【文章內容簡介】 和一些簡單的字符，沒有較好的人機界面。 方案二： 1602 液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示 16*2 即 32 個字符。1602 液晶模塊內部的字符發(fā)生存儲器已經存儲了 160 個不同的點陣字符圖形，這些字 這些字符有：阿拉伯數字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個字符 都有一個固定的代碼 。使用時直接編寫軟件程序按一定的時序驅動即可。它的特點是顯示字跡清楚，價格相對便宜。 但是 1602 顯示過于簡單，不能顯示文字。 方案三： 12864 液晶也是一種工業(yè)字符型液晶，它不僅能夠顯示 1602 液晶所可以顯示的字符，數字等信息，而且還可以顯示 8*4 個中文漢字和一些簡單的圖片，顯示信息也非常的清楚。使用時也直接編寫軟件程序按一定的時序驅動即可。 方案論證：從題目要求以及以上方案來看，我們選擇方案 三 比較 理想 。 鍵盤輸入模塊 方案一：采用傳統(tǒng)的獨立式按鍵。這種方式占用系統(tǒng)的資源較多，而且效率低， 程序的編寫量大而復雜。 方案二：為了提高單片機的資源利用率，按鍵部分使用 4*4 矩陣式鍵盤。這種方法在開關數量多的情況下可以節(jié)省很多的接口，并且提高系統(tǒng)接口的利用率。 方案論證：確定選擇采用方案二。 系統(tǒng)各模塊的最終方案 經過仔細的分析與論證，決定系統(tǒng)各模塊的最終方案如下： 控制模塊：采用 STC98C52 控制； 顯示模塊：采用 LCD12864 顯示； 鍵盤輸入模塊：采用 4*4 矩陣式鍵盤輸入 電壓值 ； 開關電源控制核心 模塊： 做兩級的非隔離型的 DC/DC 變換 ， 先升壓后降壓 ； 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 共 43 頁 第三章 總體設計及模塊簡介 本 開關穩(wěn)壓電源的 設計基于 LM258 LM2576 升降壓模塊 ， 采用 Boost 升壓降壓電路來實現預定的功能。 由 單片機 STC89C52 作為控制器 。 STC89C52 單片機通過控制 LM2576 產生 不同的電壓 ，經 濾波 后輸出，并通過 LCD12864 液晶模塊和鍵盤 按鍵進行人機交互。系統(tǒng)的總體框圖如圖 31 所示。 圖 31 系統(tǒng)的總體框圖 用戶從 控制 面板上按鍵輸入命令，數據將顯示在 LCD12864 上，并將命令傳輸到單片機，再由單片機控制 LM2576 芯片輸出 電壓 ，并通過后級 控制電路調整電壓誤差 ，最后輸出所需的 電壓。 因為 是可調控制，調節(jié) 按鍵 可以輸出不同 的電壓以及按照不同的步進增加或降低電壓。 STC89C52 的介紹 STC89C52RC 單片機是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗 /超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6時鐘 /機器周期可以任意選擇。 主要特性如下： 1. 增強型 8051單片機， 6時鐘 /機器周期和 12時鐘 /機器周期可以任意選擇，指令 代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051. 2. 工作電壓： ～ （ 5V單片機） /～ （ 3V 單片機） 第 8 頁 共 43 頁 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 3. 工作頻率范圍： 0～ 40MHz，相當于普 通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作頻率可達 48MHz 4. 用戶應用程序空間為 8K 字節(jié) 5. 片上集成 512字節(jié) RAM 6. 通用 I/O 口（ 32 個），復位后為： P1/P2/P3/P4 是準雙向口 /弱上拉， P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時，需加上拉電阻。 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（ RxD/,TxD/）直接下載用戶程序，數秒即可完成一片 8. 具有 EEPROM 功能 9. 具有看門狗功能 10. 共 3 個 16 位定時器 /計數 器。即定時器 T0、 T T2 11. 外部中斷 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 12. 通用異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現多個 UART 13. 工作溫度范圍： 40～ +85℃（工業(yè)級） /0～ 75℃（商業(yè)級） 14. PDIP 封裝 圖 32 STC89C52RC 引腳圖 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 共 43 頁 LM2576 簡介 LM2576 系列的穩(wěn)壓器是 單 集成電路，能提供降壓開關穩(wěn)壓器（ Buck 型）的各種功能，能驅動 3A 的負載，有優(yōu)異的線性和負載調整能力。這些器件的固定輸出電壓有 ,5V,12V,15V 以及還有可調節(jié)輸出的型號，可調節(jié)輸出型號輸出電壓范圍在線性和負載條件下 可調（ HV 型號的 57V）最大正負 4%，低功耗。這些穩(wěn)壓器件內部含有頻率補償和一個固定頻率振蕩器， 將 外部器件大大減少器件，使電路簡單。 LM2576 系列開關穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下： ● 最大輸出電流： 3A。 ● 最高輸入電壓： LM2576 為 40V， LM2576HV 為 60V。 ● 輸出電壓： 、 5V、 12V、 15V和 ADJ(可調 )等可選 。 ● 振東頻率： 52kHz。 ● 轉換效率： 75%～ 88%(不同電壓輸出時的效率不同 )。 ● 控制方式： PWM。 ● 工作溫度范圍： 40℃ ～ +125℃ ● 工作模式：低功耗 /正常兩種模式可外部控制 。 ● 工作模式控制： TTL 電平兼容 。 ● 所需外部元件：僅四個 (不可調 )或六個 (可調 )。 ● 器件保護：熱關斷及電流限制 。 ● 封裝形式： TO220 或 TO263。 LM2576的內部框圖如圖 33所示，該框圖的引腳定義對應于五腳 TO220封裝形式。 圖 33 LM2576 的內部框圖 第 10 頁 共 43 頁 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） LM2576 內部包含 52kHz 振蕩器、 基準穩(wěn)壓電路、熱關斷電路、電流限制電路、放大器、比較器及內部穩(wěn)壓電路等。為了產生不同的輸出電壓， 通常將比較器的負端接基準電壓 ()，正端接分壓電阻網絡，這樣可根據輸出電壓的不同選定不同的阻值，其中 R1=1kΩ (可調 ADJ 時開路 )， R2 分別為 kΩ ()、 kΩ (5V)、 kΩ (12V)、 kΩ (15V)和 0(ADJ)，上述電阻依據型號不同已在芯片內部做了精確調整，因而無需使用者考慮。將輸出電壓分壓電阻網絡的輸出同內部基準穩(wěn)壓值 進行比較，若電壓有偏差，則可用放大器控制內部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。由圖及LM2576 系列開關穩(wěn)壓集成電路的特性可以看出，以 LM2576 為核心的開關穩(wěn)壓電源完全可以取代三端穩(wěn)壓器件構成的 MCU 穩(wěn)壓電源。 LM2587 簡介 LM2587 系列穩(wěn)壓器是專為回掃、步升 (升壓 )和正激轉換器應用而設計的單片集成電路。此器件有 4個不同的輸出電壓型號： 、 、 12V和電壓可調。這些穩(wěn)壓器所需外圍元件最少，性價比高，而且簡單易用。數據表中包含了升壓型穩(wěn)壓器和回掃式穩(wěn)壓器的典型電路。 同時還給出了元件的選型指南，包括二極管、電容器、一系列標準電感器以及與這些開關穩(wěn)壓器配合工作的回掃式變壓器。電源開關是一個可承受 65V電壓的 NPN器件。為電源開關提供保護的包括限流和限熱電路以及一個欠壓鎖定電路。此集成電路包含一個 100 kHz固定頻率內部振蕩器，允許使用小型磁性元件。其他特性包括軟啟動模式和電流模式控制，其中軟啟動可以降低啟動過程中的浪涌電流，電流模式控制可以提供改善的輸入電壓拒絕、輸出負載瞬態(tài)和逐周期限流。在規(guī)定輸入電壓和輸出負載的情況下，供電系統(tǒng)可保證177。 4%的輸出電壓容差。 LM2587 開 關穩(wěn)壓集成電路的主要特性如下： ● 僅需極少量外圍元件 ● 一系列標準電感器和變壓器 ● 、 65V的 NPN輸出開關 ● 寬廣的輸入電壓范圍： 4V至 40V ● 電流工作模式可改善瞬態(tài)響應、線路調節(jié)和限流性能 ● 100 kHz開關頻率 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 共 43 頁 ● 內部軟啟動功能降低了啟動中的浪涌電流 ● 限流、欠壓鎖定和熱關斷可保護輸出晶體管 ● 對于線路和負載可保證最大177。 4%的系統(tǒng)輸出電壓容差 典型應用電路： 圖 34 LM2587典型應用電路 LCD12864 的簡介 帶中文字庫的 128X64 是一種具有 4位 /8位并行、 2 線或 3線串行多種接口方式，內部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為 12864, 內置 8192 個 16*16 點漢字，和 128 個 16*8 點 ASCII 字符集 .利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示 84 行 1616 點陣的漢字 。 也可完成圖形顯示 。 低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結構或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點 陣的圖形液晶模塊。 LCD12864 基本特性 如下 : ● 低電源電壓（ VDD:++） ● 顯示分辨率 :12864 點 ● 內置漢字字庫，提供 8192 個 1616 點陣漢字 (簡繁體可選 ) ● 內置 128個 168 點陣字符 ● 2MHZ 時鐘頻率 ● 顯示方式： STN、半透、正顯 ● 驅動方式： 1/32DUTY， 1/5BIAS ● 視角方向： 6點 第 12 頁 共 43 頁 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） ● 背光方式：側部高亮白色 LED，功耗僅為普通 LED 的 1/5— 1/10 ● 通訊方式：串行、并口可選 ● 內置 DCDC 轉換電路，無需外加負壓 ● 無需片選信號，簡化軟件設計 ● 工作溫度 : 0℃ +55℃ , 存儲溫度 : 20℃ +60℃ 模塊接口說明： 表 31 管腳號 管腳名稱 電平 管腳功能描述 1 VSS 0V 電源地 2 VCC +5V 電源正 3 V0 對比度（亮度）調整 4 RS(CS） H/L RS=“H”, 表示 DB7—— DB0 為顯示數據 RS=“L”, 表示 DB7—— DB0 為顯示指令數據 5 R/W(SID) H/L R/W=“H”,E=“H”, 數據被讀到 DB7—— DB0 R/W=“L”,E=“H→L”, DB7 —— DB0 的數據被寫到 IR 或 DR 6 E(SCLK) H/L 使能信號 7 DB0 H/L 三態(tài)數據線 8 DB1 H/L 三態(tài)數據線 9 DB2 H/L 三態(tài)數據線 10 DB3 H/L 三態(tài)數據線 11 DB4 H/L 三態(tài)數據線 12 DB5 H/L 三態(tài)數據線 13 DB6 H/L 三態(tài)數據線 14 DB7 H/L 三態(tài)數據線 15 PSB H/L H： 8位或 4位并口方式， L：串口方式 16 NC 空腳 17 /RESET H/L 復位端，低電平有效 18 VOUT LCD 驅動電壓輸出端 19 A VDD 背光源正端（ +5V） 20 K VSS 背光源負端 桂林航天工業(yè)學院畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 共 43 頁 TLV5638 的簡介 本次設計數模轉換芯片采用 TLV5638， TLV5638是 TI公司的 12位 D/A轉換器，具有兩個輸出通道，數據傳輸接口為 3線的串行接口，該接口能夠與常用的微控制器或者微處理器直接相連。每次傳輸數據由 16位的數據組成一幀，其中 4位控制命令字， 12位輸出數據。 TLV5638輸出經過兩個緩沖器， DAC的可編程建立時間使得設計人員能夠優(yōu)化速度 與功耗分配的關系。同時內置片上電壓參考源，該參考源最大能達到 1mA的電流，因此也可以將其作為整個系統(tǒng)的參考源，減少了系統(tǒng)設計的復雜性。 TLV5638的基本特性參數如下： ● 12位分辨率； ● 雙輸出通道； ● 可編程內部參考源； ● 可變成速度（建立時間）：快速模式 1μ s；慢速模式 s； ● 兼容 SPI串行接口； ● 差分非線性度 ； ● 供電電源： ～ DC。 TLV5638的引腳配置如圖 35所示。 圖 35 TLV5638的引腳配置 TLV5638的引腳功能 說明： ● DIN：串行數據輸入 ● SCLK：串行接口時鐘輸入