【正文】 感謝我的室友和好友們 ，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。第一次花費如此長的時間和如此多的精力，完成一套設計作品，其中的艱辛與困難難以訴說，但曲終幕落后留下的滋味，是值得我一生慢慢品嘗的。 為了更好的編寫程序，我們選擇先利用 Proteus 仿真 。 下面我對整個畢業(yè)設計的過程做一下簡單的總結。若正確 23 就可以接上功放電路進行功放電路的調試，甚至還可以改變程序中的定值，來看輸出是否恒流。單擊設置鍵，我們輸入 0126，即要求輸出為 126mA 的電流，單擊確認鍵，發(fā)現(xiàn)輸出值也達到了126mA。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。 設置程序流程圖如圖 24 所示： 圖 23 數(shù)字程序流程圖 圖 24 設置程序流程圖 恢復程序流程圖如圖 25 所示。 本設計我們采用的是 C51，其編譯器是 Keil C51，它是德國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)。如果連接到 VCC，寫操作被禁止，但讀操作不受影響。將這些輸入引腳上的電平與從器件地址中的相應位作比較，如果比較結果為真，則該器件被選中。作為一個專利的控制總線， 2? C已經成為世界性的工業(yè)標準。來自 DIN 線的數(shù)據(jù)在 SCLK 的下降沿隨時鐘送入 16 位移位寄存器，輸入移位寄存器的數(shù)據(jù)位數(shù)為 16 位寬，前兩位是無關位，接下來 2 為是控制位，決定控制器件處于哪種工作方式，最后 12 位是數(shù)據(jù)位，它們代表著 DA 轉換器即將 輸出的電壓值。 由于 MAX1241 內部沒有參考電源提供，需外接參考電壓，只需將 Vref 接在 電解電容即可；特殊情況下，讓 SHDN 懸空，此時，即可在 REF 引腳輸入參考電壓，其范圍為 ～ 引腳外接電解電容不宜選擇過大，電容越大， MAX1241 由待機模式到正常工作模式的喚醒時間將越長 。同時 D/A 也采用 12 位的轉換芯片 AD5320。 1602 字符型液晶顯示器實物如圖 11 所示： 圖 11 1602 液晶顯示器 1602 引腳 功能說明 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 12 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負極 液晶顯示模塊是一個慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認模塊的忙標志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。通過 DA 信號觸發(fā)中斷，由于有按鍵時， DA為高電平，而單片機的中斷信號為低電平，故需在 DA 信號引腳上接上一個非門，再與單片機的 INT0 引腳相連。所以采用 MM74C922 芯片來將 4 4 矩陣鍵盤的鍵值轉換成 4 位二進制碼以簡化程序的編寫。本次設計采用的是手動復位方式，利用按鍵閉合是單片機復位端上保持接通高電平狀態(tài)兩個機器周期以上。 AT89S52 硬件電路設計 單片機系統(tǒng)是整個數(shù)控系統(tǒng)的核心部分，它主要用于鍵盤按鍵管理、數(shù)據(jù)處理、實時采樣分析系統(tǒng)參數(shù)及對各部分反饋環(huán)節(jié)進行整體調整。這個 ALE 使能標志位（地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位）的設置對微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。 DISRTO 默認狀態(tài)下，復位高電平有效。對 P3 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 表 1 各端口引腳與復用功能表 引腳號 第二功能 T2(定時器 /記數(shù)器 T2 的外部記數(shù)輸入 )，時鐘輸入 T2EX(定時 器 /記數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制 ) MOSI(在系統(tǒng)編程用 ) MISO(在系統(tǒng)編程用 ) SCK(在系統(tǒng)編程用 ) P2 口： P2 口 是一個具有 內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL邏輯電平。在這種模式下， P0 口具有內部上拉電阻。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產品指令和引腳完全兼容。 其性能滿足本設計要求 ，同時可以通過 功率 管的不同容量來滿足不同的應用要求。 電源設計 因 此該電源按常規(guī)設計，即用降壓變壓器把 220V市電變成較低的交流電，再通過整流橋將交流變?yōu)橹绷鳎⑸想娙轂V波再接入 78X 和 79X 系列穩(wěn)壓塊穩(wěn)壓，從而得到 5V，177。 此外，系統(tǒng)還增加了存儲設備，能夠保存掉電前的數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)更 加方便使用。由于器件受溫度的影響以及局部非線性的存在 ，這樣的恒流源不能做到真正的恒流，因此，當外界條件發(fā)生變化時，我們要及時給予補償，只有這樣才能做到真正的恒流。而單片機則不同 ，他有著非常成熟的技術，這方面的參考文獻也很多，而且他從來就是用于控制方面的，在這方面有著天生的優(yōu)勢。單片機技術及電壓轉換模塊的出現(xiàn)為精確數(shù)控電源的發(fā)展提供了有利的條件。當今電源技術融合了電氣、電子、系統(tǒng)集成、控制理論、材料等諸多學科領域。隨著計算機和通訊技術發(fā)展而來的現(xiàn)代信息技術革命，給電力電子技術提供了廣闊的發(fā)展前景，同時也給電源提出了更高的要求。新的變換技術和控制理論的不斷發(fā)展，各種類型專用集成電路、數(shù)字信號處理器件的研制應用，到 90 年代，己出現(xiàn)了數(shù)控精度達到 電源，功率密度達到每立方英寸 50W的數(shù)控電源。還有他價格也不貴，僅幾元人民幣。這也就是為什么要加入模數(shù)轉換器的真正原因，他能實時測量電流的變化并按照一定的算法及時給予補償， 采用數(shù)字 補償逐次逼近的 方式作為反饋調整環(huán)節(jié)，由程序控制調節(jié)功率管的輸出。 系統(tǒng)原理框圖如下圖 1： 負載負載電源交流輸入整流模塊運放 + 大功率管輸出調整模塊顯示鍵盤單片機AT 8 9 S 5 2芯片供電模塊D / A 轉換模塊A / D 轉換模塊恒流輸出負反饋調整環(huán)節(jié)取樣電路存儲負載負載電源負載負載電源交流輸入整流模塊運放 大功率管輸出調整模塊顯示鍵盤單片機芯片供電模塊轉換模塊轉換模塊恒流輸出負反饋調整環(huán)節(jié)取樣電路存儲 圖 1 系統(tǒng)原理框圖 4 第二章 硬件設計 電源模塊 本設計共用到電源有 四 種：即177。 12V的電壓源。采用常用的大功率電阻作為采樣電阻，輸出電流波動比較大， 而康 錳 銅絲是一種溫度特性佳的阻性元 件， 選其作為取樣電阻， 其兩端電壓正比于流過的電流，因此該電壓的反饋就是負載電流的反饋。片上 Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在 flash編程時， P0 口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。對 P2 口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 ALE/ PROG ： 地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。 PSEM ： 外部程序存儲器選通信號。主要包括 AT89S52單片機 、振蕩電路、復位電路等。 (3) 振蕩電路 該電路是由內部反相放大器通過引腳 XTAL1 和引腳 XTAL2與外接的晶體以及電容 C3 和 C4 構成，產生出晶體振蕩信。 MM74C922 MM74C922是一款集成了鍵盤防抖動技術和按鍵 檢測功能的 16位按鍵的譯碼芯片。 O U T 117O U T 216O U T 315O U T 414OE13DA12O S C5M A S K6GND9V C C18X111X210X38X47Y11Y22Y33Y44U2M M 7 4C 9223S W P B7S W P B恢復S W P B取消S W P B2S W P B1S W P B0S W P B6S W P B5S W P B4S W P B設置S W P B9S W P B8S W P B加S W P B減S W P B確認S W P BU1NOTV C CC11uC210uke ydake yDke yCke yBke yA 圖 10 鍵盤電路 顯示模塊 1602LCD 顯示 液晶顯示器由于體積小、質 量輕、功耗低等特點，已成為各種便攜式電子信息產品的理想顯示器。要顯示 字符時要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖 12 是 1602 的內部顯示地址。 芯片 MAX1241 MAX1241 是 MAXIM公司推出的一種串行 A/D 轉換器，具有低功耗、高精度、高速度、體積小、接口簡單等優(yōu)點 。 MAX1241 的三根數(shù)據(jù)線，時鐘輸入端、片選控制端和數(shù)據(jù)輸出端分別由 AT89S52 的 、 和 控制。在第 16 個時鐘下降沿，最后一位數(shù)據(jù)隨時鐘輸入并按照給定內容執(zhí)行已編制好的功能。 2? C 總線是一種用于 IC 器件之間的二線制總線。 16 圖 18 24C02C 引腳 SDA 串行數(shù)據(jù)引腳 為雙向引腳，用于把地址和數(shù)據(jù)輸入 / 輸出器件。 VCC 電源輸入引腳 ， 標稱條件下在 VCC 低于 時，則 VCC 閾值檢測電路會禁止內部的擦寫邏輯。 Keil C51 軟件提供了豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具。 加法程序流程圖如圖 26 所示 ： 圖 25 恢復程序流程圖 圖 26 加法程序流程圖 20 減法程序流程圖如圖 27 所示。Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設計，真正實現(xiàn)了從概念到產品的完整設計。由于我們選取的取樣電阻值為 1 歐，因此，我們檢測的電壓值理論上就是輸出電流值。 由 于時間和硬件的原因，這部分只是我們在軟件調試上的方法，在實際中沒有進行調試。 第一， 在選擇畢業(yè)設計的選題時，我就選擇自己比較感興趣的數(shù)字控制方面的，這樣做起來動力很大。 編寫源代碼的時候是編寫一個小模塊就進行調試，這樣可以避免設計的最后出現(xiàn)太多的錯誤而亂成一團糟。在這里需要的感謝的人很多，是他們讓我這大學四年從知 識到人格上有了一個全新的改變。能和你們相遇、相交、相知，是我人生的一大幸事，讓我們永遠記住曾在一起經歷過的歡笑與淚水！讓我們一起面對美好的未來，共同為充滿希望的前程而繼續(xù)努力奮斗！ 同時也感謝 安徽建筑工業(yè) 學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。 感謝我的 父母 ， 是他們無微不至的關懷、一貫的體諒與支持，使我能在工作和學習上不斷前進，他們是我努力工作和積極生活的精神支柱。畢業(yè)設計創(chuàng)作的過程并不輕松：各種壓力的時時襲擾，知識積累的尚欠火候，致使我一次次埋頭于圖書館中，一次次在深夜奮力敲打鍵盤。這一步是關鍵，因為以后的工作都是在此基礎上做的！ 第四，有了研究方向，就要動手實現(xiàn)。 24 第五章 設計總結 經過 兩 個多月的努力 ， 我的畢業(yè)設計終于完成了 ,但是現(xiàn)在回想起來做畢業(yè)設計的整個過程，頗有心得，其中有苦也有甜，艱辛 的 同時又充滿樂趣！通過本次畢業(yè)設計，沒有接受任務以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而 且也是對自己能力的一種提高。 數(shù)模轉換與功放電路調試 我們直接編寫程序，并給定某個確定的數(shù)值，看轉換結果是否正確。連續(xù)單擊幾次加鍵，再單擊“減”鍵，也達到我們想要的結果。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 其中監(jiān)控程序流程圖如圖 21 所示 ： 18 圖 20 主程序流程圖 圖 21 監(jiān)控程序流程圖 中斷程序設計 中斷程序主要是對不同的 按鍵做出不同的處理，其中斷流程圖如圖 22 所示 ： 圖 22 中斷程序流程圖 19 其中 數(shù)字程序 流程圖如圖 23 所示。在實時要求較高的場合，可采用 C51 匯編混合編程。如果連接到 VSS， 寫操作使能。 A0、 A1 和 A2 引腳 用于多器件工作。 2? C 總線支持任何一種 IC 制造工藝，并且 PHILIPS和其他