【正文】 ........................................................16 DAC0832 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用 .....................................................................16 DAC0832 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的介紹 .....................................................................16 III 鍵盤電路 .......................................................................................................................19 中斷系統(tǒng)介紹 ........................................................................................................19 鍵盤電路 ................................................................................................................23 放大電路的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................28 保護(hù)電路的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................28 硬件部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................................304 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) .....................................................................................................................325 結(jié)束語 .................................................................................................................................34參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................36致 謝 .........................................................................................................................................37附 錄： .....................................................................................................................................38 01 緒論 簡介隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電源作為任何電器設(shè)備的供電電路，也在不斷的發(fā)展和完善中。其中初始化包括：調(diào)整堆棧指針、需要使用的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的初始化、設(shè)置數(shù)控電源的開機(jī)輸出電壓以及 CPU 中斷部分設(shè)置。本設(shè)計(jì)使用的單片機(jī)芯片為 89C51。本文所討論的數(shù)控可調(diào)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)共包括兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)：硬件電路設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 SCM。因此，數(shù)控電源將會(huì)成為電源發(fā)展的主流，倍受人們的關(guān)注。在不遠(yuǎn)的將來，電力電子技術(shù)將使電源技術(shù)更加成熟、經(jīng) 濟(jì)、實(shí)用，實(shí)現(xiàn)高效率和高品質(zhì)用電相結(jié)合。與此需求相對應(yīng)，近期市場上出現(xiàn)了很多新型前端電源。單片機(jī)控制系統(tǒng)具有低價(jià)、智能的優(yōu)勢，能夠根據(jù)需求的不同而作相應(yīng)的調(diào)整，更加個(gè)性化 [1]。外部中斷 0 的中斷信號由保護(hù)電路產(chǎn)生，外部中斷 1 的信號由鍵盤電路產(chǎn)生 [2]。15V。穩(wěn)壓的作用是將濾波電路輸出電壓經(jīng)穩(wěn)壓后，輸出比較穩(wěn)定的電壓。 紋波處理 紋波的概念由于直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的，這就不可避免地在直流量中帶有一些交流成份，這種疊加在直流量上的交流分量就稱之為紋波。 ②降低了電源的效率。本設(shè)計(jì)中采用的是高容量的濾波電容和穩(wěn)定性比較好的穩(wěn)壓電路，能夠有效地控制紋波。在使用鍵盤完成輸出電壓的調(diào)整后，輸出電壓對應(yīng)的數(shù)據(jù)被送入數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器，數(shù)字/ 模擬轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出模擬電壓。通過本章的學(xué)習(xí)，可以初略的認(rèn)識和了解單片微型計(jì)算機(jī) [1]。這個(gè)系列的單片機(jī)內(nèi)集成有 8 位 CPU，并行 I/O 口，8 位定時(shí)器/計(jì)數(shù) 8器，尋址范圍不大于 4K，且無串行口。此階段主要特征是一方面發(fā)展 16 位單片機(jī)及專用單片機(jī)；另一方面不斷完善高檔 8 位單片機(jī)，改善其結(jié)構(gòu)，以滿足不同用戶的需要。89C 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價(jià)廉的方案。VCC 掉電期間，此引腳可接上備用電源，以保持內(nèi)部 RAM 的數(shù)據(jù)不丟失。 ：此腳的輸出是外部PROGSEN程序存儲(chǔ)器的讀選通信號。4） 輸入/輸出（I/0）引腳 P0、PP2 、P3（共 32 根）P0 口（39 腳 32 腳）：是雙向 8 位三態(tài) I/O 口，在外接存儲(chǔ)器時(shí)，與地址總線的低 8 位及數(shù)據(jù)總線復(fù)用，能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LS TTL 負(fù)載。在對 EPROM 編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高 8 位地址。輸入/輸出口與外設(shè)之間傳遞方式一般有兩種方式：并行輸入/輸出和串行輸入/輸出。 串行輸入/輸出口概述 采用串行通信方式時(shí)，所有的數(shù)據(jù)位按一定的順序、通過一條傳輸線逐個(gè)地進(jìn)行傳送。 串行輸入/輸出口的工作方式89C51 串行口的工作方式可以分為 4 種工作方式。串行數(shù)據(jù)一幀的數(shù)據(jù)為 10 位：1 位起始位、8位數(shù)據(jù)位和一位停止位。數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈适枪潭ǖ?。? 串行口控制寄存器(SCON)串行口控制寄存器(SCON)在特殊功能寄存器中的字節(jié)地址為 98H，它既可以進(jìn)行字節(jié)尋址，也可以進(jìn)行位尋址。 RI：接收中斷標(biāo)志位。共陰極數(shù)碼管內(nèi)部 8 個(gè)二極管的陰極被連接在一起和引腳 相接，在使用是引腳應(yīng)接低電平，當(dāng)數(shù)碼管其余的某個(gè)引腳接高電平，則相應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。同步移位時(shí)鐘的周期等于單片機(jī)的工作周期，因此輸出一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)需要 8 個(gè)單片機(jī)的工作周期。在采用同步移位方式的串行輸出時(shí)，沒傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)需要 8 個(gè)機(jī)器周期 [6]，因此兩個(gè)顯示代碼的輸出語句間隔必須大于 8 個(gè)機(jī)器周期。在數(shù)字電路中，信號的特征為幅度離散和時(shí)間離散，如許多識字電路中的輸出信號 [7]。CS（3）ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號（輸入） ，高電平有效。DAC 轉(zhuǎn)換器的特性之一是：Iout1+Iout2=常數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)中需要多路數(shù)字/ 模擬轉(zhuǎn)換，同時(shí)多路數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換之間需要同步輸出時(shí)，采用雙緩沖方式是必須的選擇。在這種情況下。VREF(255/256) … …1 0 0 0 0 0 0 1 177。它的工作過程是在程序控制器的控制下逐條執(zhí)行程序指令的過程。這個(gè)寄存器的格式如表 所示。當(dāng)外部中斷 1 依據(jù)觸發(fā)方式滿足產(chǎn)生中斷請求的條件時(shí)，該標(biāo)志位置 1，同時(shí)申請中斷。當(dāng) IT1=1，外部中斷 1 被設(shè)置為邊沿觸發(fā)。這個(gè)特殊功能寄存器在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的字節(jié)為98H，它既可以進(jìn)行字節(jié)尋址，也可以進(jìn)行位尋址。表 中斷允許寄存器（ IE）的格式數(shù)據(jù)位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0IE EA — — ES ET1 EX1 ET0 EX0地址位 AF — — AC AB AA A9 A8復(fù)位值 0 — — 0 0 0 0 0EA：CPU 的中斷允許控制位。ET0：定時(shí)/計(jì)數(shù)器 0 溢出中斷允許控制位。PT1：定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1 溢出中斷優(yōu)先級控制位。除了利用中斷優(yōu)先級寄存器（IP）來安排中斷申請的處理順序之外，如果同時(shí)收到幾個(gè)處于同一優(yōu)先級的中斷申請，還可以利用單片機(jī)內(nèi)部的查詢順序，使得一些中斷申請獲得優(yōu)先處理。② 執(zhí)行一條硬件子程序，將程序指針(PC)的內(nèi)容壓入堆棧，把中斷服務(wù)程序的 23入口地址送入程序指針(PC)。如果不清除響應(yīng)中斷對硬件電路所進(jìn)行的設(shè)置，單片機(jī)將不能響應(yīng)下一次的中斷請求。 24圖 按鍵開關(guān)產(chǎn)生的信號波形圖由于機(jī)械觸電的彈性作用，按鍵開關(guān)在閉合時(shí)不會(huì)立即穩(wěn)定的接通，在斷開時(shí)也不會(huì)一下子斷開。后者占用較少的單片機(jī)的輸入/ 輸出引腳。4 輸入與門只要有一個(gè)輸入引腳變?yōu)榈碗娖?，它的輸出就變?yōu)榈碗娖健＊?dú)立式鍵盤所需要的硬件電路結(jié)構(gòu)和軟。這里的按鍵開關(guān)采用常開開關(guān)，在沒有執(zhí)行動(dòng)作時(shí)，開關(guān)是斷開的。常用的鍵盤有獨(dú)立式鍵盤和距陣式鍵盤。通常使用的按鍵開關(guān)為機(jī)械式彈性開關(guān)，它利用機(jī)械觸電實(shí)現(xiàn)開關(guān)的閉合或者斷開[12]。當(dāng)這條指令被執(zhí)行后，CPU 將清除為響應(yīng)中斷對硬件電路所進(jìn)行的設(shè)置，把堆棧中保存的主程序斷點(diǎn)地址送入程序指針(PC) ，返回主程序。③ 正在執(zhí)行的指令是中斷返回指令(RETI)，訪問中斷允許寄存器（IE ）的指令或者訪問中斷優(yōu)先級寄存器（IP）如果存在上述阻止單片機(jī)響應(yīng)中中斷的條件之一，本次被采樣到的中斷請求將被丟棄。當(dāng) PX0=1 時(shí)，外部中斷 0 中斷定義為高優(yōu)先級中斷；當(dāng) PX0=0 時(shí)，外部中斷 0 中斷定義為低優(yōu)先級中斷。表 中斷優(yōu)先級寄存器（IP）的格式數(shù)據(jù)位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0IP — — — PS PT1 PX1 PT0 PX0地址位 — — — BC BB BA B9 B8復(fù)位值 — — — 0 0 0 0 0PS：CPU 的中斷優(yōu)先級控制位。EX1：外部中斷 1 中斷允許控制位。3） 中斷允許寄存器（IE） 這個(gè)特殊功能寄存器在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的字節(jié)為 A8H，它既可以進(jìn)行字節(jié)尋址， 21也可以進(jìn)行位尋址。功能與 IT1 相同。采用電平觸發(fā)方式INT時(shí)，外部中斷信號必須保持為低電平狀態(tài)一直到該中斷被 CPU 響應(yīng)。功能與 TF1 相同。這 5 個(gè)中斷信號分別由定時(shí)/計(jì)數(shù)控制寄存器（TCON）和串行口控制寄存器（SCON）的相應(yīng)位進(jìn)行鎖存。 DAC0832 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的電源電壓為 5V 時(shí)，完成一次轉(zhuǎn)換的時(shí)間約為 1μs，當(dāng)單片機(jī)采用 12MHZ 時(shí)鐘則基本滿足這個(gè)要求。DAC0832 的輸入數(shù)據(jù)和輸出模擬電壓的對應(yīng)關(guān)系可以由表 看出。在這樣的連線情況下，當(dāng)單片機(jī)執(zhí)行指令MOVX DPTR， A時(shí)，單片機(jī)的輸出信號時(shí)序完全滿足 DAC0832 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器的工作要求。圖 運(yùn)算放大器接法 DAC0832 數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器的單緩沖方式接口DAC0832 數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器有兩種與單片機(jī)的接口方式：單緩沖方式和雙緩沖方式。（7）Iout1：電流輸出 1。圖 DAC0832 數(shù)字/ 模擬轉(zhuǎn)換器封裝外型圖在圖 中, 對各引腳信號說明如下：（1）DI7 ～DI0：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入。按照所處理的信號，電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。表 74LS164 的功能表 輸 入 輸 出MR CLK Dsa Dsb Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 Q00 Q10 Q20 Q30 Q40 Q50 Q60 Q701 ↑ 1 1 1 Q00 Q10 Q20 Q30 Q40 Q50 Q60 151 ↑ 0 0 Q00 Q10 Q20 Q30 Q40 Q50 Q601 ↑ 0 0 Q00 Q10 Q20 Q30 Q40 Q50 Q60由于本設(shè)計(jì)中需要用到兩個(gè)數(shù)碼管，所以需要兩個(gè) 74LS164 來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)數(shù)碼管。圖 串行口工作方式 0 的輸出時(shí)序圖當(dāng)向串行數(shù)據(jù)緩沖寄存器 SBUF 寫入一個(gè)數(shù)據(jù)，在引腳 RXD 和引腳 TXD 將自動(dòng)產(chǎn)生如圖 所示的信號。每個(gè)數(shù)碼管由 8 個(gè)發(fā)光二極管組成。RB8：串行工作方式 2 和 3 時(shí)被接收的第 9 位數(shù)據(jù)。4）工作方式 3串行口工作方式 3 除數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟ㄌ芈适强勺兊耐?，其他與工作方式 2 相同。數(shù)據(jù)位傳輸時(shí)低位在前，高位在后，緊接著是可編程位。串行工作方式 0 的數(shù)據(jù)傳輸波特率不受電源控制寄存器（PCON）中 SMOD 位的影響。串行輸入/輸出的數(shù)據(jù)使用引腳 RXD 和引腳 TXD 可以同時(shí)接受和發(fā)送數(shù)據(jù)。如果不對單片機(jī)的輸入/輸出口進(jìn)行擴(kuò)展，通常能用作通用并行輸入 /輸出接口的端口僅剩下 P1 口。值得強(qiáng)調(diào)的是，P3 口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第一功能的輸入輸出或第二功能 [4]。P2 口（ 21 腳28 腳）：是 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。對于常用的