【文章內(nèi)容簡介】 鍵盤顯示控制器 顯示模塊 鍵盤模塊 波形輸出模塊 電 源 源 主 控 器 AT89C52 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 7 圖 2 穩(wěn)壓電源的原理框圖 Fig. 2 principle of regulated power supply 其中 ： （ 1）整流電路 可以將 50Hz 的正弦交流 電利用單向?qū)щ娫?變換成脈動的直流電 。 （ 2）電源變壓器 是降壓變壓器，它 可實現(xiàn) 220V 交流電壓與 符合需要的交流電壓 的轉(zhuǎn)換 ，并 輸送給整流電路，線圈的匝數(shù)比將會影響其負壓比 （ 3）濾波電路是指可以 濾除 整流電路輸出的大部分交流電壓，進而得到 較多的 平滑的直流電壓。 （ 4）穩(wěn)壓電路是用來穩(wěn)壓電路的的，是保證 輸出的直流電壓穩(wěn)定 程度，不隨交流 電壓和負載的變化而 發(fā)生變 化 。 整流電路 采用 單相二極管 全波整流電路 方式 ，電路如圖 3。 在 u2 的正半周內(nèi)，二極管 D D2 導通， D D4 截止；負半周內(nèi)， D D4 導通， D D2 截止。正負半周內(nèi)部都有流經(jīng)負載 RL 的電流，且具有一致的方向 。電路的輸出波形如圖 3 所示。 圖 3 整流電路及輸出波形 Fig. 3 the rectification circuit and the output wavef T 工頻交流 脈動直流 直流整流濾波穩(wěn)壓負載t?0 ? ?2 ?3 ?422Ut?0 ? ?2 ?3 ?4ou22U 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 8 在整流電路中，每 半個周期內(nèi)導電 是二極管的特性，所以流過每個二極管的電流平均等于輸出 值的 一半，即 。故電路中的二極管 最大 承受的 反向電壓為22U (U2是變壓器副邊電壓有效值 )。 常常，常利用電容器兩端的電壓和流過電感器的電流不能突變的特點，并聯(lián)電容器和負載電容 或電容器與負載電阻串聯(lián)，以達到使輸出波形基本平滑的目的。選擇電容濾波電路后，直流輸出電壓： Uo1=(～ )U2，直流輸出電流： （ I2是變壓器副邊電流的有效值。），穩(wěn)壓電路可選集成三端穩(wěn)壓器電路。 圖 4 電源總體體原理電路圖 Fig. 4 the general principle of power circuit diagram 2 控制模塊的設(shè)計 控制模塊 74LS22 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下： 圖 74LS22 為四輸入雙與門 Figure 5, 74 ls22 for four input double and gate 121 of II ?? ?2~ 21 IIo ?內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 9 A1， B1， C1， D1構(gòu)成第一個與門的輸入， Y1為第一個與門的輸出。 A2， B2， C2， D2為第一個與門的輸入， Y2為第一個與門的輸出。 3 信號處理模塊的設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換器 可采用 DAC0832 來進行模數(shù)轉(zhuǎn)化 。如圖所示，它 是四大部分構(gòu)成的有： 倒 T型 R2R電阻網(wǎng)絡(luò)、 74LS12 LM741 和參考電壓 VREF ，其中 LM741 的輸出量 V0 為 ： 圖 6 T 型 R2R電阻網(wǎng)絡(luò) Figure 6 TxingR2R internal structure 可見，輸出的模擬 量與輸入的數(shù)字量（ ）成正比 ，模擬量 到 數(shù)字量得以相互轉(zhuǎn)化 。 一個 8位 D/A 轉(zhuǎn)換器 一定 有 8個輸入端， 有一個輸入就會 有一個模擬輸出端。輸入可有 256 個不同的二進制組態(tài)， 那么 輸出 就可以存在著 256 個電壓， 其值可以是任意匹配的 ，而只是 256 個可能值。 信號經(jīng)過 DAC0832 轉(zhuǎn)換后輸出的信號由于信號的幅值比較小，所以需要放大。采用常規(guī)的放大方式，采用兩片運放，實現(xiàn)兩級放大，設(shè)計的電路如圖 7： 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 10 V R E F8R F B9GND10I O U T 111I O U T 212D I 713D I 614D I 515D I 416D I 07CS1W R 12GND3D I 34D I 25D I 16X F E R17W R 218I L E19VDD20D A C 0 8 3 2814321L M 3 5 8 D814321L M 3 5 8 DR2R1R3OUTV R E F 圖 7 信號處理模塊 電路 Figure 7 amplifier circuit interface 4 顯示模塊的設(shè)計 顯示模塊可以用 LCD1602 來顯示并達到分行顯示波形的類型和波形頻率的功能。 圖 8 液晶顯示 Fig. 8 liquid crystal display 如上圖所示， 1602 的八位數(shù)據(jù)端接單片機的 P1 口，其三個使能端 RS、 RW、E 分別接單片機的 — 。通過軟件控制液晶屏可以顯示波形的種類以及波內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 11 形的頻率。 5 軟體語言模塊的設(shè)計 本系統(tǒng)采用 AT89C52 單片機，用編程的方法來產(chǎn)生三種波形，并通過編程來切換三種波形以及波形頻率的改變。 具體功能有：（ 1）各個 波形 的切換；（ 2）各種參數(shù)的設(shè)定；（ 3）頻率 增減 等。軟件調(diào)通后，通過 編程器 下載到 AT89C52 芯片中，然后插到系統(tǒng)中即可獨立完成所有的控制。 軟件的流程圖如下： 圖 9 程序流程圖 Figure 9 flow chart of the proper 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 12 第四章 仿真圖及結(jié)果分析 1 波形發(fā)生器的調(diào)試與測試 在測試本系統(tǒng)是采用的是將設(shè)置的數(shù)值與示波器所測值進行對比，進而可以知道本系統(tǒng)的性能。 測試數(shù)據(jù)： 設(shè)定頻率（ HZ） 示波器測試頻率（ HZ） 相對誤差 % 2 仿真結(jié)果圖 正弦波仿真圖 圖 10 正弦波圖 Figure 10 sine wave figure 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 13 三角波仿真圖 圖 11 三角波圖 Figure 11 triangle wave figure 方波仿真圖 圖 12 方波 Figure 12 square wave 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 14 誤差分析 總結(jié)本次設(shè)計雖有小部分誤差，但基本上達到大致要求，在總結(jié)后，我們發(fā)現(xiàn)這些誤差可以修正的。處理方法如下： 通過改變外接電容的大小可以改變頻率的輸出范圍。通過增大電位器阻值可以增大輸出信號的幅度。 在設(shè)計過程中，應(yīng)用的知識有電路基礎(chǔ)，模擬電子，數(shù)字電子等，就像一個總回顧，讓我們從中復習了以前學過的知識，并且拓展了專業(yè)視野，學識的增長是我們所需要的，在制作過程中，與同學討論研究，相互協(xié)作，也提升了我們的動手水平。 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 15 參考文獻： [1]謝自美《電子線路設(shè)計 .實驗 .測試（第三版）》武漢：華中科技大學出版社。2020 年 7 月 [2]楊幫文《新型集成器件家用電路》北京：電子工業(yè)出版社， [3]第二屆全國大學生電子設(shè)計競賽組委會。全國大學生電子設(shè)計競賽獲獎作品選編。北京：北京理工大學出版社， 1997. [4]李炎清《畢業(yè)論文寫作與范例》廈門：廈門大學出版社。 [5]潭博學、苗江靜《集成電路原理及應(yīng)用》北京：電子工業(yè)出版社。 [6] 姚福安 編著 .《電子電路設(shè)計與實踐》 .山東科學技術(shù)出版社 [7]李葉紫 . MCS51 單片機應(yīng)用教程 .北京：清華大學出版社， ～ 238. 內(nèi)蒙古民族大學本科畢業(yè)論文 16 附錄 電路原理圖 圖 13 電路原理圖 Fig13. schematic circuit diagram