直流數(shù)控電壓源設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　直流數(shù)控電壓源設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一．系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　本數(shù)控直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)以一穩(wěn)壓電源為基礎(chǔ)，以高性能單片機(jī)系統(tǒng)為控制核心，以穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)放大電路、短路保護(hù)電路為外圍的硬件系統(tǒng)，在檢測(cè)與控制軟件的支持下實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓輸出的數(shù)字控制，通過(guò)對(duì)穩(wěn)壓電源輸出的電壓進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣與給定數(shù)據(jù)比較，從而調(diào)整和控制穩(wěn)壓電

2、源的工作狀態(tài)及監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)電路的輸出電流大小。本數(shù)控直流穩(wěn)壓電源實(shí)現(xiàn)以下功能：鍵盤(pán)可以直接設(shè)定輸出電壓值；可快速調(diào)整電壓；LCD顯示電壓值等。</p><p>　　1.1 8051簡(jiǎn)介</p><p>　　我們采用8051系列的AT89S51作為CPU，AT89S51是一種帶4K字節(jié)FLASH可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable

3、Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器。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。</p><p><b>　　1．2 主要特性</b></p><p>　　1）與MCS-51兼容 ；</p><p>　　2）8位字長(zhǎng)的CPU；</p>&l

4、t;p>　　3）可在線ISP編程的4KB片內(nèi)FLASH存儲(chǔ)器，用于程序存儲(chǔ)，可擦寫(xiě)1000次；</p><p>　　4） 256B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，其中高128字節(jié)地址被特殊功能寄存器SFR占用；</p><p>　　5）可編程的32根I/O口線（P0～P3）；</p><p>　　6）2個(gè)可編程16位定時(shí)器；</p><p>　　7）

5、一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；</p><p>　　8）1個(gè)可編程的全雙工串行通信口；</p><p>　　9）具有“空閑”和“掉電”兩種低功耗工作方式；</p><p>　　10）可編程的3級(jí)程序鎖定位；</p><p>　　11）工作電源的電壓為5（1±0.2）V；</p><p>　　12）振蕩器最高頻率為24

6、MHz；</p><p>　　13）編程頻率3 ～24 MHz，編程電流1mA，編程電壓為5V。</p><p>　　1．3芯片引腳排列與名稱</p><p>　　DIP封裝形式的AT89S51的芯片引腳排列與名稱如圖1所示。</p><p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p>

7、;<b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位，并行， 圖1 AT89S51的芯片引腳排列與名稱</p><p>　　漏極開(kāi)路雙向I/O口，作為輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL負(fù)載。該口內(nèi)無(wú)上拉電阻，在設(shè)計(jì)中作為D/A，A/D及液晶顯示器的數(shù)據(jù)口。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙

8、向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，該口在設(shè)計(jì)中低四位作為鍵盤(pán)輸入口，高四位與RST作為在線編程下載口。</p><p>　　P2口：P2口為一個(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，可作為輸入。在作為輸出時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。該口在設(shè)計(jì)中作為D/A

9、，A/D及液晶顯示器的控制口。</p><p>　　P3口：P3口管腳是帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向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，這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S51的一些特殊功能口，如下表1所示：</p><p>　　表1 各端口引腳與復(fù)用功能表</p>

10、<p>　　該口在設(shè)計(jì)中使用其特殊功能作為D/A，A/D讀寫(xiě)信號(hào)的控制口。和A/D的中斷輸入口。</p><p>　　RST：該引腳為復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。在振蕩器穩(wěn)定工作情況下，該引腳被置成高電平并持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上是系統(tǒng)復(fù)位。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸

11、入編程脈沖。該引腳在設(shè)計(jì)中作為鎖存器器和A/D的時(shí)鐘信號(hào)。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。</p><p>　　/EA/VPP：/EA為訪問(wèn)芯片內(nèi)部和芯片外部程序存儲(chǔ)器的選擇信號(hào)。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p>　　XTAL1：芯片內(nèi)振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。</p

12、><p>　　XTAL2：芯片內(nèi)振蕩器放大器的輸出。 </p><p>　　2 鍵盤(pán)控制器MM74C922</p><p><b>　　2．1 簡(jiǎn)介</b></p><p>　　鍵盤(pán)的作用是對(duì)單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)中要求能是電壓進(jìn)行“+”，“-”，及電壓值的設(shè)定，所以采用鍵盤(pán)為4×4的薄膜矩陣鍵盤(pán)，用MM74C922

13、芯片進(jìn)行識(shí)別按鍵后送AT89S51的并行口P1， P1.0～P1.3作為鍵盤(pán)輸入口。傳統(tǒng)的4×4矩陣鍵盤(pán)識(shí)別處理程序的編寫(xiě)相對(duì)煩瑣。所以采用MM74C922芯片來(lái)將4×4矩陣鍵盤(pán)的鍵值轉(zhuǎn)換成4位BCD碼以簡(jiǎn)化程序的編寫(xiě)。</p><p><b>　　2．2 主要特性</b></p><p>　　CMOS工藝技術(shù)制造，工作電壓3-15V，“二鍵鎖定”

14、功能，編碼輸出為三態(tài)輸出，可直接與微處理器數(shù)據(jù)總線相連，內(nèi)部振蕩器能完成4×4矩陣鍵盤(pán)掃描，亦可用外部振蕩器使鍵盤(pán)操作與其他處理同步，通過(guò)外接電容避免開(kāi)關(guān)發(fā)生前、后沿彈跳所許的延時(shí)。有按鍵按下時(shí)數(shù)據(jù)有效線變高，同時(shí)封鎖其他鍵，片內(nèi)鎖存器將保持鍵盤(pán)矩陣的4位編盤(pán)，可由微處理器讀出</p><p>　　2．3 芯片引腳排列與名稱</p><p>　　DIP封裝形式的MM74C922的

15、芯片引腳排列與名稱如圖4所示。</p><p>　　VCC：供電電壓（+5～+15）；</p><p><b>　　GND：接地；</b></p><p>　　Y1～Y2：矩陣鍵盤(pán)行輸入， 圖4 MM74C922芯片引腳排列與名稱</p><p>　　其內(nèi)部接有上拉電阻；</p><p>

16、;　　X1～X2：矩陣鍵盤(pán)列輸入；</p><p>　　OUT1～OUT2：矩陣鍵盤(pán)列輸出；</p><p>　　OSC：振蕩器輸入；</p><p>　　DA：按鍵有效輸出，當(dāng)有任意鍵按下是DA輸出高電平；</p><p>　　/OE：輸出有效端，低電平有效。</p><p>　　3 D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832<

17、;/p><p><b>　　3．3．1簡(jiǎn)介</b></p><p>　　設(shè)計(jì)要求電壓輸出范圍是0.0V～9.9V，步進(jìn)0.1V，共有100種狀態(tài)，因此采用8位的D/A轉(zhuǎn)換器就能滿足設(shè)計(jì)要求。因此采用常用的DAC0832芯片。8位字長(zhǎng)的D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832具有256種狀態(tài)，能滿足設(shè)計(jì)要求。DAC0832芯片是具有兩個(gè)輸入數(shù)據(jù)寄存器的8位DAC，它能直接與AT89S51

18、單片機(jī)相連接，</p><p><b>　　3．2 主要特性</b></p><p><b>　　1）8位分辨率；</b></p><p>　　2）電流型輸出，穩(wěn)定時(shí)間為1uS；</p><p>　　3）可雙緩沖輸入，單緩沖輸入或直接數(shù)字輸入；</p><p>　　4）單一電

19、源供電（+5~+15V）；</p><p>　　5 低功耗（20mW；）</p><p>　　3．3 芯片引腳排列與名稱</p><p>　　DIP封裝形式的DAC0832的芯片引腳排列與名稱如圖51所示。</p><p>　　VCC:電源電壓，+5V。</p><p>　　GND:地線輸入端。

20、 圖5 DAC0832的芯片引腳排列與名稱</p><p>　　D0～D7：8位數(shù)字量輸入引腳。單片機(jī)由這8根線傳送給D/A轉(zhuǎn)換數(shù)字量。D7為最高有效位，D0為最低有效位。</p><p>　　Vref：參考電壓端。</p><p>　　/CS:片選信號(hào)，當(dāng)/CS為低電平時(shí)候，芯片被選中工作。</p><p>　　ILE:允許數(shù)字量輸

21、入線。高電平有效。</p><p>　　/XREF：傳送控制輸入線，低電平有效。</p><p>　　/WR1，/WR2：寫(xiě)命令輸入線。</p><p>　　Ffb：運(yùn)算放大器反饋線。</p><p>　　Iout1，Iout2：模擬電流輸出線，Iout1+Iout2為一常數(shù)。</p><p><b>　　二

22、．硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809</p><p><b>　　1．1 簡(jiǎn)介</b></p><p>　　ADC0809是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的8位ADC，它是采用逐次逼近的方法完成A/D轉(zhuǎn)換的。ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。ADC0809由單一+5V電源供電，片內(nèi)有帶鎖存功能的

23、8路模擬多路開(kāi)關(guān)，，可對(duì)8路0~5V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需100us；輸出具有TTL三臺(tái)鎖存緩沖器，可以直接接到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線上。通過(guò)適當(dāng)?shù)耐饨与娐?，ADC0809可對(duì)0~5V的雙級(jí)性模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。</p><p>　　1．2主要特性　　1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。 　　2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。 　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs　　4）單＋5V電源供電 　　5）模擬

24、輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 　　6）工作溫度范圍為-40～＋85攝氏度 　　7）低功耗，約15mW。</p><p>　　1．3 芯片引腳排列與名稱</p><p>　　DIP封裝形式的ADC0809的芯片引腳排列與名稱如圖6所示</p><p>　　各引腳功能說(shuō)明如下：</p><p>　　VCC:電源電壓，+5V。

25、</p><p>　　GND:地線輸入端。</p><p>　　D0～D7：8位數(shù)字量輸出引腳。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)</p><p>　　果由這8根線傳送給單片機(jī)。D7為最高有效位， 圖6 0809引腳圖排列與名稱</p><p><b>　　D0為最低有效位。</b></p><p>　　IN0～

26、IN7:8路模擬量輸入引腳。</p><p>　　Vref(+)：參考電壓正端。。</p><p>　　Vref(-)：參考電壓負(fù)端。</p><p>　　START:啟動(dòng)信號(hào)輸入端，START為正脈沖，其上升沿清除ADC0808的內(nèi)部的各寄存器，其下降沿啟動(dòng)A/D開(kāi)始轉(zhuǎn)換。</p><p>　　ALE:地址鎖存啟動(dòng)信號(hào),在ALE的上升沿,將

27、A、B、C上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。START和ALE兩信號(hào)用于啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。</p><p>　　EOC:轉(zhuǎn)換完成信號(hào)，當(dāng)EOC上升為高電平時(shí)，表明內(nèi)部A/D轉(zhuǎn)換已完成。</p><p>　　OE:允許輸出信號(hào)。當(dāng)OE=1時(shí)，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。</p><p>　　CLK:時(shí)鐘輸入信號(hào)，0809的時(shí)鐘頻率范圍在10～1200kHz，典

28、型值為640kHz。</p><p>　　A、B、C:3位地址輸入線，經(jīng)過(guò)譯碼后可選通IN0～I(xiàn)N78個(gè)通道中的一個(gè)通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A、B、C的輸入與選通的通道的關(guān)系如表2所示：</p><p><b>　　表2</b></p><p><b>　　2 顯示器</b></p><p>　　設(shè)計(jì)要求能顯

29、示當(dāng)前電壓值，因此可采用液晶顯示或者數(shù)碼管顯示兩種方法?？紤]到數(shù)碼管顯示過(guò)于單調(diào)，因此采用采用液晶顯示。液晶顯示模塊具有體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富等特點(diǎn)，現(xiàn)在點(diǎn)陣型液晶顯示模塊已經(jīng)是單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)中常用的信息顯示器件了。</p><p><b>　　2．1 簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用了1602C型點(diǎn)陣式液晶顯示模塊。LCD技術(shù)和半導(dǎo)體技術(shù)的結(jié)合使

30、該顯示模塊具有高可靠性和低功耗的特點(diǎn)。1602C型點(diǎn)陣式液晶顯示模塊內(nèi)部有字符產(chǎn)生存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。該顯示模塊可直接與AT89s51單片機(jī)相接，所有的顯示功能由控制器用指令實(shí)現(xiàn)。由單一的+5V的電源供電，數(shù)據(jù)傳送方式有4位和8位兩種選擇。內(nèi)有顯示92個(gè)ASCII字符和92個(gè)特殊字符的字庫(kù)。</p><p>　　2．2 引腳排列與名稱</p><p>　　1602C引腳排列與名稱如圖7所示

31、。</p><p><b>　　GND：電源地；</b></p><p>　　VCC：電源正極，4.5－5.5V，通常使用5V電壓；</p><p>　　VO：LCD對(duì)比度調(diào)節(jié)端，電壓調(diào)節(jié)范圍為0－5V；</p><p>　　RS：寫(xiě)入數(shù)據(jù)或者指令選擇端。要寫(xiě)入指令時(shí)，</p><p>　　使RS

32、為低電平；要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，使RS為高電平； </p><p>　　R/W：讀寫(xiě)控制端。R/W為高電平時(shí)，讀取數(shù)據(jù)；R/W為低電平時(shí)，寫(xiě)入數(shù)據(jù)； </p><p>　　E：LCD模塊使能信號(hào)控制端。寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)， 圖7 1602C引腳排列與名稱</p><p><b>　　需要下降沿觸發(fā)；。</b></p><p>　　D

33、B0－DB7：8位數(shù)據(jù)總線，三態(tài)雙向。如果I/O口資源緊張的話，該模塊也可以只使用4位數(shù)據(jù)線DB4－DB7接口傳送數(shù)據(jù)。</p><p>　　A： LED背光正極。需要背光時(shí)，A串接一個(gè)限流電阻接VDD，K接地，實(shí)測(cè)該模塊的背光電流為50mA左右；</p><p>　　K： LED背光地端</p><p>　　3．1 MM74C922接口電路</p>

34、<p>　　設(shè)計(jì)中MM74C922的輸出口與P1口的低四位相接，DA端通過(guò)反向器與P3．2相接。每當(dāng)有按鍵按下時(shí)，DA就產(chǎn)生高電平，同時(shí)向P1口低四位傳送16進(jìn)制的BCD碼，分別對(duì)應(yīng)16個(gè)按鍵。</p><p>　　MM74C922與鍵盤(pán)及AT89S51的接線圖見(jiàn)圖9</p><p>　　圖9 MM74C922接口電路</p><p>　　3．2 DAC0

35、832接口電路</p><p>　　DAC0832 最具特色是輸入為雙緩沖結(jié)構(gòu)，數(shù)字信號(hào)在進(jìn)入D/A 轉(zhuǎn)換前，需經(jīng)過(guò)兩個(gè)獨(dú)立控制的8 位鎖存器傳送。其優(yōu)點(diǎn)是D/A 轉(zhuǎn)換的同時(shí)，DAC 寄存器中保留現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，而在輸入寄存器中可送入新的數(shù)據(jù)。系統(tǒng)中多個(gè)D/A 轉(zhuǎn)換器內(nèi)容可用一公共的選通信號(hào)選通輸出。</p><p>　　設(shè)計(jì)中用2個(gè)電壓控制字代表0.1V當(dāng)電壓控制字從0，2，4，……到198

36、時(shí)，可調(diào)穩(wěn)壓源輸出0.0，0.1，……，9.9。由于DAC0832是電流輸出型，輸出的電流隨輸入的電壓控制字線性變化。若要得到電壓，還需要外接一片運(yùn)放來(lái)實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。由于DAC0832 輸出級(jí)沒(méi)有加集成運(yùn)放，所以需外加LM324 相配適用?？紤]到設(shè)計(jì)需要，采用了單緩沖雙級(jí)性的接法，如圖10所示：</p><p>　　圖10 DAC0832接口電路</p><p><b>

37、;　　其計(jì)算公式為：</b></p><p>　　其中Vref為參考電壓，D為DAC0832接收到的數(shù)據(jù)。5為DAC0832基準(zhǔn)電壓。</p><p>　　如果圖中所示電阻RX，RY，RZ的阻值選取適當(dāng)，則輸出電壓范圍在電壓控制字從0，2，4，……到198變換時(shí)根據(jù)上式計(jì)算可得輸出電壓為+4.9V~-5V，正好滿足后續(xù)電路的要求。其中P2.7為DAC0832的片選控制端。<

38、;/p><p>　　3．3 ADC0809接口電路</p><p>　　由于輸出電壓范圍是0.0V～9.9V超出了ADC0809的測(cè)量范圍，因此使用電位器將輸出電壓分壓后送至ADC0809的輸入端。</p><p>　　ADC0809與AT89S51的接口電路如圖11所示</p><p>　　圖11 ADC0809接口電路</p>

39、<p>　　其中P2.6為0809的片選信號(hào)，與WR和RD分別通過(guò)或非門(mén)接到0809的START和OE上，EOC通過(guò)非門(mén)與AT89S51的INT0相接。由于0809需要時(shí)鐘信號(hào)，因此可以從AT89S51的ALE端得到6分頻的振蕩信號(hào)，為了使6分頻后的信號(hào)能滿足0809的需求，我們采用的是4M的晶體振蕩器。</p><p>　　3．4 LCD1602C接口電路</p><p>　　

40、LCD1602C與AT89S51的接口電路如圖12所示</p><p>　　圖12 LCD顯示電路</p><p>　　3.5 可調(diào)穩(wěn)壓源電路</p><p>　　為了獲得大的負(fù)載電流，可調(diào)穩(wěn)壓部分使用了最大輸出電流為1A 的7805三端集成穩(wěn)壓塊。7805原本是輸出固定電壓為5V的集成穩(wěn)壓塊，但可以外接電路來(lái)改變輸出電壓值?？烧{(diào)穩(wěn)壓的電路見(jiàn)圖13：</p&g

41、t;<p>　　設(shè)運(yùn)放理想。這時(shí)，可</p><p>　　認(rèn)為運(yùn)放輸入電壓很小。即： 圖13 可調(diào)穩(wěn)壓電路 </p><p>　　其中Vin為D/A部分輸出的雙級(jí)性電壓，5為7805的穩(wěn)壓值。由上式可見(jiàn)，Vout與Vin之間成線形關(guān)系，當(dāng)Vin變化時(shí)，輸出電壓改變。由于Vin是DAC0832輸出的范圍是+4.9V～-5V的電壓，因而Vo

42、ut的變化可以從0.0V～9.9V。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明：這種可調(diào)穩(wěn)壓輸出具有良好的負(fù)載特性，輸出最大負(fù)載電流可達(dá)到1A。電壓輸出端接上500mA負(fù)載與未接負(fù)載（空載）之間輸出電壓僅相差0.04V以內(nèi)。由于。</p><p><b>　　3.6流穩(wěn)壓電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)共用到電源有三種：即±15V，+5V 。可選用的有開(kāi)關(guān)電源和穩(wěn)壓電源兩種，由于開(kāi)

43、關(guān)電源的紋波系數(shù)比較大，且設(shè)計(jì)要求電壓紋波不大于10mV 。因此采用常用的穩(wěn)壓電源來(lái)作為整個(gè)系統(tǒng)的電源。穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路組成，如圖14所示</p><p>　　圖14 電源方框及波形圖</p><p>　　整流和濾波電路：整流作用是將交流電壓U2變換成脈動(dòng)電壓U3。濾波電路一般由電容組成，其作用是脈動(dòng)電壓U3中的大部分紋波加以濾除，以得到較平滑的直流電壓

44、U4。再通過(guò)穩(wěn)壓電路得到平直的直流電壓U5。</p><p>　　電源變壓器采用了雙17.2V的變壓器，輸入220V，50Hz交流電，經(jīng)全橋整流，濾波，穩(wěn)壓后得到±15V和+5V三種輸出，+5V部分供單片機(jī)及D/A，A/D，顯示等部分使用，電流最大約400mA；+15V和-15V部分供運(yùn)放使用，最大電流不超過(guò)50mA。電路如圖15所示：</p><p>　　圖15 電源部分原理圖

45、</p><p>　　圖中繼電器部分是一個(gè)開(kāi)關(guān)電路及短路保護(hù)電路。當(dāng)系統(tǒng)接到220V交流電后經(jīng)變壓器降壓，整流橋整流后接到K1，此時(shí)由于U1（7815）沒(méi)有輸入，所以K1沒(méi)有供電，整個(gè)后續(xù)系統(tǒng)處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)按下SW_ON鍵時(shí)U1得到輸入，產(chǎn)生+15V的輸出，同時(shí)K1得電吸合，形成自鎖狀態(tài)，同時(shí)79L15也得電輸出-15V電壓。松開(kāi)SW_ON鍵后由于K1處于自鎖狀態(tài)，整個(gè)系統(tǒng)處于開(kāi)啟狀態(tài)。當(dāng)按下SW_OFF鍵時(shí)，

46、K1被短路，從而斷開(kāi)電源達(dá)到關(guān)機(jī)的目的。同樣，在任一時(shí)刻如果產(chǎn)生短路，則K1也會(huì)斷開(kāi)達(dá)到短路保護(hù)的目的。</p><p>　　+5V部分的供電電流在400mA左右，因此采用了最大輸出電流為1A 的7805三端穩(wěn)壓集成電路，由于功耗大，負(fù)載重，加裝了散熱片。而+15V和-15V部分最大電流不超過(guò)50mA。在設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)中兩片7805的均使用了散熱片且溫度偏高，因此加裝了風(fēng)扇，使用+15V電源，將78L15該為78

47、15后可滿足風(fēng)扇需求。這樣在保證性能的同時(shí)也降低了成本。</p><p><b>　　三．程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1主控程序</b></p><p>　　圖16為系統(tǒng)主控程序。</p><p>　　圖16 系統(tǒng)主控程序框圖</p><p><b&

48、gt;　　2 D/A子程序</b></p><p>　　圖17為D/A子程序框圖。</p><p>　　圖17 D/A子程序框圖</p><p>　　可以看出，D/A子程序的作用是將設(shè)定的數(shù)字量通過(guò)變換送給D/A。</p><p><b>　　3 A/D子程序</b></p><p>

49、;　　圖18 A/D子程序框圖</p><p>　　由A/D子程序框圖看出，修改精度為一個(gè)數(shù)字量，由于A/D和D/A的精度限制，修改量只能達(dá)到0.05V，但足已滿足設(shè)計(jì)需要。</p><p><b>　　4 鍵盤(pán)子程序</b></p><p>　　圖19為鍵盤(pán)子程序框圖。</p><p>　　圖19 鍵盤(pán)子程序框圖框圖&

50、lt;/p><p>　　4．1 步進(jìn)步減子程序</p><p>　　圖20 步進(jìn)，步減子程序框圖</p><p>　　由步進(jìn)，步減子程序框圖可以看出，如果每次把D/A的數(shù)字量加01H，可以使步進(jìn)量和步減量由0.1V變?yōu)?.05V。如果采用更高位的D/A轉(zhuǎn)換器?？梢允共竭M(jìn)量和步減量進(jìn)一步的減小,以滿足更高的要求。</p><p><b>

51、;　　4．2 設(shè)置子程序</b></p><p>　　圖21 設(shè)置子程序框圖</p><p>　　由設(shè)置子程序可以看出，進(jìn)入設(shè)置子程序后就屏蔽了“+”，“-”和設(shè)置鍵。然后逐步判斷按鍵，執(zhí)行相應(yīng)程序。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p><b>　　六．附件</b&

52、gt;</p><p><b>　　A、程 序 實(shí) 現(xiàn)</b></p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)初始化和存儲(chǔ)器分配程序</p><p><b>　　$NOMOD51</b></p><p>　　;-----------------------------------------------------

53、-------------------------</p><p>　　; This file is part of the C51 Compiler package //這個(gè)文件是c51 鏈接的數(shù)據(jù)</p><p>　　;------------------------------------------------------------------------------<

54、/p><p>　　; STARTUP.A51: This code is executed after processor reset. 這個(gè)代碼在程序重啟之后執(zhí)行</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; To translate this file use A51 with the following invocat

55、ion:</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; A51 STARTUP.A51</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; To link the modified STARTUP.OBJ file to your application us

56、e the following</p><p>　　; BL51 invocation:</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; BL51 <your object file list>, STARTUP.OBJ <controls></p><p><b&

57、gt;　　;</b></p><p>　　;------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; User-defined Power-On Initializat

58、ion of Memory</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; With the following EQU statements the initialization of memory</p><p>　　; at processor reset can be defined:</p><

59、p><b>　　;</b></p><p>　　; ; the absolute start-address of IDATA memory is always 0</p><p>　　IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes. IDA

60、TA存儲(chǔ)的字節(jié)長(zhǎng)度</p><p><b>　　;</b></p><p>　　XDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of XDATA memory XDATA 存儲(chǔ)的實(shí)際起始地址</p><p>　　XDATALEN EQU 0H

61、 ; the length of XDATA memory in bytes.</p><p><b>　　;</b></p><p>　　PDATASTART EQU 0H ; the absolute start-address of PDATA memory</p><p>　　PDATALEN

62、 EQU 0H ; the length of PDATA memory in bytes.</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; Notes: The IDATA space overlaps physically the DATA and BIT areas of the</p><p>　　

63、; 8051 CPU. At minimum the memory space occupied from the C51 </p><p>　　; run-time routines must be set to zero. </p><p>　　;----------------------------------------------------

64、--------------------------</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; Reentrant Stack Initilization</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; The following EQU statement

65、s define the stack pointer for reentrant</p><p>　　; functions and initialized it:</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; Stack Space for reentrant functions in the SMALL model.&

66、lt;/p><p>　　IBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if small reentrant is used.</p><p>　　IBPSTACKTOP EQU 0FFH+1 ; set top of stack to highest location+1.</p><p><b>　　

67、;</b></p><p>　　; Stack Space for reentrant functions in the LARGE model. </p><p>　　XBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if large reentrant is used.</p><p>　　XBPSTA

68、CKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; Stack Space for reentrant functions in the COMPACT model. </p><p>　　

69、PBPSTACK EQU 0 ; set to 1 if compact reentrant is used.</p><p>　　PBPSTACKTOP EQU 0FFFFH+1; set top of stack to highest location+1.</p><p><b>　　;</b></p>

70、;<p>　　;------------------------------------------------------------------------------</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; Page Definition for Using the Compact Model with 64 KByte

71、xdata RAM</p><p><b>　　;</b></p><p>　　; The following EQU statements define the xdata page used for pdata</p><p>　　; variables. The EQU PPAGE must conform with the PPAG

72、E control used</p><p>　　; in the linker invocation.</p><p><b>　　;</b></p><p>　　PPAGEENABLE EQU 0 ; set to 1 if pdata object are used.</p><p>

73、<b>　　;</b></p><p>　　PPAGE EQU 0 ; define PPAGE number. </p><p><b>　　;</b></p><p>　　PPAGE_SFR DATA 0A0H ; SFR that supplies

74、uppermost address byte</p><p>　　; (most 8051 variants use P2 as uppermost address byte)</p><p><b>　　;</b></p><p>　　;---------------------------------------

75、---------------------------------------</p><p>　　; Standard SFR Symbols </p><p>　　ACC DATA 0E0H</p><p>　　B DATA 0F0H</p><p>　　SP DATA 81H<

76、/p><p>　　DPL DATA 82H</p><p>　　DPH DATA 83H</p><p>　　NAME C_STARTUP</p><p>　　C_C51STARTUP SEGMENT CODE</p><p>　　STACK SEGMENT

77、IDATA</p><p>　　RSEG STACK</p><p><b>　　DS 1</b></p><p>　　EXTRN CODE (?C_START)</p><p>　　PUBLIC C_STARTUP</p><p>　　CSEG AT 0<

78、/p><p>　　?C_STARTUP: LJMP STARTUP1</p><p>　　RSEG C_C51STARTUP</p><p><b>　　STARTUP1:</b></p><p>　　IF IDATALEN <> 0</p><p>　　MOV

79、 R0,#IDATALEN - 1</p><p><b>　　CLR A</b></p><p>　　IDATALOOP: MOV @R0,A</p><p>　　DJNZ R0,IDATALOOP</p><p><b>　　ENDIF</b></p>

80、<p>　　IF XDATALEN <> 0</p><p>　　MOV DPTR,#XDATASTART</p><p>　　MOV R7,#LOW (XDATALEN)</p><p>　　IF (LOW (XDATALEN)) <> 0</p><p>　　MOV R6,#(

81、HIGH (XDATALEN)) +1</p><p><b>　　ELSE</b></p><p>　　MOV R6,#HIGH (XDATALEN)</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　CLR A</b></p&

82、gt;<p>　　XDATALOOP: MOVX @DPTR,A</p><p>　　INC DPTR</p><p>　　DJNZ R7,XDATALOOP</p><p>　　DJNZ R6,XDATALOOP</p><p><b>　　ENDIF</b></

83、p><p>　　IF PPAGEENABLE <> 0</p><p>　　MOV PPAGE_SFR,#PPAGE</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF PDATALEN <> 0</p><p>　　MOV R0,#LOW

84、 (PDATASTART)</p><p>　　MOV R7,#LOW (PDATALEN)</p><p><b>　　CLR A</b></p><p>　　PDATALOOP: MOVX @R0,A</p><p>　　INC R0</p><p>　

85、　DJNZ R7,PDATALOOP</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF IBPSTACK <> 0</p><p>　　EXTRN DATA (?C_IBP)</p><p>　　MOV C_IBP,#LOW IBPSTACKTOP</p>

86、<p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF XBPSTACK <> 0</p><p>　　EXTRN DATA (?C_XBP)</p><p>　　MOV C_XBP,#HIGH XBPSTACKTOP</p><p>　　MOV C_XBP+1,#LOW

87、XBPSTACKTOP</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF PBPSTACK <> 0</p><p>　　EXTRN DATA (C_PBP)</p><p>　　MOV C_PBP,#LOW PBPSTACKTOP</p><p>&l

88、t;b>　　ENDIF</b></p><p>　　MOV SP,#STACK-1</p><p>　　; This code is required if you use L51_BANK.A51 with Banking Mode 4</p><p>　　; EXTRN CODE (B_SWITCH0)</p><p

89、>　　; CALL B_SWITCH0 ; init bank mechanism to code bank 0</p><p>　　LJMP C_START</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　鍵盤(pán)掃描程序</b></p>

90、;<p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit key1=P1^0;</p><p>　　sbit key2=P1^1;</p>

91、;<p>　　void delay(uint z); </p><p>　　uchar keyscan() // 鍵盤(pán)掃描程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar temp,num;</p><p><b>

92、;　　num=17;</b></p><p>　　P1=0xfe; // p1.0口置0</p><p><b>　　temp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　while(temp!=0xf0)<

93、/p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p>　　temp=P1; </p><p>　　temp=temp&0xf0; </p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><

94、b>　　{</b></p><p>　　//delay(10); //延遲去抖</p><p>　　P1=P1&0xf0; </p><p>　　while(P1!=0xf0);</p><p>　　switch(temp)</p><p>

95、<b>　　{</b></p><p>　　case 0xe0:num=7;break; //0xf0和0xe0的交處，即p1.0與p1.4的交處</p><p>　　case 0xd0:num=8;break; // p1.0與p1.5的交處,</p><p>　　case 0xb0:num=9;break;&

96、lt;/p><p>　　case 0x70:num=15;break; </p><p>　　default:break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else break;</p><

97、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　P1=0xfd;</b></p><p><b>　　temp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　while(temp!=0xf0)</p>

98、<p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　temp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><

99、b>　　{</b></p><p>　　//delay(10);</p><p>　　P1=P1&0xf0;</p><p>　　while(P1!=0xf0);</p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p>

100、<p>　　case 0xe0:num=4;break;</p><p>　　case 0xd0:num=5;break;</p><p>　　case 0xb0:num=6;break;</p><p>　　case 0x70:num=14;break;</p><p>　　default:break;</p>&l

101、t;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P1=0xfb;</b></p><p>

102、<b>　　temp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　while(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　t

103、emp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//delay(10);</p><p>　　P1=P1&0xf0;</p&g

104、t;<p>　　while(P1!=0xf0);</p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xe0:num=1;break;</p><p>　　case 0xd0:num=2;break;</p><p>

105、　　case 0xb0:num=3;break;</p><p>　　case 0x70:num=13;break;</p><p>　　default:break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else

106、 break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　P1=0xf7;</b></p><p><b>　　temp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　while

107、(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(20);</p><p><b>　　temp=P1;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)<

108、;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　//delay(10);</p><p>　　P1=P1&0xf0;</p><p>　　while(P1!=0xf0);</p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{

109、</b></p><p>　　case 0xe0:num=10;break;</p><p>　　case 0xd0:num=0;break;</p><p>　　case 0xb0:num=11;break;</p><p>　　case 0x70:num=12;break;</p><p>　　defa

110、ult:break;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else break;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return num;</p>&

111、lt;p><b>　　}</b></p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<absacc.h></p><p>　　#include<intrins.h><

112、/p><p>　　#include<math.h></p><p>　　#include"keyscan.h"</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#defin

113、e dac0832 XBYTE[0X7FFF] //P2.7作片選，啟動(dòng)DA轉(zhuǎn)換</p><p>　　#define int0 XBYTE[0X7FF8] //結(jié)束AD轉(zhuǎn)換，鎖存通道0，讀出AD值</p><p>　　uchar code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,<

114、;/p><p>　　0xbf,0x86,0xdb,0xcf,0xe6,0xed,0xfd,0x87,0xff,0xef}; //數(shù)組table[]存放代碼</p><p>　　uchar temp1,weishu,flag,dot;</p><p>　　uchar volt[4]={0,0,0,0};</p><p>　　void delay(

115、uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　

116、}</b></p><p>　　void display(uchar z) //LED顯示函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar j;</b></p><p>　　P2=0xFE;

117、 //P2.0口置0 ，選擇第一個(gè)數(shù)碼管</p><p>　　for(j=0;j<z;j++) // 循環(huán)控制</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=table[volt[j]]; // 將P0口數(shù)據(jù)送 LED顯示</p><p&

118、gt;<b>　　delay(6);</b></p><p>　　if(j<z-1) P2=_crol_(P2,1); //判斷，依次選擇P2.1，P2.2口 </p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　

119、　void main()</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　uchar keynum,i;</p><p>　　float voltage,xiaoshu,sum;</p><p><b>　　i=0;</b></p><p>　　voltage=

120、0;</p><p><b>　　temp1=0;</b></p><p><b>　　flag=0;</b></p><p>　　weishu=1; //定義數(shù)字量值temp1,進(jìn)位標(biāo)志flag，數(shù)碼管位數(shù)weishu等變量</p><p><b>　　while(1)<

121、/b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　dac0832=temp1; // 初始值設(shè)定為0</p><p>　　keynum=keyscan(); //調(diào)用鍵盤(pán)掃描函數(shù)</p><p>　　if(keynum==15

122、) //如果鍵值15，代表復(fù)位，將p0置0</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=0; //p0口置0，復(fù)位</p><p>　　while(1) </p><p><b

123、>　　{</b></p><p>　　keynum=keyscan(); //調(diào)用鍵盤(pán)掃描函數(shù)</p><p>　　if(keynum>=0&&keynum<=9) //判斷鍵值</p><p><b>　　{</b></p><

124、;p><b>　　i++;</b></p><p>　　for(weishu=0;weishu<i;weishu++) </p><p>　　volt[i-weishu-1]=volt[i-weishu-2];</p><p>　　volt[0]=keynum; // 將數(shù)值在第一個(gè)數(shù)碼管中顯示&

125、lt;/p><p>　　if(flag==0) </p><p>　　voltage=voltage*10+keynum;</p><p>　　else {xiaoshu=pow(10,flag);</p><p>　　xiaoshu=keynum/xiaoshu;</p><p>　　sum=sum+xiaoshu;&l

126、t;/p><p>　　flag++;} </p><p>　　} // 數(shù)字處理顯示程序</p><p>　　else if(keynum==10) //判斷按鍵，如果是點(diǎn)鍵，10代表點(diǎn)鍵</p><p><b>　　{</

127、b></p><p><b>　　flag++;</b></p><p><b>　　dot=i;</b></p><p>　　volt[0]=volt[0]+10; //在第二個(gè)數(shù)碼管 輸出顯示小數(shù)點(diǎn)</p><p><b>　　}</b>