【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 26P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 1R551+ 5 VR62K+ 5 V 圖 27 最小控制系統(tǒng) AT89C51 的管腳排列如上圖所示， 9 管腳接復(fù)位電路， 1 19 管腳為晶振的兩個(gè)輸入端， 20 管腳接地， 40 管腳接 +5V。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 10 頁(yè) 共 54 頁(yè) 晶振 Y1 和兩個(gè) 電容 C C3 構(gòu)成自激震蕩，連接到單片機(jī)的 X1 和 X2端，電解電容 C電阻 R5 和按鍵 S5 構(gòu)成復(fù)位電路，連接到單片機(jī)的復(fù)位端。當(dāng)按鍵 S5 按下后，復(fù)位端通過 R5 與 +5V 電源接通，電容迅速放電，使RST 管腳為高電平；當(dāng)復(fù)位按鍵 S5 彈起后， +5V 電源通過 R6 對(duì)電容 C4 重新充電， RST 管腳出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。 按鍵控制模塊 方案一：采用矩陣鍵盤，由于按鍵多可實(shí)現(xiàn)電壓值的直接鍵入。 方案二：采用一般的電平判鍵按鈕，實(shí)現(xiàn)方法很簡(jiǎn)單，但一個(gè)端口最多只實(shí)現(xiàn) 8個(gè)按鍵。 由于本數(shù)控電源需要用的按鍵不多，要實(shí)現(xiàn)步進(jìn)為 1V 的設(shè)計(jì)要 求，只需用一個(gè)“ +”和一個(gè)“ ”按鍵，另外再加兩個(gè)按鍵用于實(shí)現(xiàn)固定電壓輸出，按鍵時(shí)可直接輸出相應(yīng)電壓。 4個(gè)按鍵就可實(shí)現(xiàn)本題的設(shè)計(jì)要求，固采用方案二。 該部分主要由四個(gè)鍵組成，分別實(shí)現(xiàn)的是“ +”、“ ”、“開始”、“ 切換 ”功能，與單片機(jī)的 、 、 、 口連接，控制 AT89C51 單片機(jī)，達(dá)到對(duì)數(shù)字的控制，可以通過按鍵對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整，按照實(shí)際需要可以通過按鍵得到所需的電壓，調(diào)節(jié)范圍是 0～ V，步進(jìn) 。 4 個(gè)獨(dú)立按鍵 S1~S4 分別與 C51 的 ～ 相連接，獨(dú)立按鍵 S1 為 電壓調(diào)整按鈕， S2 為電壓加一按鈕， S3 為電壓減一按鈕， S4 為 D/A 轉(zhuǎn)換確認(rèn)鍵。 S1~S3 按鍵的作用是通過程序控制對(duì)輸入的電壓隨時(shí)可調(diào)，且步進(jìn)值能夠?yàn)? 增加或者減少。 S4 鍵的作用是按下啟動(dòng) D/A 轉(zhuǎn)化，將單片機(jī)的預(yù)設(shè)值轉(zhuǎn)化為模擬量輸出。按鍵與單片機(jī)的連接圖見圖 28。 圖 28 鍵盤電路 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 11 頁(yè) 共 54 頁(yè) 顯示器模塊 此 在系統(tǒng)中要顯示數(shù)值或文字，就必需有顯示器件，目前市場(chǎng)上顯示元器件很多 ,有 LED 數(shù)碼管、點(diǎn)陣顯示等。 方案一：選用數(shù)碼管顯示，用普通的數(shù)碼管顯示簡(jiǎn)單的數(shù)字、符號(hào)、字母。 采用數(shù)碼管作 為顯示器件， 數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管 ， 通過對(duì)其不同的管腳輸入相對(duì)的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示時(shí)間、日期、溫度等所有可用數(shù)字表示的參數(shù)。 方案二，采用 LCD 液晶顯示。 字符型液晶顯示模塊是專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶顯示模塊 。 方案二與方案一相比，有更高的精度和顯示多數(shù)據(jù)，比較符合本設(shè)計(jì)所需要，綜上所述采用方案二。 雖然 LED 數(shù)碼管在價(jià)格方面占有一定的優(yōu)勢(shì)，但考慮到顯示文字以及美觀自然的效果，選擇 LCD1602 液晶顯示器。 LCD1602 是 工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示 16x02 即 32個(gè)字符。 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 : 第 1腳： VSS 為地電源 。 第 2腳： VDD 接 5V正電源 。 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高 。 第 4腳： RS 為寄存器選擇，高電平選數(shù)據(jù)寄存器、低電平選指令寄存器。 第 5 腳： R/W 為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 第 6 腳： E 端為使能端，當(dāng) E 由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 第 7～ 14腳： D0～ D7 為 8位雙向數(shù)據(jù)線。 第 15 腳：背光電源正極 。 第 16 腳：背光電源負(fù)極 。 液晶顯示器 接口信號(hào)說明如表 21。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 12 頁(yè) 共 54 頁(yè) 表 21 液晶接口說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)輸入 D2 端 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)輸入 D3 端 3 VL 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 D4 數(shù)據(jù)輸入 D4 端 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端 12 D5 數(shù)據(jù)輸入 D5 端 5 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L） 13 D6 數(shù)據(jù)輸入 D6 端 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù)輸入 D7 端 7 D0 數(shù)據(jù)輸入 D0 端 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù)輸入 D1 端 16 BLK 背光源負(fù)極 液晶 LCD1602 與 STC 單片機(jī)的連接電路圖如圖 29。 LC1602D 的 8 位數(shù)據(jù)接口與單片機(jī)的 P0 口相連，由于 STC 單片機(jī) P0 口沒有內(nèi)接電阻，為此外接了 10K 上拉排阻。這是因?yàn)閱纹瑱C(jī) P 口的輸出電流非常微弱，不足以驅(qū)動(dòng)液晶顯示數(shù)據(jù)而連接的。 1602 的控制端 RS、 R/W、 E 端分別與 STC 的P P2 P22 連接 [9]。 VCOM 為液晶顯示亮度調(diào)整端，外接 10K 的電位器。 BLA和 BLA+分別為液晶背光源正極和負(fù)極， BLA接地， BLA+接+5V。液晶的顯示由單片機(jī)的程序去控制。 +511W223R W 2 10KG N D1+ 5 V2V C O M3RS4R / W5E6D07D18D29D310B L A 16B L A +15D714D613D512D4111602液晶 1602E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 1+5+51 2 3 4 5 6 7 8 910k*8C O N 9+5 圖 29 LCD1602與單片機(jī)連接電路圖 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 13 頁(yè) 共 54 頁(yè) D/A 數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊 根據(jù)平時(shí)的使用習(xí)慣和相關(guān)資料，使用的 D/A 轉(zhuǎn)換一般有下列兩種方案： 方案一：采用 MX7541 是高速高精度 12 位數(shù)字 / 模擬轉(zhuǎn)換器芯片，功耗低，而且其線性失真可低達(dá) % ，特別適合于精密模擬數(shù)據(jù)的獲得和控制。 方案二：采用 DAC0832， DAC0832 是一種常用的 8 位的數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換芯片。 本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的數(shù)控電源的設(shè)計(jì)，而 MX7541 是 12 位數(shù)字 輸入的 ，因此須用鎖存器。而此數(shù)控電源要求單步 1V， 2～ 15 .0V 只需區(qū)分 14 個(gè)點(diǎn)， DAC0832 完全可以達(dá)到，故選擇常用的 DAC0832。當(dāng)其與單片機(jī)進(jìn)行相連時(shí)，電路也簡(jiǎn)單，只需把單片機(jī)的數(shù)據(jù)線與 DAC0832 的輸入端直接相連即可，程序也很簡(jiǎn)單，只需向其送數(shù)據(jù)即可。 DAC0832 的管腳圖如圖 210所示： I O U T 1 11D 07D 16D 25 I O U T 2 12D 3 4D 4 16 V R E F8D 5 15D 6 1 4D 7 13 F B9 C S1 W R 12X F E R 17 W R 2 18 I L E 19V C C 20G N D10A G N D3D A C 08 32 圖 210 DAC0832管腳圖 管腳的具體名稱和用法 D0 ～ D7：數(shù)字量輸入端； CS ：片選信號(hào)，低電平有效； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)，高電平有效； 1WR ：第 1寫信號(hào)，低電平有效； 2WR ：第 2寫信號(hào)，低電平有效； XFER ：數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，低電平有效； 1OUTI ：電流輸出端 1； 2OUTI ：電流輸出端 2； 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 14 頁(yè) 共 54 頁(yè) FBR ：反饋電阻端； REFV ：基準(zhǔn)電壓，基電壓范圍為 10V ～ +10V； GND：數(shù)字地； AGND：模擬地 ； 單片機(jī)與 DAC0832的接口可按二級(jí)緩沖器方式、單緩沖器方式和直通方式聯(lián)接。如上圖 4的聯(lián)接方式是直通方式聯(lián)接方式。由 OUT1腳輸出的為一個(gè)模擬電流值，經(jīng)過運(yùn)算放大器后為一個(gè)電壓值，這電壓值輸入到后面的運(yùn)算放大部分，作為后面部分的輸 入。 D/A 轉(zhuǎn)換器（ DAC）輸入的是數(shù)字量，經(jīng)轉(zhuǎn)換輸出的是模擬量。 DAC 的技術(shù)指標(biāo)很多，如：分辨率、滿刻度誤差、線性度、絕對(duì)精度、相對(duì)精度、建立時(shí)間、輸入 /輸出特性等 [10]。 分辨率： DAC 的分辨率反映了它的輸出模擬電壓的最小變化量。其定義為輸出滿刻度電壓與 n2 的比值，其中 n 為 DAC 的位數(shù)。如： 8 位 DAC 的滿刻度輸出電壓為 5V，則其分辨率為 )(2565258 V? ； 10 位 DAC 的分辨率為 )(102452510 V? ?？梢姡?DAC 的位數(shù)越高，分辨率越小。 建立時(shí)間：是描述 DAC 轉(zhuǎn)換速度快慢的參數(shù)。其定義為從輸入數(shù)字量變化到輸出達(dá)到終值誤差 21? LSB（最低有效位）所需的時(shí)間。高速 DAC 的建立時(shí)間可達(dá) 1us。 接口形式：在 DAC 輸入 /輸出特性之一。包括輸入數(shù)字量的形式，十六進(jìn)制式 BCD，輸入是否帶有鎖存器等。 DAC0832為 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器。單電源供電，范圍為 +5V ～ +15V，基準(zhǔn)電壓范圍為 V10? 。電流的建立時(shí)間為 1us。 CMOS 工藝功耗 20 mw。 輸入設(shè)有兩級(jí)緩沖鎖存器。 圖 211為 D/A 與單片機(jī)的連接圖。 江蘇技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 15 頁(yè) 共 54 頁(yè) Vcc20I o u t 111l s b D I 07I o u t 212D I 16D I 25R f b9D I 34D I 416V r e f8D I 515D I 614m s b D I 713I L E19W R 218CS1W R 12X f e r17U3 D A C 0 8 3 2+5+ 5 VE A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 1 0 / T1P 1 1 / T2P 1 23P 1 34P 1 45P 1 56P 1 67P 1 78P 0 039P 0 138P 0 237P 0 336P 0 435P 0 534P 0 633P 0 732P 2 021P 2 122P 2 223P 2 324P 2 425P 2 526P 2 627P 2 728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10VCC40GND20U 4 AA T 8 9 C 5 15V+ 5 V 圖 211 DA0832與單片機(jī)的連接 控制穩(wěn)壓模塊 由于 DA0832 芯片為電流輸出型，為了得到輸出電壓，必須經(jīng)過運(yùn)放轉(zhuǎn)化為電壓。設(shè)計(jì)采用運(yùn)放 LM324 放大器放大。 LM324