【正文】 共 48 頁 表 LCD 引腳定義 引腳號 引腳名 電平 輸入 /輸出 作用 1 VSS 電源地 2 VCC 電源（ +5V） 3 VEE 對比調整電壓 4 RS 0/1 輸入 0=輸入指令 ， 1=輸入數(shù)據(jù) 5 R/W 0/1 輸入 0=向 LCD 寫入指令或數(shù)據(jù) 1=從 LCD 讀取信息 6 E 1,10 輸入 使能信號， 1 時讀取 信息， 1 0(下降沿 )執(zhí)行指令 7 DB0 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line0（最低位） 8 DB1 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line1 9 DB2 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line2 10 DB3 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line3 11 DB4 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line4 12 DB5 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line5 13 DB6 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line6 14 DB7 0/1 輸入 /輸出 數(shù)據(jù)總線 line7 15 A +VCC LCD 背光電源正極 16 K 接地 LCD 背光電源負極 本章小結 綜合以上各個方案的論證， 本設計總原理框圖如圖 所示。 這樣整個電路就能形成一個閉環(huán)系基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 13 頁，共 48 頁 統(tǒng)，通過對輸出電壓 、電流的采集反饋，從而對輸出電壓進行穩(wěn)壓、恒流調節(jié)。 模數(shù)轉換ADC0832 三端穩(wěn)壓 LM317 電壓采樣 電流采樣 電源 單片機 STC89C52 液晶屏顯示 鍵盤 控制 數(shù)模轉換 DAC0832 三端穩(wěn)壓LM317 光信號采集 燈 信號反饋 繼電器驅動 電壓放大 OP07 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 14 頁，共 48 頁 圖 單片機控制電路 穩(wěn)壓控制模塊 該穩(wěn)壓控制模塊主要由 DAC083 LM33 LM317 及運放 OP07 組成。通過調節(jié)可調電阻調節(jié) LM337的輸出電壓為 ， DAC0832 的輸出電流轉換為電壓的公式為： ui=(bn1*2n1+ bn2*2n2+…… +b1*2+ b0*20)* RVrefn*2*Rf=BnVref2 （式 ） 所以在 DAC0832 的 11 腳輸出電壓的分辨率為 ，也就是說DAC0832 輸入數(shù)據(jù)端每增加 1，電壓增加 。當單片機輸出數(shù)據(jù)增加 1 時，最終輸出電壓增加 ，當調節(jié)電壓的時候，可以以每次 的梯度增加或 者降低電壓。同理，如果輸入的電壓小于設定的電壓，則增大輸出電壓一位數(shù)值，再采樣比較，如此循環(huán)下去，直到輸入的電壓等于 設定的電壓值或接近設定的電壓值。最后數(shù)據(jù)由單片機系統(tǒng)進行相應處理，基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 17 頁，共 48 頁 而且該芯片是采用串行數(shù)據(jù)傳送方式，硬件電路簡單。 LED 是由發(fā)光二極管組成的顯示屏，其顯示亮度高，制作成本低，能提供寬達 160176。 而采用 LCD 顯示屏顯示則更為清晰、直觀，而且還能使電路簡單，更適合我們學生使用。 LCD1602 顯示電路如圖 所示。 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H；輸出： D0～ D7=數(shù)據(jù)。 圖 鍵盤電路 光信號采集模塊 由光敏電阻，電位器電阻， NPN 管以及 UA741 運算放大器組成，如圖 所示。 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 20 頁，共 48 頁 圖 光信號采集電路 單片機 口作為光控信號的輸入口， 口作為輸出端，與繼電器驅動相連。這時產生的電壓非常大 ，一般為一百伏或幾百伏 。 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 21 頁，共 48 頁 圖 繼電器驅動電路 軟件設計 主程序模塊 圖 軟件主程序流程圖 開始 初始化 數(shù)據(jù)采集 A/D 轉換子程序 反饋比較子程序 取鍵號 電壓是否增加？ 電壓是否減小？ 調用電壓 加 子程序 調用電壓 減 子程序 Y Y N N D/A 轉換輸出控制燈 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 22 頁，共 48 頁 軟件主程序流程圖如圖 所示，負責與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號。 電壓 反饋 比較 子 程序模塊 比較 子 程序流程圖如圖 所示，通過比較子程序得出實際值與設定值的差值，如果是實際值大于設定值則將原來的 顯示 設定值減去這個差值再轉換，如果是實際值小于設定值則將原來的 顯示 設定值加上這個差值再轉換。 圖 按鍵掃描子程序流程圖 N N N Y Y Y 開始 掃描按鍵 第三個鍵按下 輸出返回值 退出 是否有鍵 按下 消 抖 第一個鍵 是否按下？ 第 二個鍵 是否按下？ 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 24 頁，共 48 頁 系統(tǒng)測試 硬件測試 在進行 DAC0832 電壓的調試 時 ，調節(jié)電位器 R6 使三端穩(wěn)壓器 LM337穩(wěn)定輸出電壓為 5V。由于電阻會存在誤差，測試時又要考慮是否需要稍微增加或減少 DAC0832 的輸入 電壓， 以保證系統(tǒng)的精確度。 在檢測運算放大器是否起到電壓放大作用時，如果電壓沒有放大， 先檢查運放的每個引腳是否接對，再檢查運放的 VCC 驅動電源是否接上，最后檢查元器件是否損壞。用一個 5V 電源接在繼電器驅動電源兩端，當聽到“嘡”的一聲，用萬用表測量其中一組管腳是否導通；然后將 5V電源去掉后，再次聽到“嘡”的一聲，用萬用表測量另外一組管腳是否導通。測量結果如表 所示。在進行調試的過程中，發(fā)現(xiàn)了諸多問題，例如：在主程序中應用到的函數(shù)，沒有在程序開始對其定義； 在某一句程序完結后沒有加上分號；在某一段程序中多加了一個大括號，導致了這一段的每一句程序都顯示有錯誤；在編制程序時編了兩段主程序，導致了子程序無法調用。 圖 仿真結果 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 27 頁，共 48 頁 總結 和展望 經(jīng)過幾十天的艱苦奮戰(zhàn)，在老師的悉心指導下終于完成了畢業(yè)設計的基本要求，雖然過程是艱苦的，但是我一步一個腳印的走了過來，最終獲得了成功的喜悅。通過畢業(yè)設計，對一些已學過的知識，是。在這次畢業(yè)設計之中，我學到了許多寶貴經(jīng)驗。 編譯結果如圖 所示。 軟件調試 采用 keil uvision2 進行調試。 在測量時，用穩(wěn)定可調直流源向單片機輸入電壓，通過單片機數(shù)據(jù)處理和數(shù)模轉換后，用萬用表測量測量數(shù) 模轉換器的輸出端，這樣就能得到測量數(shù)據(jù)。這時先看看三極管的每個引腳是否 接錯，如果沒有再用萬用表測量每兩個腳之間的阻值，檢查三極管是否燒壞。要 反復調節(jié)電位器 R10 使放大系統(tǒng)達到平衡 狀態(tài) 。 運 算放大器 OP07 的正輸入端電壓是來自于 DAC0832 的輸出。然后依次判斷第一個鍵、第二個鍵和第三個鍵是否按下，當判斷其中某一個鍵按下，立即輸出返回值。液晶LCD1602 直接顯示 CPU 設定的數(shù)值。因此給繼電器并上一個反向電壓達 1000V 的 1N4007，將集電極的電位鉗制在 ( )CCVV? 左右，防止三極管被擊穿。 繼電器選擇 5V 電 壓供電，觸點電流為 1A，吸合電流設為 50mA，將基極電流控制在 ，故選擇三極管的 100?? ，基極電流所以三極管的集電極電流（負載電流）的額點值要大于 50mA，三極管的集電極 發(fā)射極和集電極 基極間的最大額定值 ,CBO CEOVV要大于 5V，即 50 , 10 0,CI mA ??? 5 , 5CB O CE OV V V V??， 所以選用 9013 三極管，它的 參數(shù)為 集電極 基極擊穿電壓CBOV 為 30 V，集電極 發(fā)射極擊穿電壓 CEOV 為 25 V，集電極電流為 500 mA ，基極電流為 50mA。光控電路的輸出信號經(jīng)過電壓跟隨器后，將比較微弱的電流信號放大到單片機能夠識別的電流，然后由運算放大器輸出端將放大后的信號傳給單片機的 口。 KEY2 為翻頁按鍵 ，最近設置的電壓大小保存在單片機的存儲器里，這樣就能省去了反復設置電壓的麻煩 。輸出： D0～ D7=狀態(tài)字。 LCD 最常用的是 1602 液晶模塊， LCD1602 可以在 LCD 顯示屏上完整顯示32 個英文字符和日文等一些字符，符合顯示英文文字信息量較小的地方，同時還 可以清晰顯示英文名稱和電壓電流單位，電壓（三位：十位、個位、小數(shù)位），電流（三位：個位、兩位小數(shù)）。但由于其耗電較大，所用端口隨顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)增加而增加。 電壓 /電流采樣電路如圖 所示。 （ 1）電壓采樣電路 電壓采樣電路是在輸出回路中并聯(lián)兩個可調電阻，調節(jié)使 R14/（ R13+R14）=（式 ） ，則從兩個電阻之間采樣電壓為 （ Uo 為電源輸出電壓）與系統(tǒng) DA 轉換 5Ui 對應，然后通過運算放大器 UA741 連接成的電壓跟隨器，對采樣到的電壓輸入到模數(shù)轉換器 ADC0832 中轉換成數(shù)字信號，輸入到單片機系統(tǒng)進行處理。其中單端輸入電壓以 0V（ GND）為基準。 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 15 頁，共 48 頁 圖 穩(wěn)壓控制電路 基于單片機的路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng) 第 16 頁，共 48 頁 由圖 的 LM317 應用電路分析可得，設運算放大器 OP07 的輸入電壓分別為 Ui1 和 Ui2，輸出輸出電壓為 Vo1。其中 DAC0832的基準電壓 Verf 來源是通過調節(jié) LM337 基準源。單片機控制電路如圖 所示。所以，當 MCU 輸出數(shù)據(jù)增加 1 的時候，最終輸出電壓增加 ，當調節(jié)電壓的時候，可以以每次 的梯度增加或降低電壓。 帶有英文和日文字庫，使用方便。 芯片工作電壓： 。 因此，本設計采用 OP07 作為運算放大器。 高電源電壓范圍： 177。該運放可防范應用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比較器及微弱信號的精確放大。由于 OP07 具有非常低的輸入失調電壓（對于 OP07A 最大為 25uV），所以 OP07 在很多應用場合不需要額外的調零措施。 DO：數(shù)據(jù)信號輸出，轉換數(shù)據(jù)輸出。 CH0：模擬輸入通道 0，或作為 IN+/使用。 由于 ADC0832 據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出，穩(wěn)定性能強， 雖然轉換速度沒有 TCL548快，但是 TCL548 適用于低功耗的袖珍儀器。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。 TLC548 還可方便地與具有串行外圍接口 (SPI)的單片機或微處理器配合使用，也可與 51 系列通用單片機連接使用。采用差分參考電壓高阻輸入，抗干擾，可按比例量程校準轉換范圍， VREF接地，(VREF+)－ VREF≥ 1V，可用于較小信號的采樣。是以開關電容逐次逼近原理工作的 8 位串行 A/D 芯片，供 電范圍為 3V～ 6V，控制口線少，時序簡單，轉換速度快，功耗低，價格便宜，適用于低功耗的袖珍儀器上的單路 A/D 采樣，也可將多個器件并聯(lián)使用。 本設計中 DAC0832 的 __CS 和 _____1WR 連接后接單片機的 ， ______2WR 和 ________XEFR 接地，讓 DAC083 工作在單緩沖方式下。 直通方式：當 _____1WR = ______2WR =0 時，數(shù)據(jù)可以從輸入端經(jīng)兩個寄存器直接進入 D/A 轉換器。這就使得任何一個 D/A 轉換器均可進行同步更新。存儲的硅鉻 R