【正文】 保護電路 4數(shù)字電路部分的系統(tǒng)方案設計 數(shù)字電路部分采用單片機作為系統(tǒng)的控制單元，由晶振電路，復位電路，按鍵電路，數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路， 液晶顯示電路， 與 PC 機通訊接口電路等七部分外圍電路組成。 短路保護電路如圖 311所示。 如圖 37所 示的儀表放大 電路是由三個放大器所共同組成，其中運算放大器A A2按同相輸入接法組成第一級差分放大電路，運算放大器 A3組成 第二級差分放大電路。 所以設經(jīng)過 U2 放大后的電壓為 2V ，故 112 *VAV ? ,其中 1A 為運算放大器 U2的放大倍數(shù)，根據(jù)上式該放大倍數(shù)由 1R 與 2R 的比值決定，又因為 1R 為定值電阻，所以 U2 的放大倍數(shù)由電位器 2R 來決定，調(diào)節(jié) 2R 可以得到不同的放大倍數(shù)。TLC5615 是 10 位的 D/A 轉(zhuǎn)換 器，轉(zhuǎn)換精度滿足一些基本要求，多種操作方式，適用于各種應用場合 ，通用性好， 價格便宜。數(shù)字化、智能化也是半導體激光器應用的 必然發(fā)展方向。 系統(tǒng)將模擬電路與數(shù)字電路相結(jié)合，包括取樣放大電路、保護電路以及基于 XX的控制電路組成。比較而言，可嵌 入操作系統(tǒng)的處理器，操作難度大，價格一般都較貴，而 PIC 系列的單片機價格也貴。輸入電壓DAC1 首先經(jīng)過 由運算放大器 U1 構(gòu)成的電壓跟隨器。 圖 35 典型的積分電路 根據(jù)上述分析 如圖 36 所示， 由 U3 與電阻 4R 、電容 3C 構(gòu)成的積分電路，上電后即先對電 容 3C 進行充電，輸出電壓為對時間的積分，輸出電壓達到最大值后受直流電源電壓的限制，致使運算放大器進入飽和狀態(tài)，輸出電壓保持不變，而停止積分。 表 31 AD620 的規(guī)格特性總覽表 圖 38為 AD620 內(nèi)部方框圖 AD620 內(nèi)部 結(jié)構(gòu)如 圖 38所示。比較器可以組成非正弦波形變換電路及應用于模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領域。 單片機的種類繁雜，性能各異，應根據(jù)應用系統(tǒng)的具體要求來進行比較、選擇。 根據(jù)單片機的選用原則以及計步器的功能需要。在編程 /校驗期間，接收高位字節(jié)地址。在編程時，其上施加 21V 或 12V 的編程電壓。第一，上電復位。當需要較多的按鍵時可采用矩陣式鍵盤。同理，在檢測到該鍵釋放后，也應采用相同的步驟進行確認，從而可消除抖動的影響。 TLC549的極限參數(shù)如下： 電源電壓： ； 輸入電壓范圍 ： ～ VCC＋ ； 輸出電壓范圍： ～ VCC＋ ； 峰值輸入電流 (任一輸入端 )：177。與 51系列單片機的接口如圖 411所示。 單片機常用的顯示器有發(fā)光二極管 (LED)和液晶顯示器兩種。 Keil uVision2 是目前使用廣泛的單片機開發(fā)軟件，它集成了源程序編輯和程序調(diào)試于一體，支持匯編、 C、 PL/M 語言。0x8000) DA_1。} define Wait30us {Wait10us。 //等待延時 for (i = 0。 //返回轉(zhuǎn)換結(jié)果 } /************ADCSelChannel 函數(shù)結(jié)束 **********/ //==================================== /********************************************* * 1602 LCD LIB * * COPYLEFT (c) 20xx BY HUB. * * * * File Name: * * Author: hub * * Created: * * Revision: * * * *********************************************/ ifndef _LCD1602_H_ define _LCD1602_H_ //// ////DEFINE PORT HERE //// define LCDIO P0 sbit LCD_RS=P3^0。 delay_ms(10)。 LCDIO=mand。 } void LCD_send_data(uchar dat) { LCD_check_busy()。 //LCD_disp_string(0,1,str2)。 sbit LCD_EN=P3^2。 i ++) //輸入采樣轉(zhuǎn)換時鐘 { Clock = 1。Wait4us。 CK_1。 本系統(tǒng)的程序開發(fā)過程是基于 Keil uVision2的編程環(huán)境的，程序流程圖如 圖51所示。 LM016L 液晶顯示模塊，可以顯示兩行數(shù)據(jù)，每行 16位。適用于低功耗的袖珍儀器上的單 路 A/D或多路并聯(lián)采樣。 30mA； 工作溫度： TLC549C： 0℃～ 70℃ TLC549I：－ 40℃～ 85℃ TLC549M：－ 55℃～ 125℃ TLC549有片內(nèi)系統(tǒng)時鐘，該時鐘與 I/O CLOCK是獨立工作的，無須特殊的速度或相位匹配。 A/D 轉(zhuǎn)換電路 單片機只能處理數(shù)字量，然后現(xiàn)實生活中，外界的被測量往往都是模擬的，這就需要有一種器件可以把外部的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量以供單片機處理，然后控制 其它外部設備執(zhí)行某種操作。 圖 45 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu) 考慮到本文的數(shù)據(jù)輸入量以及單片機 I/O 口的使用情況，系統(tǒng)設計才用獨立式按鍵 。第二，手動復位。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動 4個 TTL 邏輯門電路。 AT89C52 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含8Kbytes 的可編程的 Flash 只讀程序存儲器 和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM） ，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準 8051指令系統(tǒng)及引腳。單片機內(nèi)部有兩種存儲器：程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。 電壓比較器 可將模擬信號轉(zhuǎn)換成二值信號，即只有高電平和低電平兩種狀態(tài)的離散信號。 2 管腳為反相輸入端， 3管腳為同相輸入端， 5管腳接地 6管腳為輸出端。 圖 36 系統(tǒng)中的積分電路 電路中以功率器件 MOS管 (IRF3205)作為調(diào)整管 ,通過控制 MOS 管柵極電壓 ,實現(xiàn)對激光管的電流控制 , 采樣電阻接在 MOS管的源極 (低端取樣 ) 。 圖 32 電壓跟隨器 的 典型電路 在圖 33中運算放大器 U1構(gòu)成電壓跟隨器。 按 鍵顯示器是一個系統(tǒng)的輸入與輸出窗口，操作人員需要利用 按 鍵對系統(tǒng)進行一些參數(shù)輸入，系統(tǒng)運行中的各種信息也是從顯示器上反應出來的。此外 ,該電源還具有過流保護、延時軟啟動 ,可與 PC機通信完成數(shù)據(jù)自動采集等多種功能 ,在科研和生產(chǎn)中有很好的應用前景。有關驅(qū)動電源的問題因素更加受到人們的重視 ,目前大多 都是純硬件電路系統(tǒng)。結(jié)合測試 精度與經(jīng)濟性，本系統(tǒng)選取了較常使用的 TLC549 作為 A/D轉(zhuǎn)換器， TLC5615 作為 D/A轉(zhuǎn)換器。U2 構(gòu)成的是一個反相放大電路，并聯(lián)在輸出端與反相輸入端的電容與電阻 R 構(gòu)成了積分電路，這個積分電路的作用在這里起到了一個保護作用，利用對電容的充電與放電過程緩慢的將輸入電壓 1V 放大。 這里使用儀表 放大器是因為在 一 般信號放大的應用中通常只要透過差動放大電路即可滿足需求，然而基本的 差動放大電路精密度較差，且差動放大電路變更放大增益時，必須調(diào)整兩個電阻， 影響整個信號放大精確度的變因就更加復雜。當 LD不工作時 ,將 S2閉合 ,使 LD的 P極和 N極短接 ,起到保護 LD的作用 。 采樣電壓放大后 (Va)與 DAC2比較 ,當 Va＞ DAC2,二極管 D5導通 ,形成一個負反饋環(huán) ,使流經(jīng)半導體激光器的電流 I減小 ,從而使 Va減小 ,直到 Va=DAC2。這種系統(tǒng)使用靈活，改寫程序方便，是目前我國使用較多的一種凡是。 AT89C52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。在振蕩器工作時，在 RST 上作用兩個機器周期以上的高電平，將器件復位。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，時鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)穩(wěn)定性。設計一個復位電路，當系統(tǒng)滿足某一條件時自動產(chǎn)生一個復位信號。程序設定了輸入值不能大于系統(tǒng)初始設定的最大值 1mA。 AD 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越高，外界被測模擬量被轉(zhuǎn)換的就越精確。這種 CS控制作用允許在同時使用多片 TLC549時，共用 I/O CLOCK，以減少多路 (片 )A/D并用時的 I/O控制端口。 D/A轉(zhuǎn)換器是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的器件，為計算機系統(tǒng)的數(shù)字信號和模擬環(huán)境的連續(xù)信號之間提供了一種接口。 圖 415 液晶顯示模塊 和單片機 89C52 接口 電路 本文系統(tǒng)的顯示電路如 圖 416 所示 ,由于與單片機相連接的器件過多，所以在繪制原理圖時，采用了網(wǎng)絡標號的形式來表示物理連接。然后根據(jù)市場上各種單片機的貨源情況和單片機的性能及開發(fā)工具等因素選擇合適的機型。 } CS_1。 //時鐘口線 sbit DataOut = P1 ^ 3。 //開始轉(zhuǎn)換 Wait10us。 void LCD_send_mand(uchar mand)。 if(*pStr==39。 LCD_EN=HIGH。 LCD_RS=LOW。 uchar *pStr=str1。 } Clock = 0。 Wait4us。Wait4us。 for (i=0。仿真器則是完全與單片機相同。數(shù)字輸入端的特點包括帶有斯密脫（ schmitt）觸發(fā)器，它具有高噪聲抑制能力。 在 36個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期結(jié)束之前，實施步驟 (1)－ (4)，可重新啟動一次新的 A/D轉(zhuǎn)換，與此同時，正在進行的轉(zhuǎn)換終止，此時的輸出是前一次的轉(zhuǎn) 換結(jié)果而不是正在進行的轉(zhuǎn)換結(jié)果。 ，典型功耗值為 6mW。在硬件上可采用在鍵輸出端加 RS觸發(fā)器 (雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 )或單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器構(gòu)成去抖動電路。 當 單片機控制系統(tǒng)中，往往只需要幾個功能鍵 時，可采用獨立式按鍵結(jié)構(gòu)。只要 RESET 保持高電平，則 AT89C52 循環(huán)復位。在從片外程序存儲器取指令期間，在每個機器周期中，當 _________PSEN 有效時，程序存儲器的內(nèi)容被送上 P0 口（數(shù)據(jù)總線）。 圖 41 40 引腳雙列直插 (DIP)封裝 圖 P2口： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可以驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯門電路。就不宜采用。一是單片機系統(tǒng)的擴展部分設計，它包括存儲器擴展和接口擴展。其中 U U6為電壓跟隨器，對輸入的 采樣放大后的 電壓 Va和 DAC2起到緩沖作用。 項目 規(guī)格特性 備注 增益范圍 1～ 1000 只需一個電阻即可設定 電源供應范圍 177。假設電容 C 的初始電壓為 0，則 ?? ??? dtRVCdtiCVV in 11 10即??? dtVCRV i10 ，該 式表明，輸出電壓 0V 為輸入電壓 iV 對時間的積分，符號表示它們在相位上是相反的。根據(jù) 運算放大器的 虛短 、 虛斷原則 ,U3的同相輸入 端 和反相輸入 端 電壓相等 ,即 inV + = inV =0 ,則有流經(jīng) 3R 和 4R 與流過 12R 的電流大小相等 ,且方向相反 ,即1262432 )*(* R IRARR V ?? 可以得到64321211 *)(* ** RRRA RVAI ?? 當設定好 3R 、 4R 、 12R 、 6R 、1A 、 2A 這些參數(shù)后，流過半導體激光器的電流 I只與 1V 有關，即只與 DAC1有關。 首先根據(jù)要求，模擬電路中需要用到多個集成運算放大器來實現(xiàn)電路功能，這里我們選用最為通用的集成運算放大器芯片 LM324，該芯片的每個封裝中包含有 4個運算放大器。 Abstract............................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。其中模擬電路包括七部分：第一部分取樣及放大電路部分，第二部分短路保護 電路 部分，第三部分延時軟啟動 電路部分 ，第四部分使能控制電路 ，第五部分限流保護電路部分。 模擬電路 單片機的 晶振與復位電路 AD/DA 轉(zhuǎn)換 按鍵 與顯示 圖 21 系統(tǒng)設計方案框架圖