wěn)壓電源相比具有操作方便，電源穩(wěn)定性高以及其輸出電壓大小采用數(shù)碼顯示的特點(diǎn)。</p><p>　　數(shù)控電壓源是最常用的

26、儀器設(shè)備，在科研及實(shí)驗(yàn)中都是必不可少的。目前所使用的直流可調(diào)電源中，幾乎都為旋紐開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電壓，調(diào)節(jié)精度不高，而且經(jīng)常跳變，使用麻煩。利用數(shù)控電壓源，可以達(dá)到每步0.1V的精度，輸出電壓范圍1.4V至9.9V，電流可以達(dá)到3A。針對(duì)以上問(wèn)題，本課題設(shè)計(jì)了一種以單片機(jī)為核心的數(shù)控式高精度簡(jiǎn)易直流電源的設(shè)計(jì)，該電源采用數(shù)字調(diào)節(jié)、閉環(huán)實(shí)時(shí)監(jiān)控、輸出精度高，特別適用于各種有較高精度要求的場(chǎng)合。其設(shè)計(jì)方法是由單片機(jī)通過(guò)D/A，控制驅(qū)動(dòng)模塊輸出一個(gè)穩(wěn)

27、定電壓，同時(shí)穩(wěn)壓方法采用三端可調(diào)穩(wěn)壓管進(jìn)行調(diào)整，輸出電壓通過(guò)電阻反饋給運(yùn)放，與設(shè)定值進(jìn)行比較，若有偏差則調(diào)整輸出。工作過(guò)程中，單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)LED顯示，通過(guò)鍵盤(pán)可設(shè)置和調(diào)整電壓值。該電路具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，精度較高等特點(diǎn)。</p><p>　　第2章 數(shù)控電壓源的方案介紹</p><p>　　2.1 數(shù)控電壓源的方案論證</p><p>　　目前數(shù)控電壓源已廣

28、泛使用，要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)其方案比較多，主要有以下幾種方案：</p><p>　　2.1.1 方案一：采用單片機(jī)的數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì)</p><p>　　采用常用的52芯片作為控制器，P0口和DAC0832的數(shù)據(jù)口直接相連，DA的和連接后接P3.4，和接單片機(jī)的端，讓DA工作在單緩沖方式下。DA的8腳接參考電壓，DA的基準(zhǔn)電壓接5V電源，所以在DAC的8腳輸出電壓的分辨率為5V/256約等于0.02

29、V，也就是說(shuō)DA輸入數(shù)據(jù)端每增加1，電壓增加0.02V。通過(guò)運(yùn)放LM324將DA的輸出電流轉(zhuǎn)化為電壓，再通過(guò)運(yùn)放UA741將電壓反相并放大。最后經(jīng)LM350調(diào)整輸出電壓并穩(wěn)壓。其硬件框圖如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 方案一硬件框圖</p><p>　　2.1.2 方案二：采用調(diào)整管的雙計(jì)數(shù)器的數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì)

30、 </p><p>　　此方案采用傳統(tǒng)的調(diào)整管方案，主要特點(diǎn)在于使用一套雙計(jì)數(shù)器完成系統(tǒng)的控制功能，其中二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出經(jīng)過(guò)D/A變換后去控制誤差放大的基準(zhǔn)電壓，以控制輸出步進(jìn)。十進(jìn)制計(jì)數(shù)器通過(guò)譯碼后數(shù)碼管顯示輸出電壓值，為了使系統(tǒng)工作正常，必須保證雙十計(jì)數(shù)器同步工作。其硬件框圖如圖2.2

31、所示：</p><p>　　圖2.2 方案二硬件框圖</p><p>　　2.1.3 方案三：采用調(diào)整管的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的數(shù)控電壓源的設(shè)計(jì) </p><p>　　此方案不同于方案之二處在于使用一套十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，一方面完成電壓的譯碼顯示，另一方面其作為EPROM的地址輸入，而由EPROM的輸出經(jīng)D/A變換后控制誤差放大的基準(zhǔn)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)輸出步進(jìn)，只使用了一套計(jì)數(shù)器，回避了

32、方案二中必須保證雙計(jì)數(shù)器同步的問(wèn)題，但由于控制數(shù)據(jù)燒錄在EPROM中，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性降低。其硬件框圖如圖2.3所示：</p><p>　　圖2.3 方案三硬件框圖</p><p><b>　　2.2 方案比較</b></p><p>　　2.2.1 數(shù)控部分的比較 </p><p>　　方案二、三中采用中、小規(guī)模器件實(shí)

33、現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的芯片很多，造成控制電路內(nèi)部接口信號(hào)繁瑣，中間相互關(guān)聯(lián)多，抗干擾能力差。在方案一中采用了89S52單片機(jī)完成整個(gè)數(shù)控部分的功能，同時(shí)，89S52作為一個(gè)智能化的可編程器件，便于系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。</p><p>　　2.2.2 輸出部分的比較</p><p>　　方案二、三中采用線性調(diào)壓電源，以改變其基準(zhǔn)電壓的方式使輸出步進(jìn)增加或減少，這不能不考慮整流濾波后的紋波對(duì)輸出

34、的影響，而方案一中使用運(yùn)算放大器放大電壓，由于運(yùn)算放大器具有很大的電源電壓抑制化，可以大大減少輸出端的紋波電壓。</p><p>　　2.2.3 顯示部分的比較</p><p>　　方案二、三中的顯示輸出是對(duì)電壓的量化值直接進(jìn)行譯碼顯示輸出，顯示值為D/A變化輸入量，由于D/A變換與功率驅(qū)動(dòng)電路引入的誤差，顯示值與電源實(shí)際輸出值之間可能出現(xiàn)較大偏差，而方案一中采用三位一體的數(shù)碼管直接對(duì)電壓

35、值進(jìn)行顯示。</p><p>　　總之，方案一的優(yōu)點(diǎn)是具有精度高，使用方便，硬件電路簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，它使用了單片機(jī)，使得進(jìn)一步擴(kuò)展功能較為方便；方案二、三的優(yōu)點(diǎn)是電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是使用比較復(fù)雜，精度沒(méi)有那么高。</p><p>　　考慮到各種因素，本設(shè)計(jì)采用方案一。</p><p>　　第3章 數(shù)控電壓源的工作原理</p><p>　　3.

36、1 整機(jī)電路框圖</p><p>　　數(shù)控電壓源的電路框圖如圖3.1所示：</p><p>　　圖3.1 數(shù)控電壓源電路框圖</p><p><b>　　3.2 工作原理</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)介紹了以89S52單片機(jī)為控制單元，以數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832輸出參考電壓，以該參考電壓控制電壓轉(zhuǎn)換模塊LM350的

37、輸出電壓大小的數(shù)控電壓源。通過(guò)改變送給單片機(jī)的數(shù)字量而達(dá)到改變輸出電壓的方法。通過(guò)三端穩(wěn)壓器LM350達(dá)到輸出電壓的穩(wěn)定。</p><p>　　3.2.1 DA轉(zhuǎn)換電路工作原理</p><p>　　本設(shè)計(jì)是采用DAC0832實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，其數(shù)據(jù)口與P0口直接相連，DA的和連接后接P3.4，和接單片機(jī)的端，讓DA工作在單緩沖方式下。DA的8腳接參考電壓，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，在本次設(shè)計(jì)中的參考電

38、壓用5V電壓，所以在DAC的8腳輸出電壓的分辨率為5V/256=0.01950.02V，也就是說(shuō)DA輸入數(shù)據(jù)端每增加1，電壓增加0.02V。再在DA的電壓輸出端接運(yùn)放LM324，將DA的輸出電流轉(zhuǎn)換成電壓。改變P0口的數(shù)據(jù)便可改變0832的輸出電壓，如當(dāng)P0＝00H時(shí)，DAC0832的輸出電壓就應(yīng)為0V。其電路圖如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 DA轉(zhuǎn)換電路</p><p>

39、　　3.2.2 電壓調(diào)整電路工作原理</p><p>　　圖3.3 電壓輸出電路圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)的輸出電壓采用LM350三端調(diào)整穩(wěn)壓器進(jìn)行調(diào)整，先將0832的輸出電壓用UA741進(jìn)行反相放大，由于從LM324輸出的電壓是負(fù)電壓，所以UA741接成負(fù)反饋放大電路，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器可以調(diào)節(jié)運(yùn)放的電壓放大倍數(shù)。UA741的輸出端通過(guò)電阻接到LM350的調(diào)整端，通過(guò)改變UA741的輸出

40、電壓可以控制LM350的輸出電壓，也就是數(shù)控電壓源的最終輸出電壓值，其電壓輸出電路圖如圖3.3所示。由于LM350的輸出電壓Vout=1.25V(1+R0/R13)，由電路圖知R13是個(gè)定值，而R0則是由R12和下面的電路來(lái)確定的，可知R0是個(gè)變量，所以LM350的輸出電壓與R0是成線性關(guān)系變化的。通過(guò)調(diào)節(jié)VR2，即可調(diào)節(jié)LM350的輸出電壓。</p><p>　　3.2.3 數(shù)值計(jì)算</p>&l

41、t;p>　　(1)輸出電壓最小值Vmin的計(jì)算</p><p>　　由LM350的輸出電壓公式可知Vmin=1.25(1+27/220)=1.4V</p><p>　　(2)單片機(jī)送給0832數(shù)值的計(jì)算</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)，要求單片機(jī)送給0832的數(shù)值為00H時(shí)，輸出端輸出的電壓為1.4V，及單片機(jī)送給0832的數(shù)值為0FFH時(shí)，輸出端輸出的電壓值為

42、9.9V，所以每當(dāng)電壓增加0.1V時(shí)，單片機(jī)送給0832的數(shù)值就要增加3。所以在編程時(shí)，按一下步進(jìn)按鍵，P0口的數(shù)據(jù)便要變化3。當(dāng)電壓要增加1V時(shí)，按一下按鍵，P0口的數(shù)據(jù)便要變化30。所以可以通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)改變運(yùn)放的放大倍數(shù)，使單片機(jī)送給0832的數(shù)值增加3時(shí)，輸出電壓就要增加0.1V。</p><p>　　第4章 單元電路工作原理</p><p><b>　　4.1 時(shí)鐘電

43、路</b></p><p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序所研究的是指令執(zhí)行中各信號(hào)之間的相互關(guān)系。單片機(jī)本身就如一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。</p><p>　　4.1.1 時(shí)鐘振蕩電路圖</p><p>　　時(shí)鐘振蕩電路圖如圖4.1所示：</p&g

44、t;<p><b>　　4</b></p><p>　　圖4.1 時(shí)鐘振蕩電路圖</p><p>　　4.1.2 時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生 </p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益、反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體管

45、振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。</p><p>　　只要在單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳外接晶體振蕩器就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。電容器C8和C9的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5－30pF，典型值為30pF。外部時(shí)鐘方式是把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi)。此方式常用于多片單片機(jī)同時(shí)工作，以便于各單片機(jī)的同步。一般要求外部信號(hào)高電平的持續(xù)時(shí)間大于</p>

46、;<p>　　20μs，且為頻率低于12MHz的方波。</p><p><b>　　4.2 復(fù)位電路</b></p><p>　　復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵復(fù)位。按鍵復(fù)位電路圖如圖4.2所示。按 鍵復(fù)位具有上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只要按圖4.2中的 圖4.2 復(fù)位電路</p>

47、<p>　　RESET鍵，電源VCC經(jīng)電阻R1、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。上電復(fù)位電路要求接通電源后，通過(guò)外部電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位操作。上電瞬間RESET引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RERST引腳的高電平將逐漸下降。RERST引腳的高電平只要能保持足夠的時(shí)間（2個(gè)機(jī)器周期），單片機(jī)就可以進(jìn)行復(fù)位操作。單片機(jī)復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE和信號(hào)，即ALE=1和=1。這表明單片機(jī)復(fù)位期間不會(huì)有任何取指操作。

48、復(fù)位后：PC值為0000H，表明復(fù)位后程序從0000H開(kāi)始執(zhí)行；SP值為07H值，表明堆棧底部在07H，需重新設(shè)置SP值；單片機(jī)在復(fù)位后，已使P0～P3口每一端線為“1”，為這些端線用作輸入口做好了準(zhǔn)備。</p><p>　　4.3 鍵盤(pán)接口電路 </p><p>　　4.3.1 鍵盤(pán)電路</p><p>　　鍵盤(pán)接口通常包括硬件和軟件兩部分。硬件是指鍵盤(pán)的結(jié)構(gòu)及其

49、主機(jī)的連接方式；軟件是指對(duì)鍵盤(pán)操作的識(shí)別與分析，即鍵盤(pán)管理程序。</p><p>　　鍵盤(pán)一般是一組開(kāi)關(guān)(按鍵)的集合。常用的按鍵有三種：</p><p>　　機(jī)械觸點(diǎn)式：利用金屬的彈性使按鍵復(fù)位。</p><p>　　導(dǎo)電像膠式：利用利用橡膠接彈性使按鍵復(fù)位。</p><p>　　柔性按鍵：外形及面板布局等可按整機(jī)要求設(shè)計(jì)，在價(jià)格、壽命、防

50、潮、防銹等方面顯示出較強(qiáng)的優(yōu)越性。</p><p>　　鍵盤(pán)按其工作原理又可分為編碼式鍵盤(pán)和非編碼式鍵盤(pán)。這兩類(lèi)鍵盤(pán)的主要區(qū)別是識(shí)別鍵符及給出相應(yīng)鍵碼的方法。</p><p>　　編碼鍵盤(pán)主要是用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵的識(shí)別；</p><p>　　非編碼鍵盤(pán)主要是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)的定義與識(shí)別。</p><p>　　非編碼式鍵盤(pán)接照與主機(jī)連接方式的不同

51、，可分獨(dú)立式鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán)。</p><p>　　(1)獨(dú)立式鍵盤(pán)：獨(dú)立式鍵盤(pán)中，每個(gè)按鍵占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵電路相對(duì)獨(dú)立。I/O口通過(guò)按鍵與地相連，I/O口有上拉電阻，無(wú)鍵按下時(shí)，引腳端為高電平，有鍵按下時(shí)，引腳電平被拉低。I/O口內(nèi)部有上拉電阻時(shí)，外部可不接上拉電阻。</p><p>　　(2)矩陣式鍵盤(pán)：行列式鍵盤(pán)采用行列電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)按鍵較多時(shí)所占用的口線相對(duì)較少，鍵盤(pán)規(guī)模

52、越大，其優(yōu)點(diǎn)越明顯。所以，當(dāng)按鍵數(shù)目大于8時(shí)，一般采用矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　4.3.2 鍵盤(pán)電路工作原理</p><p>　?。?）鍵盤(pán)電路原理圖如圖4.3所示：</p><p>　　圖4.3 鍵盤(pán)電路原理圖</p><p>　　（2）鍵盤(pán)電路工作原理</p><p>　　如圖4.3所示，當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，

53、單片機(jī)的P1.0～P1.3及P3.3為高電平。當(dāng)有鍵按下時(shí)，單片機(jī)的相應(yīng)口線通過(guò)按鍵與地相連被拉成低電平，其它口線電平狀態(tài)不變。因此，通過(guò)檢測(cè)I/O口線的電平狀態(tài)，即可判斷鍵盤(pán)上哪個(gè)鍵被按下。 </p><p>　　4.4 顯示接口電路</p><p>　　4.4.1 顯示電路原理</p><p>　　常所說(shuō)的LED顯示器由七個(gè)發(fā)光二極管組成，</p>

54、<p>　　因此也稱(chēng)之為七段LED顯示器，此外，顯示器中還</p><p>　　有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（在圖中以dp表示），用</p><p>　　于顯示小數(shù)點(diǎn)。通過(guò)七段發(fā)光二極管的不同組合，</p><p>　　可以顯示多種數(shù)字、字母或者其他符號(hào)。LED顯示</p><p>　　器中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法。</p&g

55、t;<p><b>　?、俟碴?yáng)極接法</b></p><p>　　把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。使</p><p>　　用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V。這樣陰極端輸入低電平的段</p><p>　　發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。 圖4.4 七段LED顯示</p><p><b&

56、gt;　?、诠碴帢O接法</b></p><p>　　把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地，這樣陽(yáng)極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用共陰極接法，如圖4.4所示。七段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì)8段。因此提供給LED顯示器的字型代碼正好一個(gè)字節(jié)。采用LED顯示器。LED顯示器由七個(gè)發(fā)光二極管組

57、成，本設(shè)計(jì)采用共陰級(jí)接法。顯示方式采用動(dòng)態(tài)顯示方式。原因在于：靜態(tài)顯示方式要求口線多，占用資源多，成本就高，而動(dòng)態(tài)顯示方式，電路簡(jiǎn)單、節(jié)省口線、成本低。</p><p>　　4.4.2 LED顯示方式</p><p><b>　?、凫o態(tài)顯示</b></p><p>　　所謂靜態(tài)顯示，是指顯示器顯示某一字符時(shí)，相</p><p

58、>　　應(yīng)段的發(fā)光二極管恒定地導(dǎo)通或截止。這種顯示方法</p><p>　　每一位都需要有一個(gè)8位輸出控口控制。靜態(tài)顯示時(shí)，</p><p>　　較小的驅(qū)動(dòng)電流就可以得到較高的顯示亮度，所以可</p><p>　　由接口芯片直接驅(qū)動(dòng)。并行輸出顯示位數(shù)越多需要</p><p>　　I/O口越多。

59、 圖4.5 三位一體LED外觀引腳圖</p><p><b>　?、趧?dòng)態(tài)顯示</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)用到的是六位動(dòng)態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位數(shù)碼管，如圖4.5中所示，各位數(shù)碼管的段控線相應(yīng)并聯(lián)在一起，由一個(gè)8位的I/O口控制，但是8路驅(qū)動(dòng)采用74LS244總線驅(qū)動(dòng)器作為數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)器，各位的位控線(即公共陰極或陽(yáng)

60、極)由另外的I/O口線控制，同時(shí)也必須接有74LS244作為驅(qū)動(dòng)器，在74LS244輸出端必須接有500Ω限流電阻接到電源，這種電路的特點(diǎn)是節(jié)省I/O口線，硬件電路相對(duì)靜態(tài)顯示方式簡(jiǎn)單，但是也有其缺點(diǎn)如：顯示高度不如靜態(tài)顯示方式，而且在顯示位數(shù)較多時(shí)，CPU要依次掃描，占用CPU較多的時(shí)間。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的是共陰極的三位一體的LED，其外觀引腳如圖4.5所示，A、B、C分別為三個(gè)數(shù)碼

61、顯示的位控引腳，其顯示原理與單個(gè)LED的顯示原理完全相同，在此不再贅述。</p><p>　　4.4.3 顯示電路原理圖</p><p>　　顯示電路原理圖如圖4.6所示：</p><p>　　圖4.6顯示電路原理圖</p><p>　　4.5 D/A轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　D/A轉(zhuǎn)換電路主要由AT89S52（單

62、片機(jī)）、數(shù)碼轉(zhuǎn)換器DAC0832及LM324運(yùn)算放大器等芯片組成。AT89S52的P0口作為數(shù)據(jù)端口與DAC0832的8位數(shù)據(jù)線相連。本系統(tǒng)中，因?yàn)镃PU的工作任務(wù)是單一的，而且數(shù)據(jù)傳送的目的地址也是單一的，因此，DAC0832采用單緩沖的工作方式，該芯片的(低電平有效)、、、四個(gè)使能端均與地相接處于有效狀態(tài)，這個(gè)工作方式不需要給DAC0832分配地址空間，CPU的P1口的數(shù)據(jù)變化直接反映到DAC0832的輸出端。</p>

63、<p><b>　　4.6 電源電路</b></p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，由于要給運(yùn)放LM324和UA741供電，所以要自制電源。在此次設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)了一個(gè)可以輸出正負(fù)12伏的電源。主要以7800系列(輸出正電壓)和7900系列（輸出負(fù)電壓）做成電源電路。線性電源由15V變壓器經(jīng)過(guò)全波整流，電容整流濾波，通過(guò)三端穩(wěn)壓管7812、7912穩(wěn)壓為芯片AT89S52、DAC083

64、2、LM324、UA741、數(shù)碼管等提供電壓。</p><p>　　4.6.1 穩(wěn)壓器78L12和79L12</p><p>　　三端固定穩(wěn)壓器，三端只有3個(gè)引出端子，具有應(yīng)用時(shí)外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。通常有78L12（正電源）系列和79L125（負(fù)電源）系列，其結(jié)構(gòu)外觀如右圖4.7所示：它由輸出腳OUT，輸入腳和接地腳GND組成，它的書(shū)室穩(wěn)壓輸出值為正

65、負(fù)12V，由它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，除增加了一級(jí)啟動(dòng)電路外，其余部分 圖4.7 7812引腳圖</p><p>　　與串聯(lián)穩(wěn)壓電路完全一樣，其基準(zhǔn)電壓源的穩(wěn)定性更高，采取的電容必須是漏電流較小的坦電容，或者是電解電容須是鉭電容的10倍，保護(hù)電路更完善。穩(wěn)壓器輸入端的電容用來(lái)進(jìn)一步消除紋波，此外，輸出端的電容起到了頻率補(bǔ)償?shù)淖饔?，能防止自激振蕩，從而使電路穩(wěn)定工作。</p><p>　　4.6.

66、2 電源電路原理圖</p><p>　　電源電路原理圖如圖4.8所示：</p><p>　　圖4.8 電源電路原理圖</p><p>　　4.7 所用主要芯片 </p><p>　　4.7.1 單片機(jī)AT89S52</p><p>　　（1）AT89S52單片機(jī)芯片引腳圖</p

67、><p>　　AT89S52芯片引腳圖（如圖4.9所示）：</p><p>　?。?）AT89S52單片機(jī)芯片的特點(diǎn)</p><p>　　AT89S52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，8kBytesFlash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙

68、工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。此外，AT89S52設(shè)計(jì)和配置了振蕩頻率可為0Hz并 圖4.9 芯片AT89S52引腳圖</p><p>　　可通過(guò)軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷 激活或硬件復(fù)位。同時(shí)該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，

69、以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p><p>　　(3) 信號(hào)引腳的第二功能：</p><p>　　由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限制的，例如MCS—51系列把芯片引腳數(shù)目限定為40條，但單片機(jī)為實(shí)現(xiàn)其功能所需要的信號(hào)數(shù)目卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾。“復(fù)用”(即給一些信號(hào)引腳賦以雙重功能)是解決此問(wèn)題的唯一可行的辦法。89S52單片機(jī)的引腳的第二功能如表4.1所示：<

70、/p><p>　　表4.1：P1口和P3的第二功能</p><p>　　4.7.2 芯片DAC0832</p><p>　?。?）DAC0832芯片引腳圖</p><p>　　DAC0832芯片引腳圖如圖4.10所示：</p><p>　?。?）DAC0832芯片的特點(diǎn)</p><p>　　DAC0

71、832是一種典型的8位轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部為</p><p>　　雙緩沖寄存器即輸入寄存器和DAC寄存器，、 圖4.10 芯片0832引腳圖</p><p>　　、分別為該兩寄存器的寫(xiě)信號(hào)輸出端，ILE為輸入鎖存使能端，高電平有效，為片選端，為傳輸控制端，它和共同控制DAC寄存器的工作狀態(tài)，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖4.11所示。DAC0832有兩個(gè)接地端AGND（模擬電路接地端）和DGND（數(shù)字信號(hào)

72、）接地端，一般情況下，這兩個(gè)地端均并聯(lián)接地。DAC0832的D/A轉(zhuǎn)換電路為倒T型R-2R電阻網(wǎng)絡(luò)，故有Iout1和Iout2兩個(gè)電流輸出端，根據(jù)不同的電路組成，該芯片可以有兩種輸出模式，一種為電流輸出模式，這種模式基準(zhǔn)電壓加在VREF端，由Iout1，Iout2輸出的電流經(jīng)運(yùn)算放大器相加后輸出；另一種為電壓輸出模式，這種模式基準(zhǔn)電壓加在Iout1和Iout2之間，模擬電壓加從VREF端輸出。為了設(shè)計(jì)的方便，本電路選用電壓輸出模式，Io

73、ut1和Iout2之間接一參考電壓，VREF輸出可控制電壓信號(hào)。它有三種工作方式：不帶緩沖工作方式，單緩沖工作方式，雙緩沖工作方式。該電路采用單緩沖模式，在忡圖中==0，DAC寄存處于直通狀態(tài)。又由于ILE=1，故只要在選中該片（=0）的地址時(shí)，寫(xiě)入（=0）數(shù)字量，則該數(shù)字信號(hào)立即傳送到輸入寄存器，并直通至DAC寄存器，經(jīng)過(guò)短暫</p><p>　　圖4.11 0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p

74、>　　4.7.3 LM350</p><p><b>　?。?）芯片介紹</b></p><p>　　LM350是可調(diào)節(jié)3－端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出范圍為 </p><p>　　1.2伏到33伏時(shí)能夠提供超過(guò)3安的電流。此穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個(gè)外部電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。此外還使用內(nèi)部限流、熱判斷和安全工作區(qū)補(bǔ)償使之基本能防止燒斷保險(xiǎn)絲

75、。其外形及引腳圖如圖4.12所示： 圖4.12 LM350外形及引腳圖</p><p>　　LM350服務(wù)于多種應(yīng)用場(chǎng)合，包括局部穩(wěn)壓、卡上穩(wěn)壓。該器件還可以用來(lái)制做一種可編程的輸出穩(wěn)壓器，或者，通過(guò)在調(diào)整點(diǎn)和輸出之間接一個(gè)電阻，LM350可用作一個(gè)精密穩(wěn)流器。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4.13所示：</p><p>　　圖4.13 LM350內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p&g

76、t;<b>　　其主要特點(diǎn)如下：</b></p><p>　　① 輸出電流超過(guò)3安</p><p>　?、?輸出電壓在1.2伏和33伏之間可調(diào)節(jié)</p><p><b>　?、?內(nèi)部熱過(guò)載保護(hù)</b></p><p>　?、?不隨溫度變化的內(nèi)部短路電流限制</p><p>　

77、?、?輸出晶體管安全工作區(qū)補(bǔ)償</p><p>　?、?對(duì)高壓應(yīng)用孚空工作</p><p>　　⑦ 標(biāo)準(zhǔn)3引腳晶體管封裝</p><p>　?、?避免置備多種電壓</p><p>　?。?）其基本電路工作原理</p><p>　　LM350 是三端浮動(dòng)穩(wěn)壓器。其基本電路工作原理如圖4.14所示。工作時(shí)，LM350建立并

78、保持輸出與調(diào)節(jié)端之間1.25V的標(biāo)稱(chēng)參考電壓，這一參考電壓由R1轉(zhuǎn)換成編程電流，該恒定電流經(jīng)R2到地。其穩(wěn)壓輸出電壓由式4.1給出：</p><p>　　圖4.15 LM350基本電路工作原理圖</p><p>　　圖4.14 基本電路工作原理圖</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　因?yàn)檎{(diào)

79、節(jié)端的電流在式中代表誤差項(xiàng)，所以LM350設(shè)計(jì)成控制IAdj小于100微安并使這之保持恒定。為達(dá)到這一點(diǎn)，所有靜態(tài)工作電流都返回到輸出端。這樣就需要最小負(fù)載電流表。如果負(fù)載電流小于最小值，輸出電壓會(huì)上升。</p><p>　　因?yàn)長(zhǎng)M350是浮動(dòng)穩(wěn)壓器，所以只有電路兩端電壓差對(duì)性能是重要的，工作對(duì)地呈高電壓也就成為可能。</p><p><b>　?。?）負(fù)載調(diào)整率</b&

80、gt;</p><p>　　LM350能提供極良好的負(fù)載調(diào)整率，但為實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能需要注意幾點(diǎn)。編程電阻（R1）應(yīng)盡可能連接在與穩(wěn)壓器靠近處，以使與參考電壓有效串聯(lián)線路壓降最小，避免調(diào)整率變差。R2接地端可以回到靠近負(fù)載接地端處，以提供遠(yuǎn)程接地取樣并改進(jìn)提高負(fù)載調(diào)整率。</p><p>　　4.7.4 集成運(yùn)放UA741</p><p>　　UA741是一款集成運(yùn)算放

81、大器。集成運(yùn)算放大器是一種高增益多級(jí)直接耦合放大器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4.15所示，其各部分的作用如下：</p><p>　　圖4.15 運(yùn)放組成框圖</p><p>　　（1）差動(dòng)輸入級(jí) 使運(yùn)放有盡可能高的輸入阻抗及共模抑制比。</p><p>　?。?）中間放大級(jí) 由多級(jí)直接耦合放大器組成，以獲得足夠高的電壓增益。</p><p>　?。?/p>

82、3）輸出級(jí) 可使運(yùn)放具有一定幅度的輸出電壓、輸出電流和盡可能小的輸出電阻。在輸出過(guò)載時(shí)有自動(dòng)保護(hù)作用以免損壞集成塊。輸出級(jí)一般為互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)推挽電路。</p><p>　?。?）偏置電路 為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。為使工作點(diǎn)穩(wěn)定，一般采用恒流源偏置電路。 </p><p>　　在本設(shè)計(jì)中用到的UA741共有兩個(gè)基本作用：放大電壓和反相作用。其引腳圖如圖4.16所示。</p>

83、<p>　　圖4.16 UA741引腳圖</p><p>　　第5章 數(shù)控電壓源的軟件系統(tǒng)</p><p><b>　　5.1 主程序</b></p><p>　　主程序流程框圖如圖5.1所示：</p><p>　　主程序的源程序見(jiàn)附錄2。</p><p>　　圖

84、 5.1 主程序流程圖</p><p><b>　　5.2 子程序</b></p><p>　　5.2.1 外中斷1子程序</p><p>　　外中斷1子程序流程框圖如圖5.2所示:</p><p>　　外中斷1子程序的源程序見(jiàn)附錄3。</p><p>　　圖5.2 外中斷

85、1子程序流程圖</p><p>　　5.2.2 顯示子程序</p><p>　　顯示子程序流程框圖如圖5.3所示：</p><p>　　顯示子程序的源程序見(jiàn)附錄4。</p><p>　　圖5.3 顯示子程序流程圖</p><p>　　5.2.3 鍵掃子程序</p><p>　　鍵掃子程序流程框圖

86、如圖5.4所示：</p><p>　　鍵掃子程序的源程序見(jiàn)附錄4。</p><p>　　圖5.4 鍵掃子程序流程圖</p><p><b>　　第6章 電路的調(diào)試</b></p><p><b>　　6.1 硬件的調(diào)試</b></p><p>　　6.1.1 硬件的調(diào)試過(guò)程&

87、lt;/p><p>　　電路調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決辦法：</p><p>　　(1).電路線路比較多，容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，數(shù)碼顯示由于短路出現(xiàn)顯示不正常顯示，整理線路后能夠正常顯示。</p><p>　　(2).制作和測(cè)試－12V電源時(shí)，由于沒(méi)有認(rèn)真參考整流管的接法和7912的芯片資料，出現(xiàn)一次整流電容爆裂。</p><p>　　(3).數(shù)碼顯

88、示出現(xiàn)問(wèn)題，檢查電路發(fā)現(xiàn)P2口沒(méi)有加上拉電阻，數(shù)碼顯示的亮度不夠，加上上拉電阻能正常顯示。</p><p>　　(4).穩(wěn)壓管7812的輸出端輸出電壓，檢查電路，發(fā)現(xiàn)輸出端需要增加一個(gè)電容，增加后問(wèn)題得到解決。</p><p>　　(5).由于數(shù)碼管顯示的電壓不是從LM350輸出的實(shí)際電壓值，所以顯示的電壓與實(shí)際的電壓值有一點(diǎn)的差距，為了減少誤差，且從前面的電壓調(diào)整電路可知輸出電壓與電阻是

89、成線性關(guān)系的，所以首先必須調(diào)節(jié)輸出電壓的線性關(guān)系。</p><p>　　線性關(guān)系主要是這樣調(diào)節(jié)的：</p><p>　　① 首先輸入1.5V的電壓，調(diào)節(jié)電位器，使輸出也為1.5V的電壓；</p><p>　?、?通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置，使輸入為3.5V的電壓，反復(fù)調(diào)節(jié)電位器，使輸出為3.5 0.1V的電壓；</p><p>　?、?通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置，使輸入

90、為5.5V的電壓，反復(fù)調(diào)節(jié)電位器，使輸出為5.5 0.1V的電壓；</p><p>　?、?通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置，使輸入為7.5V的電壓，反復(fù)調(diào)節(jié)電位器，使輸出為7.5 0.1V的電壓；</p><p>　?、?通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置，使輸入為9.5V的電壓，反復(fù)調(diào)節(jié)電位器，使輸出為9.5 0.1V的電壓。</p><p>　　通過(guò)調(diào)節(jié)輸入輸出電壓的線性關(guān)系，確定電位器的阻值。調(diào)好了

91、線性關(guān)系后，電位器使固定下來(lái)了，在以后的操作中不能改變電位器的阻值。隨著電位器阻值的確定，運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)也就確定下來(lái)了。</p><p>　　6.1.2 電路數(shù)據(jù)的測(cè)試</p><p>　　(1).電壓輸出范圍的測(cè)試</p><p>　　主要測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表 </p><p>　?、?設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，通過(guò)程序電壓極值，先設(shè)最低值，

92、再設(shè)最高值，用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量相應(yīng)的輸出電壓，重復(fù)測(cè)試三次，具體測(cè)試數(shù)據(jù)如表6.1：</p><p>　　表6.1 電壓輸出范圍測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p><b>　　②誤差分析</b></p><p>　　從上表的數(shù)據(jù)看出，實(shí)際輸出的電壓最低值達(dá)不到要求的0V，主要原因是在設(shè)計(jì)電路原理的時(shí)候考慮到條件不足，0832的基準(zhǔn)電壓只能是+5V，如果能使

93、0832的基準(zhǔn)電壓能夠是-5V，則可以達(dá)到要求。</p><p>　　最低值誤差＝（0.01＋0.005＋0.003）/3=0.006V=6mV</p><p>　　最高值誤差＝（0.01＋0.005＋0）/3=0.005V=5mV</p><p>　　總體分析 ：由以上數(shù)據(jù)分析可知，在兩端點(diǎn)處，系統(tǒng)最大誤差為6mV，完全達(dá)到題目設(shè)計(jì)要求。</p>&

94、lt;p>　　(2).步進(jìn)控制測(cè)試： </p><p>　　主要測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表</p><p>　?、?在規(guī)定的范圍內(nèi)，先設(shè)定一個(gè)初始值（若不設(shè)定，則系統(tǒng)默認(rèn)為1.4V）。然后通過(guò)功能鍵在初始值的基礎(chǔ)上進(jìn)行先步進(jìn)控制，然后再步減。測(cè)試五組數(shù)據(jù)如表6.2:</p><p>　　表6.2 步進(jìn)控制測(cè)試數(shù)據(jù)</p><p><b&

95、gt;　?、谡`差分析</b></p><p>　　分析上表，在中間段誤差較小，兩端誤差變大，這一方面與電源部分影響有關(guān)，另外受運(yùn)放比較精度及0832的基準(zhǔn)電壓和0832的量化誤差的影響?？赏ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)電位器對(duì)數(shù)模輸出補(bǔ)償來(lái)減小誤差。</p><p>　　總體來(lái)說(shuō)基本上達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　6.2 軟件調(diào)試</b>&

96、lt;/p><p>　　(1).主程序的調(diào)試</p><p>　　在調(diào)試主程序時(shí)，由于沒(méi)有調(diào)啟動(dòng)0832的程序，DA轉(zhuǎn)換不能正常進(jìn)行，調(diào)用后能正常進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換。</p><p>　　(2).顯示子程序的調(diào)試</p><p>　　在調(diào)試顯示子程序時(shí)，由于調(diào)用的延時(shí)時(shí)間不夠，數(shù)字在數(shù)碼管上顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，且閃爍頻率不一致，通過(guò)多次調(diào)試，改變

97、延時(shí)時(shí)間，最終數(shù)字能穩(wěn)穩(wěn)地顯示在數(shù)碼管上。</p><p>　　(3).中斷子程序的調(diào)試</p><p>　　在調(diào)試中斷子程序時(shí)，開(kāi)始我采用的是電平觸發(fā)方式，但達(dá)不到要求，按下調(diào)整按鍵沒(méi)有松開(kāi)，中斷程序一直在執(zhí)行，也就是說(shuō)中斷程序不只執(zhí)行一次，改為脈沖觸發(fā)方式后，能達(dá)到理想的效果。</p><p>　　第7章 數(shù)控電壓源的使用說(shuō)明</p><p&

98、gt;　　此數(shù)控電壓源輸出電壓值在1.4V～＋9.9V之間。A鍵用于電源步進(jìn)加或調(diào)整加0.1V；B鍵用于電源步進(jìn)減或調(diào)整減0.1V，每按一次分別加或減0.1V；C、D鍵用于調(diào)整電壓的整數(shù)位，C鍵用于調(diào)整電壓加1V，D鍵用于調(diào)整電壓加1V，每按一次分別加或減1V。E鍵用于設(shè)置電源的設(shè)置狀態(tài)和輸出狀態(tài)。</p><p>　　使用該多功能數(shù)控電壓源操作簡(jiǎn)單。當(dāng)上電時(shí)，電源會(huì)輸出設(shè)置的1.4V電源，按E鍵就進(jìn)入設(shè)置狀態(tài)，

99、可以設(shè)置電壓，若在此時(shí)再按一次按下A鍵，電壓加0.1V，按B鍵電壓減0.1V，按C鍵電壓加1V，按D鍵電壓減1V，若設(shè)置完成，可按E鍵跳出電壓設(shè)置狀態(tài)，即可輸出設(shè)置的電壓值。在輸出狀態(tài)也可按A、B鍵，使電壓步進(jìn)0.1V。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)紋波也沒(méi)有提出很?chē)?yán)格要求，所以常用的穩(wěn)壓集成電路就可以滿(mǎn)足要求。在

100、電路中采用了模擬器件和數(shù)字器件所以需要+5V、和12V電源供電。本設(shè)計(jì)輸出的電壓穩(wěn)壓精度高，可以用在對(duì)直流電壓要求較高的設(shè)備上，或在科研實(shí)驗(yàn)室中當(dāng)作實(shí)驗(yàn)電源使用。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問(wèn)題，給我的感覺(jué)就是很難，很不順手，看似很簡(jiǎn)單的電路，要?jiǎng)邮职阉o設(shè)計(jì)出來(lái)，是很難的一件事，主要原因是我們沒(méi)有經(jīng)常動(dòng)手設(shè)計(jì)過(guò)電路以及在設(shè)計(jì)過(guò)程中用到的知識(shí)我學(xué)得不是很扎實(shí)，還有資料的查找也是一大難題，

101、這就要求我們?cè)谝院蟮膶W(xué)習(xí)和工作中，應(yīng)該注意到這一點(diǎn)，更重要的是我們要學(xué)會(huì)把從書(shū)本中學(xué)到的知識(shí)和實(shí)際的電路聯(lián)系起來(lái)，這不論是對(duì)我們以后的就業(yè)還是學(xué)習(xí)，都會(huì)起到很大的促進(jìn)和幫助。</p><p>　　不過(guò)本次設(shè)計(jì)中仍有不足之處，其中主要的不足之處沒(méi)有達(dá)到0V的設(shè)計(jì)要求。其主要原因是設(shè)計(jì)條件不夠，使得0832的基準(zhǔn)電壓只能為+5V，所以其只能輸出負(fù)電壓。而且LM350的輸出端比輸入端高也至少1.25V的電壓，所以在本次

102、設(shè)計(jì)中不能達(dá)到0V的電壓，但如果在0832的其準(zhǔn)電壓上再加上一個(gè)-5V的基準(zhǔn)電壓便可達(dá)到輸出0V的要求。</p><p>　　同時(shí)，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來(lái)；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測(cè)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的工作中得以改進(jìn)、提高；通過(guò)使用電路CAD 軟件Protel99

103、se，也讓我們了解到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的智能化，有利于提高工作效率。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李廣弟等.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001.</p><p>　　[2] 何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p>

104、<p>　　[3] 李光飛.51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[4] 張陵山，陳國(guó)平，楊子華.C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì).長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[5] 馬忠梅，張凱.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[6] 何立明.單片機(jī)程

105、序設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[7] 謝維成.單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　[8] 2003年全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽匯編.北京：電子工業(yè)出版社，2003.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，我要

106、感謝**電子信息工程學(xué)院所有老師，是他們孜孜不倦的教誨我，使我具備了良好的基礎(chǔ)知識(shí)，并掌握了學(xué)習(xí)的方法，才能夠有今天的這個(gè)課題的論文。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，由于開(kāi)始的時(shí)候電路和工作原理及一些問(wèn)題不是清楚，在朱老師的一步步的查漏補(bǔ)缺的指導(dǎo)下，才查明原因，然后修改PCB板才做出現(xiàn)在的實(shí)物。在此特別感謝我們的指導(dǎo)老師——**老師給予的耐心的指導(dǎo)，也非常感謝學(xué)院的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為我們提供良好的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，給我們的設(shè)計(jì)有了很大的幫助，同時(shí)感謝同組

107、成員對(duì)我的大力支持與信任，也一并感謝寢室兄弟們對(duì)我的支持！ </p><p>　　我還要感謝我的父母、家人和朋友，我的成績(jī)和他們的支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的，他們的關(guān)心和鼓勵(lì)永遠(yuǎn)都是我前進(jìn)和成長(zhǎng)的動(dòng)力。</p><p>　　最后，向所有關(guān)心、幫助過(guò)我的老師、同學(xué)、朋友和家人表示最誠(chéng)摯的謝意！</p><p><b>　　附 錄</b></p&

108、gt;<p><b>　　附錄1：元器件清單</b></p><p><b>　　表1 元器件清單</b></p><p><b>　　附錄2：源程序清單</b></p><p>　　(1) 主程序的源程序清單:</p><p>　　#include<reg

109、52.h></p><p>　　#include<absacc.h></p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#include<stdio.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#

110、define DAC0832 XBYTE[0XEFFF]</p><p>　　uchar biaozhi;</p><p>　　float vol;</p><p>　　sbit CS=P3^4;</p><p>　　sbit e=P1^6;</p><p>　　sbit f=P1^5;</p><

111、p>　　sbit g=P1^4;</p><p>　　sbit h=P3^3;</p><p>　　uchar led[3];</p><p>　　uchar t=0; </p><p>　　void put_on_leds (); //顯示輸出函數(shù)</p><p>　　char code ledm[]={

112、 0x3F,/*0*/</p><p>　　0x06,/*1*/</p><p>　　0x5B,/*2*/</p><p>　　0x4F,/*3*/</p><p>　　0x66,/*4*/</p><p>　　0x6D,/*5*/</p><p>　　0x7D,/*6*/</p>

113、<p>　　0x07,/*7*/</p><p>　　0x7F,/*8*/</p><p>　　0x6F,/*9*/</p><p>　　0x80,/*.*/</p><p><b>　　};</b></p><p>　　/*******************************

114、***主函數(shù)*******************************</p><p>　　* 函數(shù)原型：main();</p><p>　　* 功 能: 調(diào)整電壓,調(diào)用put_on_leds()函數(shù)顯示電壓</p><p>　　******************************************************

115、*****************/</p><p>　　void main (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar keyzhiii;</p><p>　　biaozhi=0; //次數(shù)初始化</p><p&g