【正文】 177。Ci 用以抵消輸入端較長(zhǎng)接線(xiàn)的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩，接線(xiàn)不長(zhǎng)時(shí)也可不用。 電源電路設(shè)計(jì)+5V 電源電路設(shè)計(jì)如圖 44 所示，本次設(shè)計(jì)的 0→15V 串聯(lián)穩(wěn)壓電源中單片機(jī)、DAC083ICL7107 的電源則由以上電路供給。參考型穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓原理，是通過(guò)改變調(diào)整元件的動(dòng)態(tài)電阻，增大或減小流過(guò)調(diào)整元件的電流引起限流電阻上壓降變化，致使輸出電壓基本上保持穩(wěn)定。一般情況下，它包括調(diào)整管、取樣電路、基準(zhǔn)電壓源及誤差比較放大等主要部分。整個(gè)穩(wěn)壓電路是一個(gè)具有電壓串聯(lián)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，其穩(wěn)壓過(guò)程為：當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)或負(fù)載變動(dòng)引起輸出直流電壓發(fā)生變化時(shí)，取樣電路取出輸出電壓的一部分送入比較放大器，并與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號(hào)經(jīng)晶體管放大后送至調(diào)整管的基極，使調(diào)整管改變其管壓降，以補(bǔ)償輸出電壓的變化，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。但這樣的直流輸出電壓，還會(huì)隨交流電網(wǎng)電壓的波動(dòng)或負(fù)載的變化而變化。因此，電容濾波器一般用于要求輸出電壓較高，負(fù)載電流較小并且變化也較小的場(chǎng)合。式中 T 是電源交流電壓的周期。整流電路的輸出電壓 Uo 與輸出電流 Io（即負(fù)載電流）的變化關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為整流電路的外特性曲線(xiàn)，有此可見(jiàn)，與無(wú)電容濾波時(shí)比較，輸出電壓隨負(fù)載電阻的變化有較大的變化，即外特性較差，或者說(shuō)帶負(fù)載能力較差。在 U 的下一個(gè)正半周內(nèi)，當(dāng) UUc時(shí)，二極管再行導(dǎo)通，電容器再被充電，重復(fù)上述過(guò)程。圖 42 接有電容濾波器的單相半波整流電路從圖 42 中可以看出，在二極管導(dǎo)通時(shí)，一方面供電給負(fù)載，同時(shí)對(duì)電容器C 充電。同樣，在負(fù)載電阻上得到一個(gè)半波電壓。圖 41 單相橋式整流電路在變壓器副邊電壓 u 的正半周時(shí)，其極性為上正下負(fù)（圖 41） ，即 a 電位高于 b 點(diǎn)，二極管 D1 和 D3 導(dǎo)通，D2 和 D4 截止，電流 i1 的通路是a→D1→R2→D3→b。在這一系列過(guò)程中參考電壓的來(lái)源是通過(guò)按鍵在單片機(jī)中設(shè)置參考電壓的數(shù)字量，在經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 轉(zhuǎn)換為模擬量后經(jīng)放大得到所需要的參考電壓的大小。第 4 章 穩(wěn)壓電源的主要模塊電路 穩(wěn)壓電源的基本組成整個(gè)穩(wěn)壓電源是由整流濾波環(huán)節(jié)、分壓電路、輸出取樣電路、反饋放大電路、串聯(lián)穩(wěn)壓電路、數(shù)摸轉(zhuǎn)換電路和顯示電路構(gòu)成。 在方案一、二中，為抑制紋波而在線(xiàn)形調(diào)壓電源輸出端并聯(lián)的大電容降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，這樣輸出電壓難以跟蹤快變的輸入（如頻率較高的三角波等） ，方案三中的輸出電壓波形與 D/A 變換輸出波形相同，不僅可以輸出直流電平，而且只要預(yù)先生成波形的量化數(shù)據(jù)，就可以產(chǎn)生多種波形輸出，使系統(tǒng)成為有一定驅(qū)動(dòng)能力的信號(hào)源（3）顯示部分方案一、二中的顯示輸出是對(duì)電壓的量化值直接進(jìn)行譯碼顯示輸出，顯示值為 D/A 變換的輸入量。圖 33 方案 3 三種方案的比較（1）數(shù)控部分方案一、二中采用中小規(guī)模器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)控部分，使用的芯片較多，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（例如方案一中的雙計(jì)數(shù)器一旦出現(xiàn)計(jì)數(shù)不同步時(shí)，會(huì)導(dǎo)致顯示電壓或輸出電壓不一致） 。由于只使用了一套計(jì)數(shù)器，回避了方案一中必須保證雙計(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)。在需要同步進(jìn)行 D/A 轉(zhuǎn)換的多路 DAC 系統(tǒng)中，采用雙緩沖方式，可以在不同的時(shí)刻把要轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)打入各 DAC 的輸入寄存器，然后由一個(gè)轉(zhuǎn)換命令同時(shí)啟動(dòng)多個(gè) DAC 轉(zhuǎn)換。一般的做法是將 和 都接2RXFE地，使 DAC 寄存器處于直通方式，另外把 ILE 接高電平， 接端口地址譯碼信CS號(hào)， 接 CPU 的 信號(hào)，這樣就可以通過(guò)一條 MOVX 指令，選中該端口，使1WR和 有效，啟動(dòng) D/A 轉(zhuǎn)換。(8)、DGND ：數(shù)字量地。(5)、VREF ：參考電壓輸入端，此端可接一個(gè)正電壓，也可接一個(gè)負(fù)電壓，它決定 0 至 255 的數(shù)字量轉(zhuǎn)化出來(lái)的模擬量電壓值的幅度，VREF 范圍為(+10～10)V。圖 24 中其余各引腳的功能定義如下：(1)、DI7～DI0 ：8 位的數(shù)據(jù)輸入端，DI7 為最高位。從圖 24 中可見(jiàn)，在 DAC0832 中有兩級(jí)鎖存器，第一級(jí)鎖存器稱(chēng)為輸入寄存器，它的允許鎖存信號(hào)為 ILE，第二級(jí)鎖存器稱(chēng)為 DAC 寄存器，它的鎖存信號(hào)也稱(chēng)為通道控制信號(hào) /XFER。能完成數(shù)字量輸入到模擬量(電流)輸出的轉(zhuǎn)換。但這 4 個(gè)通道的功能不完全相同，所以它們的結(jié)構(gòu)也設(shè)計(jì)得不同。除此之外還可以在片外擴(kuò)展 64KB 的程序存儲(chǔ)器和 64KB 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。運(yùn)算器主要包括算術(shù)、邏輯運(yùn)算部件 ALU、累加器 ACC、寄存器 B、暫存器、程序狀態(tài)寄存器、布爾處理器及十進(jìn)制調(diào)整電路等。表 21 P3 口的第二功能端口引腳 復(fù)用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口）P （外部中斷 0）INTOP （外部中斷 1）1 T0（定時(shí)器 0 的外部輸入）P T1（定時(shí)器 1 的外部輸入）P （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）WRP （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）D MCS51 系列單片機(jī)的主要組成部分無(wú)論什么型號(hào)的微型計(jì)算機(jī)，一般都由中央處理器、存儲(chǔ)器和 I/O 接口組成。P2 口（～）：P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，可分時(shí)做低 8 位地址線(xiàn)和 8 位數(shù)據(jù)線(xiàn)；在 EPROM 編程時(shí)，它出入指令字節(jié)，而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。但在 PC（程序計(jì)數(shù)器）值超過(guò) 0FFFH（對(duì)于 8051/8751/80C51）或1FFFH（對(duì)于 8032）時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向訪(fǎng)問(wèn)外部寄存器。：程序存儲(chǔ)允許（ ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。然而要注意的是：每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。為了使地址與數(shù)據(jù)不至于混淆，通常先送地址再傳送數(shù)據(jù)。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。(2) 接晶體引腳 XTAL1 和 XTAL2XTAL1：接外部晶體的一個(gè)引腳。圖 21 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)框圖 MCS51 系列單片機(jī)的引腳功能如圖 22 是 MCS51 系列單片機(jī)的引腳結(jié)構(gòu)圖，是雙列直插封裝（DIP）方式。 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)MCS51 單片機(jī)有 8 個(gè)部件組成，即中央處理器（CPU） ，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM） ，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM/EPROM） ，輸入/輸出接口（ I/O 口，分為 P0 口、P1 口、P2 口和 P3 口） 。(9) 有片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。(5) 32 根雙向和可單獨(dú)尋址的 I/O 線(xiàn)。除此之外，8058751 和 8031 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完全相同的，都具有如下特性：(1) 面向控制的 8 位 CPU。 MCS51 系列單片機(jī)的主要性能特點(diǎn)MCS51 系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品主要為 8058758031。 MCS51 系列單片機(jī)介紹MCS51 單片機(jī)是 Intel 公司推出的世界上著名的高性能低功耗非易失性存儲(chǔ)器和數(shù)字集成電路的一流半導(dǎo)體，它的 EEPROM 電可擦除技術(shù)、閃速存儲(chǔ)器技術(shù)和質(zhì)量、高可靠性的生產(chǎn)技術(shù)。單片機(jī)自 70 年代出現(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)有了很大的發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、測(cè)量控制、工業(yè)自動(dòng)化、智能接口和智能儀表等許多領(lǐng)域。(3) ROMless 類(lèi)：無(wú) ROM 存儲(chǔ)器，如 80C31，電路擴(kuò)展復(fù)雜，較少用。(3) 按總線(xiàn)結(jié)構(gòu)可分為：總線(xiàn)型和非總線(xiàn)型。以上是單片機(jī)的基本構(gòu)成，現(xiàn)代的單片機(jī)又加入了許多新的功能部件，如模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（A/D） 、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（D/A） 、溫度傳感器、液晶（LCD）驅(qū)動(dòng)電路、電壓監(jiān)控、看門(mén)狗（WDT）電路、低壓檢測(cè)（LVD）電路等等。串行通信有同步和異步之分，這可以用硬件或通用串行收發(fā)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。并行輸入/輸出（I/O）端口:通常為獨(dú)立的雙向口，任何口既可以用作輸入方式，又可以作輸出方式，通過(guò)軟件編程來(lái)設(shè)定。最近出現(xiàn)了 EEPROM 或 FLASH 型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，方便用戶(hù)存放不經(jīng)常改變的數(shù)據(jù)及其它重要信息。具有 ROM 型（掩膜型）存儲(chǔ)器的單片機(jī)價(jià)格最低，它適用于大批量生產(chǎn)。在大型工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，與計(jì)算機(jī)主機(jī)并行工作，可以大大提高系統(tǒng)運(yùn)行速度。主要包括了微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(ROM、RAM)、輸入/輸出口(1/0 口)和定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件。一般情況下最好用Q2 型號(hào)的高強(qiáng)度的聚脂漆包線(xiàn)。 變壓器的材料要繞制一個(gè)變壓器我們必須對(duì)與變壓器有關(guān)的材料要有一定的認(rèn)識(shí)，為此這里我就介紹一下這方面的知識(shí)。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱(chēng)為“鐵損” 。如果不考慮變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個(gè)理想的變壓器次級(jí)負(fù)載消耗的功率也就是初級(jí)從電源取得的電功率。在次級(jí)線(xiàn)圈中感應(yīng)出互感電勢(shì) U2，同時(shí) ф1 也會(huì)在初級(jí)線(xiàn)圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢(shì)E1，E1 的方向與所加電壓 U1 方向相反而幅度相近，從而限制了 I1 的大小。每片的并行輸出作為 LED 數(shù)碼管的段碼。 圖 15 動(dòng)態(tài)顯示 LED 數(shù)碼管連接方式本設(shè)計(jì)為靜態(tài)顯示，電路中圖所示。即在某一瞬間時(shí)，只讓某一位的字位線(xiàn)處于選通狀態(tài)（共陰極 LED數(shù)碼管為低電平，共陽(yáng)極為高電平） ，其他各位的字位線(xiàn)處于開(kāi)斷狀態(tài)，同時(shí)字段線(xiàn)上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示電路是將顯示各位的所有相同字段線(xiàn)連在一起，每一位的 a 段連在一起，b 段連在一起…g 段連在一起，共 8 段，由一個(gè) 8 位 I/O口控制，而每一位的公共端（共陽(yáng)或共陰 COM）由另一個(gè) I/O 口控制，如圖 15所示。顯示時(shí)，每一位字段碼分別從 I/O 控制口輸出，保持不變直至 CPU 刷新顯示為止。LED 數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)其材料不同正向壓降一般為～2V 額定電流為 10mA，最大電流為 40mA。某筆段控制端低電平時(shí)，該筆段發(fā)光，高電平時(shí)不發(fā)光。圖 14a 為 數(shù)碼管的外形和引腳圖，其中七只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng) a~g 筆段構(gòu)成“”字形另一只發(fā)光二極管 Dp 作為小數(shù)點(diǎn)。 也經(jīng)常使用在 177。如果差別太大，可以微調(diào)一下 36 腳的電壓。這樣，在三極管的“C”極有放大的交流信號(hào)，把這個(gè)信號(hào)通過(guò) 2 只 4u7 電容和 2 支 1N4148 二極管，構(gòu)成倍壓整流電路，可以得到負(fù)電壓供給 ICL7107 的 26 腳使用。 ：芯片的電源地是 21 腳，模擬地是 32 腳，信號(hào)地是 30 腳，基準(zhǔn)地是 35 腳，通常使用情況下，這 4 個(gè)引腳都接地，在一些有特殊要求的應(yīng)用中（例如測(cè)量電阻或者比例測(cè)量） ，30 腳或 35 腳就可能不接地而是按照需要接到其他電壓上。 的電壓。 （1 腳與 40 腳遙遙相對(duì)） 。 ICL7107 使用注意事項(xiàng)：芯片的第一腳，是正放芯片，面對(duì)型號(hào)字符，然后，在芯片的左下方為第一腳。（5） RC5 分別是積分電阻和積分電容。位直流數(shù)字電壓表外圍元件的作用是：（1） RC1 為時(shí)鐘振蕩器的 RC 網(wǎng)絡(luò)。圖 13 ICL7107 引腳功能圖 表 11 ICL710 各引腳功能表端名 功能V+和 V 電源的正極和負(fù)極aU～gUaT～gTaH～gH個(gè)位、十位、百位筆畫(huà)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，依次接至個(gè)位、十位、百位數(shù)碼管的相應(yīng)筆畫(huà)電極Abk 千位筆畫(huà)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，接千位數(shù)碼管的 a、b 兩個(gè)筆畫(huà)電極PM 負(fù)極性指示的輸出端，接千位數(shù)碼管的 g 段。制作時(shí)，數(shù)字顯示用的數(shù)碼管為共陽(yáng)型，2K 可調(diào)電阻最好選用多圈電阻，分壓電阻選用誤差較小的金屬膜電阻，其它器件選用正品即可。 模數(shù)轉(zhuǎn)換及顯示芯片 ICL7107ICL7107 是一塊應(yīng)用非常廣泛的集成電路。每一組運(yùn)算放大器可用圖 1－1 所示的符號(hào)來(lái)表示，它有 5 個(gè)引出腳，其中“+” 、 “”為兩個(gè)信號(hào)輸入端， “V+”、 “V”為正、負(fù)電源端， “Vo”為輸出端。負(fù)載的性質(zhì),集成運(yùn)放輸出電壓和電流的是否滿(mǎn)足要求。 在沒(méi)有特殊要求的場(chǎng)合,盡量選用通用型集成運(yùn)放,這樣即可降低成本,又容易保證貨源。因此，在集成運(yùn)算放大器中往往用晶體管恒流源代替電阻。而集成電路中的各個(gè)晶體管是通過(guò)同一工藝過(guò)程制作在同一硅片上的，容易獲得特性相近的差動(dòng)對(duì)管。 集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)集成運(yùn)算放大器的一些特點(diǎn)與其制造工藝式緊密相關(guān)的，主要有以下幾點(diǎn)：一、在集成電路工藝中還難于制造電感元件；制造容量大于 200pF 的電容與比較困難，而且性能很不穩(wěn)定，所以集成電路中要盡量避免使用電容器。（1）偏置電路：采用恒流源，向各級(jí)提供穩(wěn)定的靜態(tài)電流。在該集成電路的輸入與輸出之間接入不同的反饋網(wǎng)絡(luò), 可實(shí)現(xiàn)不同用途的電路,例如利用集成運(yùn)算放大器可非常方便的完成信號(hào)放大、信號(hào)運(yùn)算（加、減、乘、除、對(duì)數(shù)、反對(duì)數(shù)、平方、開(kāi)方等） 、信號(hào)的處理（濾波、調(diào)制）以及波形的產(chǎn)生和變換。集電極最大允許電流 ICM集電極電流 Ic 超過(guò)一定值時(shí)，晶體管的 β 值要下降，當(dāng) β 值下降到正常數(shù)值的三分之二時(shí)的集電極電流，稱(chēng)為集電極最大允許電流 ICM。 三極管的主要參數(shù)電流放大系數(shù) β當(dāng)晶體管工作在動(dòng)態(tài)（有輸入信號(hào)）時(shí)，基極電流的變化量為△IB，它引起集電極電流的變化量為△Ic 。截止時(shí)集電結(jié)也處于反向偏置。當(dāng)晶體管工作于放大狀態(tài)時(shí)，發(fā)射結(jié)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置，即對(duì) NPN 型管而言，應(yīng)使 UBE＞0，UBC＜0?；鶇^(qū)和發(fā)射區(qū)之間的結(jié)稱(chēng)為發(fā)射結(jié)，基區(qū)和集電區(qū)之間的結(jié)稱(chēng)為集電結(jié)。硅管只要是平面型，鍺