【文章內(nèi)容簡介】 7 k? 1 5 VI C 2A+ 1 5V6 ?6 . 8 kR 1?1 0 kR 2?9 . 1 kR 3R p 1?1 0 k?3 3 0 kR 4?3 3 0 kR 5?3 kR 6 ?3 kR 7V 1V 2V T 1V T 2T I P 1 2 2T I P 1 2 7+ 1 5 V 1 5 VR 8D A C 0 8 3 2+ 1 5 V+ 1 5 V235 vU 1 圖 7 穩(wěn)壓輸出電路 原理圖 主要器件功能 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器芯片 DA0832 DAC0832 是一個 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器芯片，單電源供電，從 +5V~+15V 均可正常工作，基準電壓的范圍為 177。10V，電流建立時間為 1181。s， CMOS 工藝，低功耗 20mW。它由 1 個 8 位輸入寄存器、 1 個8 位 DAC 寄存器和 1 個 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器組成和引腳排列 如圖 8 所示。 8 CS1WRA G N Dd 3d 2d 1d 0V e d fR fD G N DV D DI LW RX F E Rd 4d 5d 6d 7I o u t 2I o u t 1D A C 0 8 3 2 圖 8 DAC0832 引腳圖 該 D/A 轉(zhuǎn)換器 為 20 引腳雙列直插式封裝，各引腳含義如下： （ 1） D7～ D0轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入 ； （ 2） /CS—片選信號（輸入），低電平有效 ； （ 3） ILE—數(shù)據(jù)鎖存允許信號（輸入），高電平有效 ； （ 3） /WR1—第一信號（輸入），低電平有效。該信號與 ILE 信號共同控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式；當 ILE=1 和 /XFER=0 時，為輸入寄存器直通方式；當 ILE=1 和 /WR1=1時，為輸入寄存器鎖存方式 ； （ 4） /WR2—第二信號（輸入），低電平有效，該信號與信號合在一起控制 DAC 寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存 方式：當 /WR2=0 和 /XFER=0 時，為 DAC 寄存器直通方式；當 /WR2=1 和/XFER=0 時，為 DAC 寄存器鎖存方式 ； （ 5） /XFER—數(shù)據(jù)傳送控制信號（輸入），低電平有效 ； （ 6） Iout2—電流輸出 “1”。當數(shù)據(jù)位全 “1”時，輸出電流最大；為全 “0”時輸出電流最小 ； （ 6） Iout2—電流輸出 “2”。 DAC 轉(zhuǎn)換器的特點之一是： Iout1+Iout2=常數(shù) ； （ 6） Rfb—反饋電阻端。 即 運算放大器的反饋電阻，電阻（ 15kΩ）已固化在芯片中。 （ 7） Vref—基準電壓，是外加高精度電壓源，與芯片內(nèi)的電 阻網(wǎng)絡相連接，該電壓可正可負，范圍為 10V～ +10V。 （ 8） DGND—數(shù)字地 （ 9） AGND—模擬地 高精度運算放大器 OP07 OP07 具有極低的輸入失調(diào)電壓，極低的失調(diào)電壓溫漂，非常低的輸入噪聲電壓幅度及長期穩(wěn)定等特點?？蓮V泛應用于穩(wěn)定積分、精密絕對值電路、比較器及微弱信號的精確放大，尤其適應于宇航、軍工及要求微型化、高可靠的精密儀器表中。 其引腳圖如圖 9 所示。 9 V o sI N I N +V V o sV +O U TN C12345678 圖 9 OP07 引腳圖 DAC0832 與 OP07 的接線圖如 圖 7 原理圖 所示。 穩(wěn)壓輸出 電路 參數(shù)計算 根據(jù)題目要求， 電壓輸出范圍 0～ 10V，步長 ， 共 200 種狀態(tài)， 8 位字長的 D/A 轉(zhuǎn)換器具有 256 種狀態(tài)，能滿足要求。設計中用兩個電壓控制字代表 ， 當電壓控制字從 0， 2， 4， ，200 時，電源輸出電壓為 ， ， ， ， 10V。 DAC0832 屬于電流輸出型 D/A，輸出的電流隨輸入的電壓控制字線性變化 ， 需外接一片 OP07電流到電壓的轉(zhuǎn)換。 DAC0832 需外接基準電壓，此基準電壓的性能決定了輸出電壓的性能，要求基準電壓具有高穩(wěn)定和低紋 波，故選取 LM336 作為基準源。當 DAC0832 采用 5V 基準電壓時， D/A 轉(zhuǎn)換電路的滿幅輸出為 （電壓控制字為 255 時）。由于實際用到的最大電壓控制字為 200，因此 D/A 轉(zhuǎn)換部分最大輸出電壓為 Ｕ imax=255200 = （ 公 式 8） Ｕ imax=128REF U200= （ 公 式 9） 將它寫成通式，即 Ｕ imax=128REF U ???70i iiD2 （ 公 式 10） D/A 轉(zhuǎn)換輸出電壓Ｕ i 作為電源功放級的輸入電壓。功放級由Ｕ 1 和 VT VT2 構成閉環(huán) 推挽輸出電路。該電路屬于典型的電壓串聯(lián)負反饋電路。于是輸出電壓 Uo 與輸入電壓 Ui 的關系式為： U0=(1+23p1RRR? )Ui （ 公 式 11） 10 將 Ui 代入得： U0=(1+23p1RRR? ) 128REF U ???70i iiD2 （ 公 式 12） 當 Ｕ i=， R2=10 kΩ， R3=9． 1 kΩ， Uo=10V，由上式可求得 Rp1=10 kΩ。實取 Rp1為 47 kΩ的精密多圈電位器。當 AT51 輸入電壓控制字 （ 11001000） 2=（ 200） 10 時， Uimax= V，調(diào)節(jié) Rp1使 Uo=10 V。 互補對稱功放電路中的 功率管選擇 如下 ： 根據(jù)題目要求，輸出電流至少為 500mA，故 要求功率管的集電極最大允許損耗功率 РCM 為 РCM＞ РC1m=15= （ 公 式 13） 為保證功率管不致被反向電壓所擊穿， 一般 要求三極管的 Ｕ CEO為 Ｕ CEO＞ （ ~2） 2Ｖ cc=215=30V （ 公 式 14） 要求功率管最大允許集電極電流 ΙCM 應滿足： ΙCM＞ Ιcmm= RlVc =1A （ 公 式 15） 根據(jù)所得參數(shù)，查找器件手冊，選取三極管型號及主要參數(shù)為： Ｖ T1 管型 TIP122，類型 NPN， Ｕ CEO 為 100V， ΙCM 為 5A， РCM 為 65W； Ｖ T2 管型 TIP127，類型 PNP， Ｕ CEO為 100V， ΙCM 為 5A， РCM 為 65W。 單片機控制電路 單片機控制電路主要由鍵盤 部分、 AT51 單片機部分、 顯示部分和 AD 轉(zhuǎn)換部分組成， 鍵盤部分主要設置控制字的輸入，由單片機 作為整機的控制單元 ， 通過改變鍵盤的輸入數(shù)字量來改變輸出電壓值（ 由 AD 轉(zhuǎn)換 后的電壓值），再由 LED 顯示部分顯示 ，如圖 10 所示 。 A T 8 9 C 5 1顯 示 模 塊D / A 轉(zhuǎn) 換 模 塊鍵 盤 模 塊電 壓 采 樣電 壓 采 樣A / D 轉(zhuǎn) 換 模 塊 圖 10 單片機控制電路原理圖 11 單片機 AT89C51 本設計采用 AT89C51 單片機， AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS8 位單片機，片內(nèi)含 4K bytes 的可反復擦寫的只讀程序存儲器 (EPROM)和 128 bytes 的隨機數(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 MCS51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash 存儲單元，功能強大 AT89C51 單片機可提供高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。因此， 這里 選用 AT89C51 單片機來完成 ， AT89C51 單片機管腳圖 如圖 11 所示 。 2134567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 04 03 93 83 73 63 53 43 33 23 13 02 12 22 32 42 52 62 72 82 9P 1 . 0P 1 . 1P 1 . 2P 1 . 3P 1 . 4P 1 . 5P 1 . 6P 1 . 7R S TP 3 . 0P 3 . 1P 3 . 2P 3 . 3P 3 . 4P 3 . 5P 3 . 6P 3 . 7X T A L 2X T A L 1G N D( I N T O )( I N T 1 )( R X D )( T X D )` ( T 0 )( T 1 )( W R )( R D )V C CP 0 . 0P 0 . 1P 0 . 2P 0 . 3P 0 . 4P 0 . 5P 0 . 6P 0 . 7E A / V P PA L E / P R O GP S E NP 2 . 7P 2 . 6P 2 . 5P 2 . 4P 2 . 3P 2 . 2P 2 . 1P 2 . 0A T 8 9 C 5 1 圖 11 AT89C51 單片機管腳圖 AT89C51 主要性能參數(shù) 為： （ 1） 與 MCS51 產(chǎn)品指 令系統(tǒng)完全兼容 （ 2） 4K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃存存儲器 （ 3） 1000 次擦寫周期 （ 4） 全靜態(tài)操作： 0hz24hz （ 5） 三級加密程序存儲器 （ 6） 128x8 字節(jié)內(nèi)部 RAM （ 7） 32 個可編程 I/O 口線 （ 8） 2 個 16 位定時 /計數(shù)器 （ 9） 6 個中斷源 （ 10） 可編程串行 UART 通道 12 （ 11） 低功耗空閑和掉電模式 其各個管教及相應功能為 ： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口： P0 口味一個 8 為漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能 夠用于外部成語數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FLASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FLASH 進行校驗時， P0 輸出原碼，此時 P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口試一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 為雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接受輸出 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用