步進(jìn)直流電壓源畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 引言2</b></p><p>　　1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　2 總體方案設(shè)計(jì)3</p><p><b>　　2．1方案一3</b></p><p>

2、<b>　　2．2 方案二4</b></p><p>　　3 分電路設(shè)計(jì)和論證5</p><p><b>　　3.1電路設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　3.1.1 AT89C51單片機(jī)5</p><p>　　3.1.2 穩(wěn)壓電源部分6</p><p>　　3.

3、1.3 按鍵電路6</p><p>　　3.1.4 輸出電壓控制單元電路7</p><p>　　3.1.5 蜂鳴器電路8</p><p>　　3.1.6短路保護(hù)電路8</p><p>　　3.1.7 數(shù)碼管顯示電路：9</p><p>　　3．2 電路分析10</p><p>　　3

4、.2.1步進(jìn)01.V的實(shí)現(xiàn)10</p><p>　　3.2.2 電源部分10</p><p><b>　　4 器件介紹11</b></p><p>　　4.1 C51單片機(jī)介紹11</p><p>　　4.2 DAC0832簡(jiǎn)介14</p><p>　　4.3 LM358芯片簡(jiǎn)介16

5、</p><p>　　4.4 MAX232芯片簡(jiǎn)介16</p><p>　　4.5 按鍵簡(jiǎn)介17</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)19</b></p><p>　　5．1 主程序流程圖19</p><p>　　5.1.1 定時(shí)器1的中斷流程圖19</p><p

6、>　　5.1.2 按鍵掃描子程序流程圖20</p><p>　　5.1.3 顯示電壓子程序流程圖21</p><p><b>　　5．2 程序22</b></p><p>　　6 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試25</p><p>　　6.1 系統(tǒng)硬件靜態(tài)的調(diào)試25</p><p>　　6.1.

7、1 聯(lián)機(jī)仿真調(diào)試25</p><p>　　6.1.2 數(shù)碼管顯示調(diào)試26</p><p>　　6.1.3 控制系統(tǒng)中鍵盤(pán)調(diào)試26</p><p>　　6.2 軟件調(diào)試27</p><p>　　6.3 脫機(jī)運(yùn)行27</p><p><b>　　7 參考文獻(xiàn)28</b></p>

8、<p><b>　　8 附錄29</b></p><p><b>　　步進(jìn)直流電壓源</b></p><p>　　摘要：為了解決普通電源精度不高的問(wèn)題，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種步進(jìn)直流電壓源。該文詳細(xì)論述了步進(jìn)直流電壓源的結(jié)構(gòu)功能和軟硬件設(shè)計(jì)。主要用AT89C51系列單片機(jī)作為整機(jī)的控制單元，然后通過(guò)改變鍵盤(pán)輸入來(lái)改變輸出電壓值（A/D轉(zhuǎn)換后）

9、,再經(jīng)集成運(yùn)放放大和射極輸出器輸出，間接地改變輸出電壓的大小，這種電壓源具體輸出精度高、輸出精度、數(shù)碼顯示直觀等特點(diǎn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51、DAC0809、電壓源</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　當(dāng)今社會(huì)人們極大的享受著電子設(shè)備帶來(lái)的便利，但是任何電子設(shè)備都有一個(gè)共同的電路—電源電路。大

10、到超級(jí)計(jì)算器，小到袖珍計(jì)算器，所有的電子設(shè)備都必須在電源電路的支持下才能正常工作。當(dāng)然這些電路的樣式、復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。超級(jí)計(jì)算機(jī)的電源電路本身就是一套復(fù)雜的電源系統(tǒng)。通過(guò)這套電路系統(tǒng)，超級(jí)計(jì)算機(jī)各部分功能能夠得到持續(xù)穩(wěn)定，符合各種復(fù)制規(guī)范的電源供應(yīng)，袖珍計(jì)算器則是簡(jiǎn)單多的電池電源電路，不過(guò)可不要小看了這個(gè)電池電源電路，比較新型的電路完全具備電池能量的提醒、掉電保護(hù)等高級(jí)功能。可以說(shuō)電源電路是一切電子設(shè)備的基礎(chǔ)，沒(méi)有電源電路就不會(huì)有如此

11、種類(lèi)繁多的電子設(shè)備。我們的生活也不會(huì)如此多彩。 </p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)需求也越來(lái)越高，特別是一些高新科技產(chǎn)品。電源-作為當(dāng)今人們生活中普遍存在的電子商品，從上世紀(jì)90年代末便迅速發(fā)展。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。電源技術(shù)尤其是直流電源技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的工程技術(shù)，服務(wù)于各行各業(yè)。幾

12、乎所有的電子設(shè)備都需要穩(wěn)定的直流電源，因此直流穩(wěn)壓電源的應(yīng)用非常的廣泛。直流穩(wěn)壓電源的電路形式有很多種，有串聯(lián)型、開(kāi)關(guān)型、集成電路、穩(wěn)壓管直流穩(wěn)壓電源等等。在電子設(shè)備中，直流穩(wěn)壓電源的故障率是最高的（長(zhǎng)期工作在大電流和大電壓下，電子元器件很容易損壞）但在直流穩(wěn)壓電路中，通過(guò)整流，濾波電路所獲得的直流電源的電壓往往是不穩(wěn)定的。輸出電壓在電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載電流變化時(shí)也會(huì)隨之有所改變。電子設(shè)備電源電壓的不穩(wěn)定，將會(huì)引起很多問(wèn)題。設(shè)計(jì)出質(zhì)量?jī)?yōu)良

13、的直流穩(wěn)壓電源，才能滿(mǎn)足各種電子線(xiàn)路的要求。</p><p>　　因此，直流穩(wěn)壓電源的研究就頗為重要。目前產(chǎn)生直流穩(wěn)壓電源的方法大致分為兩種：一種是模擬方法，另一種是數(shù)字方法。前者的電路均采用模擬電路控制，而后者則是通過(guò)數(shù)字電路進(jìn)行自動(dòng)控制。直流穩(wěn)壓電源朝著數(shù)字化方向發(fā)展。因此對(duì)于數(shù)控恒壓源的研究是必要的。隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，對(duì)電源可靠性、輸出精度和穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，利用A/D轉(zhuǎn)換器的高分辨率和單片機(jī)的自動(dòng)檢

14、測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)程控電源就顯示出其優(yōu)越性。程控電源既能方便輸入和選擇預(yù)設(shè)電壓值又具有較高精度和穩(wěn)定性，而且可以任意設(shè)定輸出電壓或電流，所有功能由面板上的鍵盤(pán)控制單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，給電路實(shí)驗(yàn)帶來(lái)極大的方便，提高了工作效率。電力電子技術(shù)是電能的最佳應(yīng)用技術(shù)之一。當(dāng)今電源技術(shù)融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學(xué)科領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代信息技術(shù)革命，給電力電子技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展前景，同時(shí)也給電源提出了更高的要求。隨著數(shù)控電

15、源在電子裝置中的普遍使用，普通電源在工作時(shí)產(chǎn)生的誤差，會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的精確度。電源在使用時(shí)會(huì)造成很多不良的后果，世界各國(guó)紛紛對(duì)電源產(chǎn)品提出了不同要求并制定了一系列的產(chǎn)品精度標(biāo)準(zhǔn)。只有滿(mǎn)足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，才能夠進(jìn)入市場(chǎng)</p><p>　　1.1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 </p><p>　　數(shù)控電源是從80年代才真正的發(fā)展起來(lái)的，期間系統(tǒng)的電力電子理論開(kāi)始建立。這些理論為其后的發(fā)展提供了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

16、在以后的一段日子里，數(shù)控電源技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。但其產(chǎn)品存在數(shù)控程度達(dá)不到要求、分表率不高、功率密度比較低、可靠性較差的缺點(diǎn)。因此數(shù)控電源主要的發(fā)展方向，是針對(duì)上述缺點(diǎn)的不斷加以改善。單片機(jī)技術(shù)及電壓轉(zhuǎn)換模塊的不斷發(fā)展，各種類(lèi)型專(zhuān)用集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器件的研制應(yīng)用，到90年代，已經(jīng)出現(xiàn)了數(shù)控精度達(dá)到0.05v的數(shù)控電源，功率密度達(dá)到每立方英寸50w的數(shù)控電源。從組成上，數(shù)控電源可分為器件、主電路與控制等三部分。目前在電力電子器件方面

17、，幾乎都為旋鈕開(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。</p><p>　　數(shù)字化智能電源模塊是針對(duì)傳統(tǒng)智能電源模塊的不足提出的，數(shù)字化能夠減少生產(chǎn)過(guò)程中不確定因素和人為參與的環(huán)節(jié)數(shù)，有效地解決電源模塊中諸如可靠性、智能化和產(chǎn)品一致性等工程問(wèn)題，極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可維護(hù)性。</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

18、活中，都是由220v的交流電網(wǎng)供電，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。濾波器用于濾去整流輸出電路中的紋波，一般傳統(tǒng)電路由濾波扼流線(xiàn)圈和電容器組成，若由晶體管濾波器來(lái)代替，則可以減小直流電源的體積，減輕其重量，且晶體管濾波直流電源不需要直流穩(wěn)壓器就能做家電器的電源，這既降低了家用電器的成本，又縮小了體積，使家用電器小型化。傳統(tǒng)的直流穩(wěn)壓電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)，并由電壓表指示電壓的大小。

19、因此，電壓的調(diào)節(jié)精度不高，讀數(shù)欠直觀，電位器也易磨損，而基于單片機(jī)的直流控制的電流穩(wěn)壓電源能較好的解決以上傳統(tǒng)電源的不足。</p><p>　　數(shù)控電源采用按鍵式，可對(duì)輸出電壓進(jìn)行設(shè)置，輸出由單片機(jī)通過(guò)D/A，控制驅(qū)動(dòng)模塊輸出一個(gè)穩(wěn)定電壓。同時(shí)穩(wěn)壓方法采用單片機(jī)控制，單片機(jī)通過(guò)與設(shè)定值進(jìn)行比較，若有偏差則調(diào)整輸出，越限則輸出報(bào)警信號(hào)并截流。工作過(guò)程中，穩(wěn)壓電源的工作狀態(tài)均有單片機(jī)輸出驅(qū)動(dòng)液晶顯示，由鍵盤(pán)控制進(jìn)行動(dòng)

20、態(tài)邏輯切換。電源采用數(shù)字調(diào)節(jié)、輸出精度高，特別適用于各種有較高精度的場(chǎng)合。</p><p>　　電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略，使電源模塊的智能化程度更高，性能更完美。</p><p>　　控制靈活，系統(tǒng)升級(jí)方便，甚至可以在線(xiàn)修改控制算法，而不必改動(dòng)硬件電路。</p><p>　

21、　控制系統(tǒng)的可靠性提高，易于標(biāo)準(zhǔn)化，可以針對(duì)不同的系統(tǒng)，采用統(tǒng)一的控制板，而只是對(duì)控制軟件做一些調(diào)整。</p><p>　　系統(tǒng)維護(hù)方便，一旦出現(xiàn)故障，可以很方便的通過(guò)RS232接口或RS485接口或USB接口進(jìn)行調(diào)試，故障查詢(xún)，歷史記錄查詢(xún)，故障診斷，軟件修復(fù)，甚至控制參數(shù)的在線(xiàn)修改、調(diào)試；又可以通過(guò)MODEM遠(yuǎn)程操作。</p><p>　　成本低，生產(chǎn)制造方便。由于控制軟件不想模擬器件

22、那樣存在差異，所以，一致性很好。由于采用軟件控制，控制面板的體積減小，成本降低。</p><p>　　易組成高可靠性的多模塊逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。為了得到高性能的并聯(lián)運(yùn)行逆變電源系統(tǒng)，每個(gè)并聯(lián)運(yùn)行的逆變電源單元模塊都采用全數(shù)字化控制，易于在模塊之間更好的進(jìn)行均流控制和通訊或者在模塊中實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的均流控制算法，從而實(shí)現(xiàn)高可靠性、高冗余度的逆變電源并聯(lián)運(yùn)行系統(tǒng)。</p><p><b>

23、;　　2 總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2．1方案一</b></p><p>　　采用數(shù)字邏輯控制，通過(guò)“＋”、“－”兩鍵操作，控制可逆計(jì)數(shù)器分別作加、減計(jì)數(shù)，可逆計(jì)數(shù)器的二進(jìn)制數(shù)字輸出一路用于驅(qū)動(dòng)數(shù)顯電路，指示電源輸出電壓的大小值；另一路進(jìn)入D／Ａ轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)字量按比例轉(zhuǎn)換成模擬電壓，然后經(jīng)過(guò)射極跟隨器控制調(diào)整輸出級(jí)輸出所需的穩(wěn)定電

24、壓。該方案能夠完成基本要求，但設(shè)置功能發(fā)揮部分受到限制。</p><p><b>　　圖1 </b></p><p><b>　　2．2 方案二</b></p><p>　　采用AT89C51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，具有電壓可預(yù)置、可步進(jìn)調(diào)整、數(shù)碼顯示的設(shè)計(jì)，其方案圖如圖2所示，硬件框圖如附表1所示。系統(tǒng)通過(guò)按鍵電路來(lái)

25、控制預(yù)置電壓的升降，并通過(guò)數(shù)碼管顯示。AT89C51單片機(jī)送出相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，在DA轉(zhuǎn)換之后輸出電流，經(jīng)集成運(yùn)放電路放大轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定電壓。同時(shí)由LED數(shù)碼管顯示預(yù)設(shè)的輸出電壓；由數(shù)字電壓表測(cè)量實(shí)際值。此系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較靈活，有很好的調(diào)節(jié)性，采用軟件方法來(lái)解決數(shù)據(jù)的預(yù)置，使系統(tǒng)硬件更加簡(jiǎn)潔，可維護(hù)性更好，各類(lèi)功能易于實(shí)現(xiàn)，能很好地滿(mǎn)足題目的要求</p><p>　　綜上所述選用方案二。</p><p&

26、gt;<b>　　圖2</b></p><p><b>　　具體功能：</b></p><p>　　AT89C51的振蕩器和時(shí)鐘電路：給單片機(jī)提供指令時(shí)序。</p><p>　　電源電壓：為整個(gè)系統(tǒng)提供所需的電源電壓。</p><p>　　按鍵電路：設(shè)有2個(gè)步進(jìn)增鍵（步進(jìn)增0.1和1）、2個(gè)步進(jìn)減鍵

27、（步進(jìn)減0.1和1），輸出電壓設(shè)置鍵（按下后清顯示置位設(shè)定標(biāo)志位）、確定鍵以及復(fù)位鍵共7個(gè)按鍵。輸出電壓設(shè)定鍵按下后清顯示位，然后通過(guò)步進(jìn)增、減鍵來(lái)設(shè)置輸出電壓，調(diào)整好輸出電壓后然后按下確定鍵，確定輸出電壓值；復(fù)位鍵是將電壓輸出值回復(fù)到初始值（初值為0），改初始值可通過(guò)程序改寫(xiě)。</p><p>　　電壓控制單元電路：DAC0832將數(shù)字量改換為模擬量，由ref02提供基準(zhǔn)電壓，運(yùn)放LM358輸出，因?yàn)檩敵鲭妷翰?/p>

28、滿(mǎn)足課題設(shè)計(jì)的電壓輸出范圍0~9.9v，所以通過(guò)運(yùn)算放大器OPA548將電壓放大5倍，使最終輸出電壓滿(mǎn)足課題設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　數(shù)碼管顯示電路：該系統(tǒng)使用兩個(gè)數(shù)碼管，可以顯示個(gè)位數(shù)和一個(gè)小數(shù)位數(shù)，采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　　3 分電路設(shè)計(jì)和論證</p><p><b>　　3.1電路設(shè)計(jì) </b></p&g

29、t;<p>　　3.1.1 AT89C51單片機(jī) </p><p><b>　　時(shí)鐘電路</b></p><p>　　圖3 內(nèi)部時(shí)鐘電路 圖4 手動(dòng)復(fù)位電路</p><p>　　晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從XTAL2端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，它將該振蕩信號(hào)二分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使

30、用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱(chēng)為狀態(tài)時(shí)間S，它是振蕩周期的2倍，P1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期P2信號(hào)有效。CPU就是以?xún)上鄷r(shí)鐘P1和P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。  </p><p>　　在MCS－51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片

31、機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，如圖3所示。</p><p>　　在內(nèi)部方式時(shí)鐘電路中，必須在XTAL1和XTAL2引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容構(gòu)成振蕩電路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的頻率取值在1.2MHz～12MHz之間。對(duì)于外接時(shí)鐘電路，要求XTAL1接地，XTAL2腳接外部時(shí)鐘，對(duì)于外部時(shí)鐘信號(hào)并無(wú)特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率低于1

32、2MHz即可。 </p><p>　　晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從XTAL2端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，它將該振蕩信號(hào)二分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱(chēng)為狀態(tài)時(shí)間S，它是振蕩周期的2倍，P1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期P2信號(hào)有效。CPU就是以?xún)上鄷r(shí)鐘P1和P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。</p><p>　　復(fù)位電路

33、 </p><p>　　單片機(jī)復(fù)位電路的條件是：必須使RST（第9引腳）加上持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期（即24個(gè)脈沖振蕩周期）以上的高電平。若時(shí)鐘頻率為12MHZ，每個(gè)機(jī)器周期為1us，則需要加上持續(xù)2us以上的時(shí)間的高電平。單片機(jī)常見(jiàn)的復(fù)位電路：</p><p>　　上電復(fù)位電路。它利用電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位，在接電瞬間，RST端的電位與Vcc相同，隨

34、著充電電流的減少，RST的電位逐漸下降。只要保證RST為高電平的時(shí)間大于兩個(gè)機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。</p><p>　　按鍵復(fù)位電路。該電路除具有上電復(fù)位的功能外，還可以按圖中的RESET鍵實(shí)現(xiàn)復(fù)位，此時(shí)電源Vcc經(jīng)兩個(gè)電阻分壓，在RST端產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位高電平。</p><p>　　設(shè)計(jì)中采用按鍵復(fù)位（手動(dòng)復(fù)位），如圖4所示</p><p>　　3.1.2 穩(wěn)壓電源

35、部分</p><p>　　為整個(gè)系統(tǒng)提供所需的電源電壓。</p><p>　　電源部分輸出+5V，+15V，-15V電壓供給系統(tǒng)，另外還制作+5.12V直流穩(wěn)壓電源做DAC0832的VERF的基準(zhǔn)電壓。</p><p>　　圖5 輔助電源供電模塊</p><p>　　3.1.3 按鍵電路</p><p>　　按鍵電路：

36、設(shè)有2個(gè)步進(jìn)增鍵（步進(jìn)增0.1和1）、2個(gè)步進(jìn)減鍵（步進(jìn)減0.1和1），輸出電壓設(shè)置鍵（按下后清顯示置位設(shè)定標(biāo)志位）、確定鍵以及復(fù)位鍵共7個(gè)按鍵。輸出電壓設(shè)定鍵按下后清顯示位，然后通過(guò)步進(jìn)增、減鍵來(lái)設(shè)置輸出電壓，調(diào)整好輸出電壓后然后按下確定鍵，確定輸出電壓值；復(fù)位鍵是將電壓輸出值回復(fù)到初始值（初值為0），改初始值可通過(guò)程序改寫(xiě)。</p><p>　　圖6 按鍵電路

37、圖7 手動(dòng)復(fù)位按鍵電路</p><p>　　3.1.4 輸出電壓控制單元電路</p><p>　　數(shù)模轉(zhuǎn)換器用的是DAC0832，本方案中DAC0832采用單緩沖模式。DAC0832將數(shù)字量改換為模擬量，由ref02提供基準(zhǔn)電壓，運(yùn)放LM358輸出，因?yàn)檩敵鲭妷翰粷M(mǎn)足課題設(shè)計(jì)的電壓輸出范圍0~9.9v，所以通過(guò)運(yùn)算放大器OPA548將電壓放大5倍，使最終輸出電壓滿(mǎn)足課題設(shè)計(jì)的要求。<

38、;/p><p>　　圖8 輸出電壓控制單元</p><p>　　3.1.5 蜂鳴器電路</p><p><b>　　圖9 蜂鳴器電路</b></p><p>　　3.1.6短路保護(hù)電路</p><p>　　由單片機(jī)控制的信號(hào)經(jīng)DA轉(zhuǎn)換后，通過(guò)下圖檢測(cè)電路判斷是否短路，若短路則啟動(dòng)中斷保護(hù)，否則，就實(shí)現(xiàn)

39、穩(wěn)壓輸出。</p><p>　　P2.4端口接短路保護(hù)電路。電路開(kāi)始工作，LED顯示初始值0，然后按下S3、S4、S5、S6進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到要求的電壓值，S3是“+” S4是“-”，調(diào)節(jié)的最小范圍是0.1V。如果電路中出現(xiàn)短路，短路保護(hù)電路就會(huì)保護(hù)元器件不被損壞。DC6V是個(gè)繼電器，先對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明一下：它是一種電子控制器件，具有控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱(chēng)輸出回路），通常它被用于自控電路中，實(shí)際上是

40、用較小的電流去控制較大電流的一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)。可以起到自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等一些作用。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的電壓，線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與常開(kāi)觸點(diǎn)吸合。當(dāng)線(xiàn)圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。當(dāng)電流過(guò)大時(shí)可起到過(guò)流保護(hù)

41、作用。但如果繼電器檢查到有電流超過(guò)了限定范圍，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出蜂鳴聲提醒操作人員。</p><p>　　3.1.7 數(shù)碼管顯示電路：</p><p>　　要求輸出電壓的范圍為0V~9.9V，步進(jìn)0.1V。為了滿(mǎn)足要求該系統(tǒng)選擇使用兩個(gè)數(shù)碼管，可以顯示個(gè)位數(shù)和一個(gè)小數(shù)位數(shù)，個(gè)位數(shù)顯示的數(shù)碼管的dp段一直要顯示著。數(shù)碼管顯示則采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　　圖

42、11 鍵盤(pán)電路 </p><p>　　圖12 數(shù)碼管接口電路</p><p>　　數(shù)碼顯示管的段選接51單片機(jī)的P0口，位選端接P2.0 、P2.1,該設(shè)計(jì)要使輸出端的電壓值和LED數(shù)碼管的數(shù)字相同。當(dāng)用程序?qū)纹瑱C(jī)各個(gè)端口初始化時(shí)，P0口控制著LED的段選端，P2.0 、P2.1控制位選端。 </p><p>&

43、lt;b>　　3．2 電路分析</b></p><p>　　3.2.1步進(jìn)01.V的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　因?yàn)檩敵鲭妷毫砍虨?0V，VREF基準(zhǔn)電壓范圍為-10V---+10V，基準(zhǔn)電壓可以為5V，這樣在DAC0832的8腳輸出電壓的分辨率=5/256=0.02V</p><p>　　即D/A輸入數(shù)據(jù)端每增加1，電壓增加0.02V。D/A的電壓

44、輸出端接放大器OPA548的輸入端，放大器的放大倍數(shù)為5 ，才能得到輸出電壓的電壓分辨率=0.02V×5=0.1V，這樣當(dāng)調(diào)節(jié)電壓的時(shí)候，以每次0.1V的梯度增加或者降低電壓。</p><p>　　3.2.2 電源部分</p><p>　　電源部分包括+5V、15V兩大部分</p><p>　　+5V電源只要供單片機(jī)部分使用，原理圖如10 所示</p

45、><p>　　對(duì)于濾波電容的選擇，需要注意整流管的壓降；最小允許壓降波動(dòng)10%，所以允許的最大紋波的峰峰值 ：</p><p>　　U=9**（1-10%）-1.4-5=2.76V</p><p>　　C= I*△T/△U=(1*1/100)/2.76=3600Uf </p><p>　　選取的濾波電容所以選取的濾波電容C=4700Uf/1

46、6V</p><p>　　允許的紋波峰峰值 (1*1/100)/2.76 △U=18(1-10%)-0.7-12-U=4.9V </p><p>　　按近似電流放電計(jì)算，則C= I*△T/△U=(0.7*1/100)/4.9=1430Uf </p><p>　　選取濾波電容選取濾波電容C=2200uF/30V </p><p>&l

47、t;b>　　4 器件介紹</b></p><p>　　4.1 C51單片機(jī)介紹</p><p>　　本系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)處理核心器件。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗

48、稱(chēng)單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。它提供了豐富的外圍接口和專(zhuān)用控制器。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)

49、器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價(jià)的方案。 8051是51系列8位單片機(jī)的典型芯片。</p><p><b>　　其主要特點(diǎn)如下：</b></p><p>　　*基于MCS-51核的處理器系統(tǒng)，與MCS-51兼容</p><p>　　*4K字節(jié)可編程閃

50、爍存儲(chǔ)器</p><p>　　*壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)</p><p>　　*數(shù)據(jù)保留時(shí)間:10年</p><p>　　*全靜態(tài)工作:0HZ-24HZ</p><p>　　*三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</p><p><b>　　*32個(gè)I/O引腳</b></p><p><

51、;b>　　*2個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　*5個(gè)中斷源</b></p><p>　　*128B內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM</p><p><b>　　*可編程串行通道</b></p><p>　　*低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　

52、*片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p>　　圖13 8051單片機(jī)的內(nèi)部組成圖</p><p><b>　　8051的內(nèi)部組成</b></p><p>　　*中央處理器（CPU）</p><p>　　*內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM</p><p>　　*內(nèi)部程序存儲(chǔ)器ROM</p><

53、;p><b>　　*并行I/O端口</b></p><p><b>　　*串行口</b></p><p><b>　　*定時(shí)、計(jì)數(shù)器</b></p><p><b>　　*中斷系統(tǒng)</b></p><p><b>　　*時(shí)鐘電路</b

54、></p><p><b>　　管腳說(shuō)明：</b></p><p><b>　　VCC:供電電壓</b></p><p><b>　　GND:接地</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)

55、1時(shí)，被定義為高阻態(tài)輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FLASH進(jìn)行校檢時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8雙向I/0口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的原因。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第

56、八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口作為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口

57、在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的原因。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p>　　圖14 80C5

58、1的引腳圖</p><p>　　管腳備腳功能: P3口同時(shí)具有AT89C51的多種特殊功能，P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p><b>　　具體如下表1所示:</b></p><p>　　表1 P3口的第二功能</p><p>　　ALE/PROG:系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，P0口是8位數(shù)據(jù)線(xiàn)和低8位地址

59、線(xiàn)復(fù)用電路，ALE用于把P0口輸出的低8位地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低8位地址和數(shù)據(jù)的隔離。由于ALE的引腳以晶振1/6的固定頻率輸出正脈沖，因此用它做外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。</p><p>　　/PSEN:/PSEN有效時(shí)（低電平），可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部ROM單元的讀操作</p><p>　　EA/VPP：當(dāng)/EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng)/EA信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì)

60、ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始的，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　RST:當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延至兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。</p><p>　　XTAL1和XTAL2：外接晶體管引線(xiàn)端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，兩引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于連接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。</p><p>　　

61、ALE:系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)，P0口是8位數(shù)據(jù)線(xiàn)和低8位地址線(xiàn)復(fù)用電路，ALE用于把P0口輸出的低8位地址鎖存起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)低8位地址和數(shù)據(jù)的隔離。由于ALE的引腳以晶振1/6的固定頻率輸出正脈沖，因此用它做外部時(shí)鐘或外部定時(shí)脈沖使用。</p><p>　　/PSEN:/PSEN有效時(shí)（低電平），可實(shí)現(xiàn)對(duì)外部ROM單元的讀操作</p><p>　　/EA：當(dāng)/EA信號(hào)為低電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作限定在

62、外部程序存儲(chǔ)器；而當(dāng)/EA信號(hào)為高電平時(shí)，對(duì)ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲(chǔ)器開(kāi)始的，并可延至外部程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　RST:當(dāng)輸入的復(fù)位信號(hào)延至兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。</p><p>　　XTAL1和XTAL2：外接晶體管引線(xiàn)端。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時(shí)鐘時(shí)，兩引腳用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時(shí)鐘時(shí)，用于連接外部時(shí)鐘脈沖信號(hào)。&

63、lt;/p><p>　　振蕩器特性：XTAL1XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器，石晶振蕩和瓷器振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不變。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　芯片擦除：</b></p&g

64、t;<p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處低于10ms來(lái)完成。在芯片擦除操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯?？梢栽诘偷搅泐l率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。掉電模式下，保持RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩

65、器，禁止使用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p>　　4.2 DAC0832簡(jiǎn)介</p><p>　　DAC0832是一款采用CMOS工藝制成的單片電流輸出型8位數(shù) / 模轉(zhuǎn)換器，圖四是它的邏輯框圖和引腳排列。DAC0832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。</p><p>　　（1）單緩沖方式。單緩沖方式是控制輸入

66、寄存器和DAC寄存器同時(shí)接收資料，或者只用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。 </p><p>　?。?）雙緩沖方式。雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出資料到DAC寄存器，即分兩次鎖存輸入資料。此方式適用于多個(gè)D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。 　</p><p>　　(3)直通方式。直通方式是資料不經(jīng)兩級(jí)鎖存器

67、鎖存，即 CS*，XFER* ，WR1* ，WR2* 均接地，ILE接高電平。</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的數(shù)字控制，該設(shè)計(jì)選用了DAC0832。DAC0832是一款常用的數(shù)模有兩種連接模式，一種是電壓輸出模式，另外一種是電流輸出模式，為了設(shè)計(jì)的方便，選用電壓輸出模式，引腳Iout1和Iout2之間接一參考電壓。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。電路采用單緩沖模式。&

68、lt;/p><p>　　圖15 DAC0832的邏輯框圖和引腳排列</p><p>　　DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。</p><p>　　DAC0832的主要

69、特性參數(shù)如下：</p><p><b>　　* 分辨率為8位；</b></p><p>　　* 電流穩(wěn)定時(shí)間1us；</p><p>　　* 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；</p><p>　　* 只需在滿(mǎn)量程下調(diào)整其線(xiàn)性度；</p><p>　　* 單一電源供電（+5V～+15V）；</

70、p><p>　　* 低功耗，200mW。</p><p>　　DAC0832結(jié)構(gòu)： </p><p>　　* D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線(xiàn)，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))；</p><p>　　* ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號(hào)輸入線(xiàn)，高電平有效；</p><p>　　* CS：片選信號(hào)輸入線(xiàn)（

71、選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；</p><p>　　* WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫(xiě)選通輸入線(xiàn)，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線(xiàn)變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存；</p><p>　　* XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號(hào)輸入線(xiàn)，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；</p><

72、p>　　* WR2：DAC寄存器選通輸入線(xiàn)，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR1、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開(kāi)始D/A轉(zhuǎn)換。</p><p>　　* IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線(xiàn)性變化；</p><p>　　* IOUT2：電流輸出端2，

73、其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；</p><p>　　* Rfb：反饋信號(hào)輸入線(xiàn)，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿(mǎn)量程精度；</p><p>　　* Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V；</p><p>　　* VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線(xiàn)，VREF的范圍為-10V～+10V；</p><p>　　* AGND：模擬信號(hào)地<

74、;/p><p>　　* DGND：數(shù)字信號(hào)地</p><p>　　4.3 LM358芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　LM358內(nèi)部包括兩個(gè)獨(dú)立的、高增益的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單電源使用，也適用于雙電源工作模式，在推薦的工作條件下，電源電流與電源電壓無(wú)關(guān)。它的使用范圍包括傳感器放大器、直流增益模組，音頻放大器、工業(yè)控制、DC增益部件和其他所

75、有可用單電源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。</p><p>　　圖16 LM358 引腳圖</p><p><b>　　LM358特性</b></p><p><b>　　*內(nèi)部頻率補(bǔ)償</b></p><p>　　*直流電壓增益高（約100db）</p><p>　　*單位增

76、益頻帶寬（越1MHZ）</p><p>　　*電源電壓范圍寬：?jiǎn)坞娫矗?—30V）；雙電源（±1.5V-15V）</p><p>　　*低功耗電流，適合于電池供電</p><p><b>　　*低輸入偏流</b></p><p>　　*低輸入失調(diào)電壓和失調(diào)電流</p><p>　　*共模

77、輸入電壓范圍寬，包括接地</p><p>　　*差模輸入電壓范圍寬，等于電源電壓范圍</p><p>　　*輸出電壓擺幅大（0至Vcc-1.5V）</p><p><b>　　LM358主要參數(shù)</b></p><p>　　輸入偏置電流45nA 、輸入失調(diào)電壓50nA 、輸入失調(diào)電壓2.9MV、輸入共模電壓最大值 VCC

78、-1.5V、 共模抑制比80db、電源抑制比100db </p><p>　　4.4 MAX232芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　MAX232芯片是美信公司專(zhuān)門(mén)為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片,使用+5V單電源供電。 </p><p><b>　?。▓D17） </b></p><p><b&g

79、t;　　引腳介紹</b></p><p>　　第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。 </p><p>　　第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 </p><p>　　其中13腳（R1IN）、12腳（R1OU

80、T）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 </p><p>　　8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 </p><p>　　TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后

81、從R1OUT、R2OUT輸出。 </p><p>　　第三部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。 </p><p><b>　　主要特點(diǎn)</b></p><p>　　1、符合所有的RS-232C技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)　</p><p>　　2、只需要單一 +5V電源供電 </p><p>　　3、片

82、載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生+10V和-10V </p><p>　　4、功耗低，典型供電電流5mA </p><p>　　5、內(nèi)部集成2個(gè)RS-232C驅(qū)動(dòng)器 </p><p>　　6、高集成度，片外最低只需4個(gè)電容即可工作。 </p><p><b>　　4.5 按鍵簡(jiǎn)介</b></p>

83、<p>　　按鍵有觸電式和非觸電式兩種，單片機(jī)中的按鍵一般由機(jī)械觸點(diǎn)構(gòu)成。按鍵的讀取容易引起誤操作，要去抖動(dòng)。常用的去抖動(dòng)有兩種：硬件法和軟件法，單片機(jī)通常采用軟件去抖，由于鍵盤(pán)的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，這時(shí)觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如果不采取妥善處理的話(huà)，將引起按鍵命令錯(cuò)誤或重復(fù)執(zhí)行，在這里采用軟件延時(shí)的方法來(lái)避開(kāi)抖動(dòng)</p><p>　　單片機(jī)使用的鍵盤(pán)可分為獨(dú)立式和矩陣式兩種。獨(dú)立式實(shí)

84、際上就是一組相互獨(dú)立的按鍵，這些按鍵可直接與單片機(jī)的I/O接口連接，其方法是每個(gè)按鍵獨(dú)占一條口線(xiàn)，接口簡(jiǎn)單[13]。矩陣式鍵盤(pán)也稱(chēng)行列式鍵盤(pán)，因?yàn)殒I的數(shù)目較多，所以鍵按行列組成矩陣。</p><p>　　按一個(gè)鍵到鍵的功能被執(zhí)行主要應(yīng)包括兩項(xiàng)工作：一是鍵的識(shí)別，即在鍵盤(pán)中找出被按的是哪個(gè)鍵，另一項(xiàng)是鍵功能的實(shí)現(xiàn)。第一項(xiàng)工作是使用接口電路實(shí)現(xiàn)的，而第二項(xiàng)工作則是通過(guò)執(zhí)行中斷服務(wù)程序來(lái)完成。設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的獨(dú)立式按鍵見(jiàn)圖

85、</p><p><b>　　按鍵的去抖 </b></p><p>　　機(jī)械式按鍵在按下或釋放時(shí)，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時(shí)間的觸點(diǎn)機(jī)械抖動(dòng)，然后其觸點(diǎn)才能穩(wěn)定下來(lái)，抖動(dòng)時(shí)間一般為5~10ms，如圖 所示。在觸點(diǎn)抖動(dòng)器件檢測(cè)按鍵的通與斷狀態(tài)，可能導(dǎo)致判斷錯(cuò)誤。</p><p>　　圖18 按鍵觸點(diǎn)的機(jī)械抖動(dòng)</p>

86、;<p>　　按鍵的去抖可以采用硬件電路消除或軟件去抖編程消抖，本設(shè)計(jì)中則采用軟件方法進(jìn)行去抖，軟件去抖編程思路：在檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，先執(zhí)行10m的延時(shí)程序，然后再重復(fù)檢測(cè)該鍵是否仍然按下，以確定該鍵按下是不是因抖動(dòng)引起的。同理，在檢測(cè)到該鍵釋放時(shí)，也采用先延時(shí)再判斷的方法消除抖動(dòng)的影響。</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>

87、;　　5．1 主程序流程圖</p><p><b>　?。▓D19）</b></p><p>　　5.1.1 定時(shí)器1的中斷流程圖</p><p><b>　　（圖20）</b></p><p>　　5.1.2 按鍵掃描子程序流程圖</p><p>　　5.1.3 顯示電壓子程

88、序流程圖</p><p><b>　?。▓D22）</b></p><p><b>　　軟件流程說(shuō)明：</b></p><p>　　當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)，單片機(jī)AT89C51進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位初始化設(shè)置為0V，單片機(jī)AT89C51初始化后，對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，看是否有鍵按下，若有鍵按下，根據(jù)按鍵與單片機(jī)AT89C51的接口的狀態(tài)，判斷出是哪

89、個(gè)按鍵被按下，除了通過(guò)設(shè)置鍵來(lái)調(diào)整電壓時(shí)，其余按鍵情況通過(guò)定時(shí)器1中斷調(diào)用顯示最終輸出電壓值的函數(shù)：</p><p>　　若是按鍵S3被按下，則電壓設(shè)定值和電壓輸出值均增加0.1V;</p><p>　　若是按鍵S4被按下，則電壓設(shè)定值和電壓輸出值均減少0.1V;</p><p>　　若是按鍵S5被按下，則開(kāi)始設(shè)置輸出電壓值，此時(shí)關(guān)閉定時(shí)器1；</p>

90、<p>　　若是定時(shí)器1被關(guān)閉，對(duì)按鍵進(jìn)行掃描是否有按鍵按下，若是確定按鍵S6沒(méi)有被按下則一直執(zhí)行循環(huán)程序?qū)Π存I進(jìn)行掃描，若是按鍵S1被按下，則電壓設(shè)定值和電壓輸出值均增加1V，若是按鍵S2被按下，則電壓設(shè)定值和電壓輸出值均減少1V；若是按鍵S3被按下，則電壓值和電壓輸出值均增加0.1v；若是按鍵S4被按下，則電壓設(shè)定值和電壓輸出值均減少0.1V。將通過(guò)按鍵設(shè)定的電壓值，合并成一個(gè)數(shù)；個(gè)數(shù)和小數(shù)點(diǎn)后一位，同時(shí)賦給一個(gè)變量，此

91、時(shí)設(shè)定的電壓值調(diào)用實(shí)時(shí)顯示函數(shù)；若是確定按鍵S6被按下，則將合并的數(shù)轉(zhuǎn)化成數(shù)字量值，通過(guò)DAC0832與單片機(jī)的數(shù)據(jù)接口，將數(shù)字量值寫(xiě)入DAC0832并通過(guò)定時(shí)器一的開(kāi)通由定時(shí)器1中斷調(diào)用顯示最終電壓值的函數(shù)。</p><p><b>　　5．2 程序</b></p><p>　　#include<math.h></p><p>　

92、　#include<absacc.h></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define key1 P3_2 //電壓增1按鍵</p><p>　　#def

93、ine key2 P3_3 //電壓減1按鍵</p><p>　　#define key3 P3_4 //電壓加0.1按鍵</p><p>　　#define key4 P3_5 //電壓減0.1按鍵</p><p>　　#def

94、ine key5 P3_6 //設(shè)置電壓輸出按鍵</p><p>　　#define key6 P3_7 //電壓確定按鍵</p><p>　　#define key7 RST //復(fù)位鍵</p><p>　　void dela

95、y(unsigned char i); //延時(shí)函數(shù)聲明</p><p>　　void display(uchar disseg,uchar disdata);</p><p>　　void dis_num(uchar number);</p><p>　　void WT_DA(uchar a);</p><p>　　

96、uchar RD_AD();</p><p>　　code uchar disbuf_u1[]=</p><p>　　{0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};//0~9的字型碼</p><p>　　code uchar disbuf_u2[]=</p><p>　　{0x40,0

97、x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};//0.~9.的字型碼</p><p>　　uchar keyb();</p><p>　　uchar keybuf; //鍵盤(pán)結(jié)果緩沖區(qū)</p><p>　　uchar dataf;</p><p>　　uchar number

98、1,number2;</p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　void main()</p><p>　　{ unsigned w;</p><p>　　TMOD=0x10; </p><p>　　w=0x01; //位選碼初值為01H

99、</p><p>　　P0= disbuf_u1[0];</p><p>　　number1=0;</p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2_6=0;</b></p><p><b>　　dataf=0;</b>&

100、lt;/p><p>　　TR0=0; //停止定時(shí)器的運(yùn)行</p><p>　　TMOD=0x10; //設(shè)置定時(shí)器1 工作方式1</p><p>　　TH1=(65536-5000)/256; //T1置初值</p><p>　　TL1=(65536-5000)%256;</p>

101、<p>　　EA=1; //開(kāi)總中斷</p><p>　　ET1=1; //開(kāi)T1中斷</p><p>　　TR0=1; //啟動(dòng)T0 </p><p>　　TR1=0; //關(guān)閉T1&l

102、t;/p><p>　　DA=0; //初始化DA轉(zhuǎn)化</p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{uchar keym;</p><p>　　P1=number1;</p><p>　　keym=keyb();</p>

103、<p>　　switch(keym)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 24:number1++; //減電壓</p><p>　　case 40:;number1--; //加電壓</p><p><b>　　case 48:;

104、</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　number2=RD_AD();</p><p><b>　　} </b></p><p>　　} </p><p><b>　　//顯示子程序&

105、lt;/b></p><p>　　void display(uchar disseg,uchar disdata)</p><p>　　{uchar dataf=1;</p><p>　　while(disseg)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　

106、　dataf++;</b></p><p><b>　　TR0=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//鍵盤(pán)處理子程序</b></p><

107、p>　　uchar keyb()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar key,keytemp;</p><p>　　key1=1;//將輸出線(xiàn)拉高</p><p><b>　　key2=1;</b></p><p><b>

108、　　key3=1;</b></p><p><b>　　do</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　key=P2;//讀回來(lái)</p><p>　　key=key&0x38;</p><p>　　keytemp=key;<

109、/p><p><b>　　delay(1);</b></p><p>　　key=P2&0x38;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　while(key!=keytemp);</p><p>　　return(keytemp);</p>

110、;<p><b>　　}</b></p><p><b>　　//延時(shí)子程序</b></p><p>　　void delay(unsigned char i)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char j,k;<

111、;/p><p>　　for(k=0;k<i;k++)</p><p>　　for(j=0;j<255;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay(unsigned char i)</p><p><b>　　{</b>

112、</p><p>　　unsigned char j,k;</p><p>　　for(k=0;k<i;k++)</p><p>　　for(j=0;j<255;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//定時(shí)中斷2ms掃描子程序</p>

113、<p>　　void time0() interrupt 1 using 3</p><p>　　{TH0=0x8F;</p><p><b>　　TL0=0x30;</b></p><p><b>　　dataf++;</b></p><p>　　if(dataf>8)</p

114、><p><b>　　dataf=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//DA轉(zhuǎn)換</b></p><p>　　void WT_DA(uchar a)</p><p><b>　　{</b>

115、;</p><p><b>　　P1=a;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//數(shù)值運(yùn)算子程序</b></p><p>　　void dis_num(uchar number)</p><p>　　{int n

116、u,temp;</p><p><b>　　uchar j;</b></p><p>　　for(j=0;j<6;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　nu=temp%10;</p><p>　　display(j,nu);</p&

117、gt;<p><b>　　delay(</b></p><p><b>　　);</b></p><p>　　temp=temp/10;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p>

118、<p><b>　　//獨(dú)立式按鍵程序</b></p><p>　　Void delay()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　TH1=0Xd8; </p><p>　　TL1=OXF0; //設(shè)置10ms定

119、時(shí)初值</p><p>　　TR1=1; // 啟動(dòng)定時(shí)器1 </p><p>　　While(!TF1); //判斷10ms定時(shí)時(shí)間到</p><p><b>　　TF1=0;</b></p><p><b>　　}</b>

120、</p><p>　　6 軟硬件系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　本系統(tǒng)的調(diào)試主要分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試等兩大部分。經(jīng)過(guò)初步的分析設(shè)計(jì)后，在制作硬件電路的同時(shí)，調(diào)試也在穿插進(jìn)行。這樣有利于問(wèn)題的分析和解決，不會(huì)造成問(wèn)題的積累，而且不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小問(wèn)題而進(jìn)行整體電路的檢查，從而可以節(jié)約大量的調(diào)試時(shí)間。軟件編程中，首先完成單元功能模塊的調(diào)試，然后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，整體上與硬件調(diào)試的方法差不多。聯(lián)機(jī)調(diào)試