簡易數(shù)控直流電源設(shè)計畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計</b></p><p>　　課 題 名 稱： 簡易數(shù)控直流電源設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 班 級： 應(yīng)用電子技術(shù)（10電子302） </p><p>　　學 生 姓 名： </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師：

2、 </p><p>　　二O一 三 年 三 月 六 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次簡易數(shù)控電源的設(shè)計采用AT89C51作為系統(tǒng)的控制單元，通過鍵盤按鍵對D/A輸出的電壓進行如初值設(shè)置、單加單減、連加連減等簡易數(shù)控，再經(jīng)功率放大電路模塊實現(xiàn)輸出電流為500mA，將最終的輸出

3、電壓衰減后輸給A/D轉(zhuǎn)換，最后再將鍵盤輸入的電壓初值與輸出實際電壓值處理后顯示在LCD1602上。本系統(tǒng)具有輸出精度高、液晶顯示直觀等特點，并實現(xiàn)了輸出電壓范圍為0--9.9V，步進為0.1V，紋波不大于10mV的可預(yù)置電壓的數(shù)控電源。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51 DAC0832 ADC0809 數(shù)控 lcd1602</p><p><b>　

4、　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求4</p><p>　　1.1. 基本功能4</p><p>　　1.2擴展與創(chuàng)新5</p><p>　　二、系統(tǒng)整體方案設(shè)計及分析5</p><p>　　3.1.4 數(shù)控穩(wěn)壓輸出部分9</p><p>　　4.1單片機

5、概述10</p><p>　　4.2單片機概述10</p><p>　　4.3單片機的主要特點有11</p><p><b>　　五、芯片簡介11</b></p><p>　　5.1 MSC—51芯片簡介11</p><p>　　5.1.1 MSC—51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)11</p&

6、gt;<p>　　5.1.2 MCS-51的引腳說明：13</p><p>　　5.2 8255芯片簡介15</p><p>　　5.2.1 8255可編程并行接口芯片簡介:15</p><p>　　5.2.2 8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說明:16</p><p>　　5.2.3 8255可編程并行

7、接口芯片工作方式說明：17</p><p>　　六、軟件設(shè)計流程圖17</p><p>　　7.3系統(tǒng)誤差分析20</p><p><b>　　八、總結(jié)21</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　引言<

8、/b></p><p>　　隨著人們生活水平的不斷提高，數(shù)字化控制無疑是人們追求的目標之一，它所給人們帶來的方便是不可否定的，其中數(shù)控直流穩(wěn)壓電源就是一個很好的典型例子，但人們對他的要求也越來越高，要為現(xiàn)代人工作，科研，生活提供更好的，更方便的設(shè)施就需要從數(shù)字電子技術(shù)入手，一切向數(shù)字化，智能化方向發(fā)展。</p><p>　　因此，在這里做一個數(shù)控直流電源的設(shè)計。該數(shù)控電源采用步進調(diào)整

9、方式，調(diào)整范圍為0.0V～9.9V，調(diào)整手段采用按鍵進行調(diào)整，當需要改變電壓值時，啟動數(shù)控系統(tǒng)，輸入想要得到的電壓值，再按下確定鍵，即可輸出相應(yīng)的電壓。該系統(tǒng)采用單片機作主控器件，結(jié)合軟件和硬件設(shè)計方法，使該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較簡單，可控性強，使用也很方便。</p><p><b>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p><b>　　1.1. 基本功能<

10、;/b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求和使用需要，設(shè)計的簡易數(shù)控電源具有以下功能：</p><p>　　電源輸出電壓范圍0.0--9.9V，步進0.1V，紋波小于10mV，輸出電壓值由LCD1602顯示，額定輸出電流500mA。</p><p>　　用戶對數(shù)控電源的控制，通過鍵盤進行鍵盤設(shè)計。</p><p>　　（3）整機由自制穩(wěn)

11、壓電源供電，輸入交流220V，輸出直流±15V和+5V。</p><p>　?。?）由于是簡易電源，在設(shè)計時充分注意成本因素，是電源具有較高的性價比。</p><p>　　設(shè)計出有一定輸出電壓范圍和功能的數(shù)控電源。其原理示意圖如下： </p><p><b>　　1.2擴展與創(chuàng)新</b></p><p>　?。?/p>

12、1）輸出電壓可預(yù)置在 0～9.9V 之間的任意一個值； </p><p>　?。?）用自動掃描代替人工按鍵，實現(xiàn)輸出電壓變化（步進 0.1V 不變）； </p><p>　?。?）擴展輸出電壓種類（比如三角波等）。</p><p>　　二、系統(tǒng)整體方案設(shè)計及分析</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)方案</b><

13、/p><p>　　2.1.1總體設(shè)計方案</p><p>　　方案一：方案一如圖2-1-1所示，采用單片機+數(shù)字電位器方案。此方案就是把常用的電位器調(diào)節(jié)電源中的機械式電位器用數(shù)字電位器代替。數(shù)字電位器是沒有機械抽頭，具有較小的震動公差和較高的機械可靠性，且其可編能力允許可重復(fù)可靠地返回同一抽頭位置，因此此方案線路較為簡單、可靠。但現(xiàn)有的數(shù)字電位器分辨率有限，常見的有32抽頭、64抽頭，構(gòu)成的分

14、壓電路精度有限，無法滿足設(shè)計要求。</p><p>　　圖 2-1-1 方案一</p><p>　　方案二：方案二如圖2-1-2所示，此電路包括電源模塊、控制電路、鍵盤電路、顯示電路、D/A轉(zhuǎn)換電路以及電壓放大電路。</p><p>　　圖2-1-2 方案二</p><p>　　綜合以上兩種方案，我所采用的是第二種。方案二，是我們常常接觸

15、到的，它可以更直觀的表達出此電路的意思，讓它變得更加的簡單明了。使人們一眼就能明白本電路要完成的東西是什么？讓不明白電子的人，也能更加清楚的知道它的流程與走向。</p><p>　　三、 系統(tǒng)硬件設(shè)計 </p><p><b>　　3.1直流穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　穩(wěn)壓電源是能為負載提供穩(wěn)定交流電源或直流電源的電子裝置。對一個理想

16、的直穩(wěn)壓電源來說，應(yīng)具有下述特點：</p><p>　　(l)在直流和所有頻率下，輸出阻抗為零；</p><p>　　(2)在交流電源電壓很寬的范圍內(nèi)，并在供電電路所要求的負載電流范圍內(nèi)，調(diào)整率為零；(直流電壓輸出恒定)</p><p><b>　　(3)功耗為零；</b></p><p>　　(4)電網(wǎng)電壓和負載電流變

17、化時，輸出電壓能立即恢復(fù)穩(wěn)定；</p><p>　　(5)當過載電流消除時，過載保護裝置能自動恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。</p><p>　　為了給元器件提供穩(wěn)定的電流輸出，我自制了一個直流穩(wěn)壓電源，電路圖如下：</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　　3.1.1 電壓放大和電流放大</p&g

18、t;<p>　　要想實現(xiàn)Vout最大值到9.9V，還需要經(jīng)過運放的電壓放大，放大倍數(shù)為9.9/3.882=2.55倍。設(shè)計要求電流負載能力為500mA，故采用TIP122功率管，其放大倍數(shù)為1000倍，將運放電壓驅(qū)動電流降為0.5mA。如圖3-1-1所示，Vout=[(R1+R2)/(R2*0.525)]Vin=2.55Vin。</p><p>　　而保護電路由R4和Q1構(gòu)成，當電源輸出電流I增加到

19、一定大小時，R4上的壓降使得Q1管導(dǎo)通，分掉了功放管的基極電流，使得I不再增加。設(shè)Imax=600mA,Q1的導(dǎo)通電壓為0.6V，則R4=0.6V/600mA=1.0Ω。</p><p>　　圖3-1-1電壓電流放大</p><p>　　3.1.2 鍵盤顯示電路 </p><p>　　此次的顯示部分由鍵盤顯示板來完成，它由2個8位LED數(shù)碼顯示器和2片SN74HC

20、164CN芯片加上8個按鍵組成，具體電路圖如下圖3-1-2。</p><p><b>　　圖3-1-2</b></p><p>　　3.1.3 ADC0809</p><p>　　將輸出的模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量經(jīng)單片機輸出到LCD，并顯示其值。由于基準電壓為5V，因此還需要將輸出的電壓在硬件上衰減2.5倍，然后在單片機上處理時在放大2.5倍。&l

21、t;/p><p>　　3.1.4 數(shù)控穩(wěn)壓輸出部分</p><p>　　這兩部分的核心是一個AT89C51最小應(yīng)用系統(tǒng)，包括一片AT89C51芯片，雖然理論上這兩部分需要的接口較多，單片機無法滿足，但由于在軟件上采用了對P0口分時復(fù)用的方法（即每次對一個擴展芯片進行數(shù)據(jù)交換后均對P0口復(fù)位），因此并不需要外加一片8255擴展I/O口，節(jié)約了成本。其總的系統(tǒng)框圖如圖3-1-4所示。</p&

22、gt;<p>　　圖3-1-4數(shù)控電源系統(tǒng)框圖</p><p>　　3.1.5 主電路的工作原理及參數(shù)計算</p><p>　　電壓輸出范圍0~9.9V，步進0.1V,共有100種狀態(tài)，8為字長的D/A轉(zhuǎn)換器具有256種狀態(tài)，能滿足要求，設(shè)計中用兩個電壓控制字代表0.1V，當電壓控制字從0,2,4,…，198時,電源輸出電壓為0.0V,0.1V, …,9.9V。電路選用的D/

23、A轉(zhuǎn)換芯片是DAC0832，該芯片價廉且精度較高。DAC0832屬于電流輸出型D/A，輸出的電流隨輸入的電壓控制字線性變化。為了得到電壓，還需外接一片運放來實現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。該運放輸入端的輸入電流對轉(zhuǎn)換精度影響打，DAC0832輸出地電流有幾十微安的變化，若運放輸入端的輸入電流為0.1uA，如uA741的輸入電流約為此值，且有一定變化，則會引入相當于1~2個電壓控制字的誤差，因此應(yīng)選用高輸入阻抗的運放，如JFET輸入的運放LF356

24、，他的輸入電流可以忽略。DAC0832需要外接基準電壓，此基準電壓的性能決定了輸出電壓的性能，要求基準電壓具有高穩(wěn)定度和低紋波，故選用LM336-5作為基準源，當DAC0832采用5V基準電壓時，D/A轉(zhuǎn)換電路的滿幅輸出為5.0V（電壓控制字為255時），由于實際最大用到電壓控制字198，因此D/A部分最大輸</p><p>　　D/A轉(zhuǎn)換部分輸出電壓Ui作為電源功放機的輸入電壓。其輸出電壓</p>

25、<p>　　U0=（1+(Rpi+R3)/R2）Ui</p><p>　　3.1.6擴展輸出負電源</p><p>　　輸出負電壓只要在D/A轉(zhuǎn)換端再介入一級反相加法器，其輸出電壓U0與輸入電壓Ui的關(guān)系為</p><p>　　U0 = -2Ui + 3.882 (V)</p><p>　　這樣一來輸出電壓的變化范圍為 – 3.

26、882 ~ 3.882 V，從而擴展了負電路</p><p><b>　　四、背景</b></p><p><b>　　4.1單片機概述</b></p><p>　　第一代：七十年代后期， 4 位邏輯控制器件發(fā)展到 8 位。使用 NMOS 工藝（速度低，功耗大、集成度低）。代表產(chǎn)品： MC6800 、 Intel 8048

27、 。 </p><p>　　第二代：八十年代初，采用 CMOS 工藝，并逐漸被高速低功耗的 HMOS 工藝代替。代表產(chǎn)品： MC146805 、 Intel 8051 。 </p><p>　　第三代：近十年來， MCU 的發(fā)展出現(xiàn)了許多新特點： </p><p>　　（ 1 ）在技術(shù)上，由可擴展總線型向純單片型發(fā)展，即只能工作在單片方式。 </p>

28、<p>　?。?2 ） MCU 的擴展方式從并行總線型發(fā)展出各種串行總線。 </p><p>　?。?3 ）將多個 CPU 集成到一個 MCU 中。 </p><p>　　（ 4 ）在降低功耗，提高可靠性方面， MCU 工作電壓已降至 3.3V 。 </p><p>　　第四代： FLASH 的使用使 MCU 技術(shù)進入了第四代。</p>&l

29、t;p><b>　　4.2單片機概述</b></p><p>　　單片機微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。</p><p>　　通常，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O(shè)

30、備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。</p><p>　　單片機經(jīng)過1、2、3、4代的發(fā)展，目前單片機正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓低功耗。</p><p>　　4.3單片機的主要特點有</p><p><b>　　具有優(yōu)異的性價比。</b></p><p&

31、gt;　　集成度高、體積小、可靠性高。</p><p><b>　　控制功能強。</b></p><p><b>　　低電壓，的功能。</b></p><p><b>　　五、芯片簡介</b></p><p>　　5.1 MSC—51芯片簡介</p><p&

32、gt;　　5.1.1 MSC—51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　8051是MSC-51系列單片機的典型產(chǎn)品，它包含中央處理器、程序存儲器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：</p><p><b>　　中央處理器：</b></p>&l

33、t;p>　　中央處理器(CPU)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負責控制、指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲器（RAM）</p><p>　　8051內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編成的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能

34、訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。</p><p><b>　　圖 1</b></p><p>　　程序存儲器（ROM）:</p><p>　　8051共有4096個8位掩模ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。</p><p>&

35、lt;b>　　定時/計數(shù)器:</b></p><p>　　8051有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。</p><p>　　并行輸入輸出（I/O）口：</p><p>　　8051共有4組8位I/O口（P0、P1、P2或P3），用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。</p><p><b>

36、　　全雙工串行口：</b></p><p>　　8051內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。</p><p><b>　　中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　8051具備較完善的中斷供能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器和一個串行中斷，可滿足不同的控制

37、要求，并且有2級的優(yōu)先級別選擇。</p><p><b>　　時鐘電路：</b></p><p>　　8051內(nèi)設(shè)最高頻率達12MHZ的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外設(shè)震蕩電容。</p><p>　　單片機的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計

38、算機廣泛使用的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓（Princeton）機構(gòu)。INTEL和MCS-51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。</p><p>　　下圖是MSC-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖二：</p><p>　　MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖</p><p><b&

39、gt;　　圖 2</b></p><p>　　5.1.2 MCS-51的引腳說明：</p><p>　　MSC-51系列單片機中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，下圖（圖三）是它們的引腳分配，40個引腳中，正電源和底線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：<

40、;/p><p><b>　　圖 3</b></p><p>　　Pin9:RESET/V(pd)復(fù)位信號復(fù)用腳，當8051通電，時鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從00

41、00H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。</p><p>　　8051的復(fù)位方式可以是自動復(fù)位，也可以是手動復(fù)位，見下圖4。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。</p><p>　　Pin30:ALE/當訪問外部程序器時，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存

42、地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ALE會跳過一個脈沖。</p><p>　　如果單片機是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。</p><p>　　Pin29:當訪問外部程序存儲器時，此腳輸出負脈沖選通信號，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)

43、在P0和P2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。</p><p>　　Pin31:EA/Vpp程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機，內(nèi)置有4kB的程序存儲器，當EA為高電平并且程序地址小于4kB時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,EA端必須接地

44、。</p><p>　　在編程時，EA/Vpp腳還需加上21V的編程電壓。</p><p>　　5.2 8255芯片簡介</p><p>　　5.2.1 8255可編程并行接口芯片簡介:</p><p>　　8255可編程并行接口芯片有三個輸入輸出端口，即A口、B口和C口，對應(yīng)于引腳PA7～PA0、PB7～PB0和PC7～PC0。其內(nèi)部還

45、有一個控制寄存器，即控制口。通常A口、B口作為輸入輸出的數(shù)據(jù)端口。C口作為控制或狀態(tài)信息的端口，它在方式字的控制下，可以分成4位的端口，每個端口包含一個4位鎖存器。它們分別與端口A／Ｂ配合使用，可以用作控制信號輸出或作為狀態(tài)信號輸入。</p><p>　　8255芯片引腳圖：</p><p><b>　　圖 4</b></p><p>　　與C

46、PU相連的各個引腳說明如下：</p><p>　　CS：芯片選擇信號。來自地址譯碼器，低電平有效。</p><p>　　RD：芯片讀出信號。來自系統(tǒng)總線，低電平有效。</p><p>　　WR：芯片寫入信號。來自系統(tǒng)總線，低電平有效。</p><p>　　RESET :復(fù)位信號。但它為高電平時，清除所有內(nèi)部寄存器的內(nèi)容，并將3個數(shù)據(jù)端口PA、

47、PB、PC置為輸入方式。</p><p>　　A1、A0：端口地址選擇信號。用于選擇8255A的3個數(shù)據(jù)端口和一個控制端口。當A1A0為00、01、10時，分別選擇數(shù)據(jù)端口PA、PB、PC；當A1A0為11時，選擇控制口。</p><p>　　Vcc、GND：電源和地線。</p><p>　　5.2.2 8255可編程并行接口芯片方式控制字格式說明:</p&

48、gt;<p>　　8255有兩種控制命令字；一個是方式選擇控制字；另一個是C口按位置位／復(fù)位控制字。其中C口按位置位／復(fù)位控制字方式使用較為繁難，說明也較冗長，故在此不作敘述，需要時用戶可自行查找有關(guān)資料。</p><p>　　方式控制字格式說明如表一：</p><p><b>　　表 2</b></p><p>　　D7：設(shè)定工

49、作方式標志，1有效。</p><p>　　D6、D5：A口方式選擇</p><p><b>　　0 0 方式 0</b></p><p><b>　　0 1 方式1</b></p><p><b>　　1 ×方式2</b></p><p>　　

50、D4：A口功能 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　D3：C口高4位功能 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　D2：B口方式選擇 （0=方式0，1=方式1）</p><p>　　D1：B口功能 （1=輸入，0=輸出）</p><p>　　D0：C口低4位功能 （1=輸入，0=輸出）</p>

51、;<p>　　5.2.3 8255可編程并行接口芯片工作方式說明：</p><p>　　方式0：基本輸入／輸出方式。適用于三個端口中的任何一個。每一個端口都可以用作輸入或輸出。輸出可被鎖存，輸入不能鎖存。</p><p>　　方式1：選通輸入／輸出方式。這時A口或B口的8位外設(shè)線用作輸入或輸出，C口的4條線中三條用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆?lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。</p>

52、<p>　　方式2 ：雙向總線方式。只有A口具備雙向總線方式，8位外設(shè)線用作輸入或輸出，此時C口的5條線用作通訊聯(lián)絡(luò)信號和中斷請求信號。</p><p><b>　　六、軟件設(shè)計流程圖</b></p><p>　　程序的設(shè)計采用了模塊化的思想，有一個主控程序、五個模塊應(yīng)用程序和一個中斷程序。</p><p>　　主控程序首先進行系統(tǒng)初

53、始化及置預(yù)置值，再對液晶進行初始化并輸出預(yù)定字符串，然后進行鍵值掃描、鍵值處理、送液晶顯示初始值電壓值、D/A轉(zhuǎn)換及A/D轉(zhuǎn)換，最后把A/D轉(zhuǎn)換的值送給液晶顯示。需要注意的是：由于采用分時對P0口復(fù)用的方法，因此需要在每次完成一個模塊功能后對P0復(fù)位，以防止數(shù)據(jù)沖突。五個模塊程序即分別為鍵值掃描程序，鍵值處理程序，液晶顯示程序，D/A轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換程序。中斷程序主要實現(xiàn)對A/D送CLOCK的功能。程序的具體流程如圖6-1所示。<

54、/p><p>　　圖6-1、軟件流程圖</p><p>　　七、測試結(jié)果及結(jié)果分析</p><p>　　7.1 系統(tǒng)功能測試</p><p>　?。?） 直流穩(wěn)壓電源調(diào)試</p><p>　　此模塊的輸入電壓為16V的交流變壓器，經(jīng)LM7805 LM7905 LM7815 LM7915芯片和一些電容及電感濾波后輸出正負

55、5V，正負15V的直流電壓，穩(wěn)度精度可以達到要求。</p><p>　?。?） DAC測試：</p><p>　　調(diào)整Iout1/Iout2的基準電壓使輸入255時輸出電壓7.5V。用軟件測試輸出。</p><p>　?。?） 放大器調(diào)試：</p><p>　　經(jīng)DAC0832輸出后輸入OP07，經(jīng)調(diào)試后可行。</p>&l

56、t;p><b>　　7.2系統(tǒng)指標測試</b></p><p>　?。?） 輸出端接空載</p><p>　　測量儀器： 萬用表及示波器。 記錄數(shù)據(jù)如下表5.1 </p><p><b>　　數(shù)據(jù)記錄（室溫下）</b></p><p><b>　　表5.1</b&

57、gt;</p><p>　　（2）輸出0.5A時</p><p>　　測量儀器：萬用表及示波器。 記錄數(shù)據(jù)如下表5.2 數(shù)據(jù)記錄（室溫下）</p><p><b>　　表5.2</b></p><p><b>　　7.3系統(tǒng)誤差分析</b></p><p>　

58、　從電路的原理框圖可以看出，系統(tǒng)的主要誤差來源于：</p><p>　?。?）DAC0832的量化誤差</p><p>　　DAC0832為8位D/A轉(zhuǎn)換器，滿量程為10V的量化誤差為</p><p>　　+/-(1/2)Lmbs≈+/-20mV</p><p>　　按滿度歸一化的相對誤差為+/-0.2%。</p><p&

59、gt;<b>　　（2）運放零點漂移</b></p><p>　　由運算放大器的零點漂移，溫度漂移等帶來的誤差，可以通過溫度補償措施來解決此誤差。</p><p>　?。?）A/D，D/A轉(zhuǎn)換誤差</p><p>　　受AD轉(zhuǎn)換器精度及基準源穩(wěn)定程度的限制，不可避免地帶來一定的誤差，為了更精確的輸出恒流電源，必須選用更多位數(shù)的AD、DA芯片。&

60、lt;/p><p>　?。?）因外界突發(fā)干擾或儀表顯示值等引起的隨機誤差或粗大誤差。</p><p>　　（5）基準電壓溫漂引入的誤差 </p><p>　　LM336在0~40℃范圍內(nèi)漂移不大于4mV，故相對誤差=+/-2mV/5mV=+/-0.04%</p><p><b>　　八、總結(jié) </b></p&g

61、t;<p>　　在本次設(shè)計中，讓我知道我們學的知識是遠遠不夠的，因此在做這次畢業(yè)設(shè)計的時候總是不知從何做起走，特別是在單片機這塊上是遠遠不夠的，連基本的運用都不會，還有就是整個電路圖的仿真與調(diào)試，也是這次論文的一個難題，往往只有那么一點小錯誤，但是就是自己檢查不出來，從而導(dǎo)致寫論文的速度?？傊瑢τ谖襾碚f單片機就是一個很大的難題。</p><p><b>　　參考文獻</b>&

62、lt;/p><p>　　[1] 張 義 例說51單片機（C語言版）（第3版），人民郵電出版社 ，2010.6</p><p>　　[2] 余錫存 曹國華 單片機原理及接口技術(shù)【M】陜西:西安電子科技大學出版社,2000.7</p><p>　　[3] 付家才 單片機控制工程實踐技術(shù)【M】 人民郵電出版社，1999.9</p><p>

63、　　[4] 何立民 單片機應(yīng)用技術(shù)選編9 北京航空航天大學出版社，2004.3</p><p>　　[5] 謝自美 電子線路設(shè)計·實驗·測試【M】 華中理工大學出版社，2001</p><p>　　[6] 陸 伸 電子設(shè)計技術(shù)1 電子科技大學出版社，1997 </p><p><b>　　附錄A</b>

64、</p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uint unsigned int //無符號字符8位</p><p>　　#define uchar unsigned char //無符號整數(shù)16位</p><p>　　sbit dula=P2^6;

65、 //鎖存器段選 數(shù)碼管</p><p>　　sbit wela=P2^7; //鎖存器位選</p><p>　　sbit lcdrs=P3^1; //1602數(shù)據(jù)命令選擇</p><p>　　sbit lcden=P3^0; //1602使能信號端</p><

66、;p>　　sbit key1=P2^3; //+鍵</p><p>　　sbit key2=P2^2; //-鍵</p><p>　　sbit key3=P2^1; //波產(chǎn)生鍵</p><p>　　sbit key0=P2^0; //功能鍵</p>

67、<p>　　sbit wr_da=P2^5; //DAC選鍵</p><p>　　uchar num,num0,num1,zsys,xsys,bxsz;</p><p>　　uchar code table_x[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //編碼表 無點數(shù)碼管顯示

68、</p><p>　　uchar code table_z[]={0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //編碼表 帶點數(shù)碼管顯示</p><p>　　uchar code table1[]="Welcome to";</p><p>　　uchar code table2[]=&

69、quot; NC Power!";</p><p>　　uchar code table3[]=" Voltage Step";</p><p>　　uchar code table4[]="Step width:0.01V";</p><p>　　uchar code table5[]="Pre

70、set voltage";</p><p>　　uchar code table6[]="Range:0-9.9V";</p><p>　　uchar code table7[]="Waveform chooses";</p><p>　　uchar code table8[]="Output wavefo

71、rm";</p><p>　　uchar code table9[]=":triangle wave";</p><p>　　uchar code table10[]="trapezoidal wave";</p><p>　　uchar code table11[]=":sawtooth wave&quo

72、t;;</p><p>　　uchar code table12[]=":square wave";</p><p>　　void delay(uint z); //延時程序</p><p>　　void display_bjys(uchar zsys,uchar xsys);</p><p>

73、　　void display_bxsz(uchar bxsz);</p><p>　　void trigle();</p><p>　　void trap();</p><p>　　void saw();</p><p>　　void square();</p><p>　　void keycan_bjys();<

74、;/p><p>　　void keycan_bxsz();</p><p>　　void write_com(uchar com);</p><p>　　void write_date(uchar date);</p><p>　　void init_kjhm();</p><p>　　void init_bjhm();&

75、lt;/p><p>　　void init_yshm();</p><p>　　void init_bxxzhm();</p><p>　　void init_trigle();</p><p>　　void init_trap();</p><p>　　void init_saw();</p><p&

76、gt;　　void init_square();</p><p>　　void init();</p><p>　　void main()</p><p>　　{ init_kjhm();</p><p>　　init(); //初始化子程序</p><p><b>　　while(1)

77、</b></p><p>　　{ dula=1;</p><p><b>　　P1=0x3f;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b&

78、gt;　　P1=0xf0;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p>　　if(key1==0||key2==0)</p><p>　　{ if(key0==0)</p><p>　　init_bjhm();</p><p>　　if(key

79、0!=0)</p><p>　　init_yshm();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ keycan_bjys();</p><p>　　if(key3==0)</p><p>　　{ dula=1;</p><p>&l

80、t;b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　wela=0;</b

81、></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key3==0)break; </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key3==0)</p>

82、<p>　　{ init_bxxzhm();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ keycan_bxsz();</p><p>　　if(key1==0||key2==0)</p><p>　　{ dula=1;</p><p>&

83、lt;b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　wela=0;</

84、b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key1==0||key2==0) break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}<

85、;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(uint z) //延時程序</p><p>　　{ uint x,y;</p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(

86、y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void dispaly_bjys(uchar zsys,uchar xsys) //預(yù)設(shè)&步進 數(shù)碼管掃描子函數(shù)</p><p>　　{ dula=1;</p><p>　　P1=table_z[zsys

87、];</p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　P1=0xfe;</b></p><p>

88、;<b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　dula=1;</b></p><p>　　P1=table_x[xsys];</p><p><b>　　dula=0;</b>&l

89、t;/p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　P1=0xfd;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><

90、;b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void dispaly_bxsz(uchar bxsz) //波形設(shè)置 數(shù)碼管掃描子函數(shù)</p><p>　　{ dula=1;</p><p>　　P1=table_x[bxsz];</

91、p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p><b>　　wela=1;</b></p><p><b>　　P1=0xf0;</b></p><p><b&

92、gt;　　wela=0;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void trigle() //三角波</p><p><b>　　{ num=0;</b></

93、p><p>　　for(num=0;num<121;num++)</p><p>　　{ P0=num;</p><p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(num=121;num>0;num-

94、-)</p><p>　　{ P0=num;</p><p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void trap() //梯形波

95、</p><p>　　{ num=0;</p><p>　　for(num=0;num<121;num++)</p><p>　　{ P0=num;</p><p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　}</b></p>

96、;<p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　for(num=121;num>0;num--)</p><p>　　{ P0=num;</p><p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　}</b>&l

97、t;/p><p><b>　　} </b></p><p>　　void saw() //鋸齒波</p><p>　　{ num=0;</p><p>　　for(num=0;num<121;num++)</p><p>　　{ P0=num;</p>&l

98、t;p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void square() //方波</p><p>　　{ P0=0x65;</p>&l

99、t;p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　dela

100、y(5);</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keycan_bjys() //預(yù)設(shè)&步進 按鍵掃描</p><p>　　{ if(key1==0) //按key1鍵加數(shù) </p><p>　　{ delay(5);&l

101、t;/p><p>　　if(key1==0)</p><p>　　{ num++;</p><p>　　if(num==100)</p><p><b>　　num=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(

102、!key1);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　while(!key1);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(key2==0) //按key2鍵減數(shù)</p><p>　　{ delay(5);

103、</p><p>　　if(key2==0)</p><p>　　{ num--;</p><p>　　if(num==-1)</p><p><b>　　num=99;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　whil

104、e(!key2);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　while(!key2);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　zsys=num/10;</p><p>　　xsys=num%10;</p>

105、<p>　　dispaly_bjys(zsys,xsys);</p><p>　　if(key0==0) //預(yù)設(shè)功能</p><p>　　{ P0=num;</p><p><b>　　wr_da=0;</b></p><p><b>　　delay(1);</b>

106、</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keycan_bxsz() //波形 按鍵掃描</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　if(key3=

107、=0)</p><p>　　{ delay(5);</p><p>　　if(key3==0)</p><p>　　{ num1++; //num1 自加 選擇波形</p><p>　　if(num1==5)</p><p><b>　　num1=1;</b></p>&l

108、t;p>　　bxsz=num1;</p><p>　　dispaly_bxsz(bxsz);</p><p>　　while(!key3);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p>　　while(!key3);</p><p><b>　　}<

109、;/b></p><p>　　if(key0==0) //功能按鍵下 確定波形輸出</p><p>　　{ if(num1==1)</p><p>　　{ init_trigle();</p><p><b>　　while(1) </b></p><p>　　{ trigle

110、();</p><p>　　if(key0!=0)break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(num1==2)</p><p>　　{ init_trap();</p><p&

111、gt;<b>　　while(1)</b></p><p>　　{ trap();</p><p>　　if(key0!=0)break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(nu

112、m1==3)</p><p>　　{ init_saw();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ saw();</p><p>　　if(key0!=0)break;</p><p><b>　　}</b></p>

113、<p><b>　　}</b></p><p>　　if(num1==4)</p><p>　　{ init_square();</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ square();</p><p>　　if(

114、key0!=0)break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}&

115、lt;/b></p><p>　　void write_com(uchar com) //寫指令到1602</p><p>　　{ lcdrs=0;</p><p><b>　　P1=com;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p>

116、<p><b>　　lcden=1;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void write_da

117、te(uchar date) //寫數(shù)據(jù)到1602</p><p>　　{ lcdrs=1;</p><p><b>　　P1=date;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=1;</b>&l

118、t;/p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_kjhm() //初始化 1 開機顯示畫面函數(shù)</p><p&

119、gt;<b>　　{</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p>　　write_com(0x38);</p&g

120、t;<p>　　write_com(0x0e);</p><p>　　write_com(0x06);</p><p>　　write_com(0x01);</p><p>　　write_com(0x80);</p><p>　　for(num0=0;num0<10;num0++)</p><p>

121、;　　{ write_date(table1[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_com(0x80+0x40);</p><p>　　for(num0=0;num0<14;num0++)</p><

122、;p>　　{ write_date(table2[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_bjhm() //初始化 2 步進電壓顯示畫面函數(shù)&l

123、t;/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p>　　write_co

124、m(0x38);</p><p>　　write_com(0x0e);</p><p>　　write_com(0x06);</p><p>　　write_com(0x01);</p><p>　　write_com(0x80);</p><p>　　for(num0=0;num0<14;num0++)<

125、/p><p>　　{ write_date(table3[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_com(0x80+0x40);</p><p>　　for(num0=0;num0<16;num0++

126、)</p><p>　　{ write_date(table4[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_yshm() //初始化

127、 3 預(yù)設(shè)電壓顯示畫面函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><

128、;p>　　write_com(0x38);</p><p>　　write_com(0x0e);</p><p>　　write_com(0x06);</p><p>　　write_com(0x01);</p><p>　　write_com(0x80);</p><p>　　for(num0=0;num0&l

129、t;15;num0++)</p><p>　　{ write_date(table5[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_com(0x80+0x40);</p><p>　　for(num0=0;n

130、um0<12;num0++)</p><p>　　{ write_date(table6[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init

131、_bxxzhm() //初始化 4 波形設(shè)置顯示畫面函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　dula=0;</b></p><p><b>　　wela=0;</b></p><p><b>　　lcden=0;</b&

132、gt;</p><p>　　write_com(0x38);</p><p>　　write_com(0x0e);</p><p>　　write_com(0x06);</p><p>　　write_com(0x01);</p><p>　　write_com(0x80);</p><p>　

133、　for(num0=0;num0<16;num0++)</p><p>　　{ write_date(table7[num0]);</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　write_com(0x80+0x40);</p><p

134、>　　write_date(':');</p><p>　　delay(50);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void init_trigle() //初始化 5 三角波輸出顯示畫面函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p