【文章內(nèi)容簡介】 與單片機(jī)接口電路如圖 所示。AGND 31X113X212RESET9PD2 (INT0)16 PD3 (INT1)17PD4 (OC1B)18 PD5 (OC1A)19PB0 (T0)1 PB1 (T1)2PB2 (AIN0)3 PB3 (AIN1)4PB4 (SS)5 PB5 (MOSI)6PB6 (MISO)7 PB7 (SCK)8(ADC0) PA0 40(ADC1) PA1 39(ADC2) PA2 38(ADC3) PA3 37(ADC4) PA4 36(ADC5) PA5 35(ADC6) PA6 34(ADC7) PA7 33PC0 22PC1 23PC2 24PC3 25PC4 26PC5 27(TOSC1) PC6 28(TOSC2) PC7 29PD7 (TOSC2)21 PD6 (ICP)20AVCC 30AREF 32PD1 (TXD)15 PD0 (RXD)14GND11VCC10 U10ATMEGA32_DIP40 L1C11uF/25vPA5PA6PA4PA7GNDC2C1 GNDPC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7X18MHZC12 20PC11 20PGNDVCCVCCR5R4R3R2PA5PA6PA7PA4 Q2PNP1Q3PNP1Q4PNP1Q5PNP1s1s2s3s4PC0PC1PC5PC6e1d2dp3c4g5S46b7s38s29f10a bfcgde dpa11s112DSY1SM420564R10R11R12R13R14R15R16R17PC2PC3PC4PC7PA1PA0PA2PA3C5106R112KVCC GND圖 數(shù)碼管與單片機(jī)的連接圖這次的設(shè)計我采用動態(tài)顯示,所謂動態(tài)顯示就是數(shù)碼管一個一個顯示,由于我們的眼睛存在暫留效應(yīng)，顯示的頻率速度又快所以我們眼睛看上去好像就是全部顯示的。其電路設(shè)計簡單,段碼由單片機(jī)直接驅(qū)動，即數(shù)碼管段碼通過限流電阻與 PC 口連接，位碼只要采用 PNP 三極管當(dāng)作驅(qū)動就可以了,即數(shù)碼管通過三極管再與限流電阻連接最后通向 AD 端口。之所以采用三極管驅(qū)動因?yàn)槲覀兤匠θ龢O管的了解和使用比較多,特別是對顯示的位數(shù)不多的情況下都采用動態(tài)顯示的方式。其管理也簡單, 相比于靜態(tài)顯示方式，動態(tài)掃描方式需要的口線要少得多。167。 掉電數(shù)據(jù)存儲部分由于Atmega32含有1024B的片內(nèi)EEPROM，用戶程序可通過對其相關(guān)的控制寄存器、地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器的訪問時實(shí)現(xiàn)對EEPROM的讀寫。EEPROM可實(shí)現(xiàn)至少100 000次的無故障擦寫循環(huán)。為了在每次掉電后，再次開機(jī)時都能保證輸出電流保持上次關(guān)機(jī)前的設(shè)置值不變，所以在這次設(shè)計中考慮到了簡化電路方面我們沒有采用AT24C02 EEPROM構(gòu)成數(shù)據(jù)掉電存儲電路，而是使用AVR單片機(jī)直接利用內(nèi)部功能來達(dá)到掉電數(shù)據(jù)存儲效果。我們通過程序設(shè)定每過1S單片機(jī)自動存儲一次數(shù)據(jù)，在通電時，該過程一直持續(xù)反復(fù)，等到突然斷電時，單片機(jī)內(nèi)部存儲的數(shù)據(jù)是斷電前最后一次存儲的數(shù)據(jù)并且在重新上電后由數(shù)碼管顯示出此值。使用AVR單片機(jī)內(nèi)部EEPROM功能時，應(yīng)該注意當(dāng)單片機(jī)的供電電壓較低，或者CPU的指令被錯誤的執(zhí)行時，EEPROM的數(shù)據(jù)讀/寫將會發(fā)生錯誤，為了確保EEPROM中數(shù)據(jù)正確性，必須注意使單片機(jī)的復(fù)位端在電源電壓較低時保持高電平，使AVR的南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系電子信息工程技術(shù)專業(yè)（二）班蔣培俊第 9 頁 共 19 頁CPU在電源電壓較低時工作在睡眠模式。 167。 D/A 轉(zhuǎn)換部分D/A 轉(zhuǎn)換是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與此數(shù)值成正比的模擬量。由于 Atmega32 內(nèi)沒有集成專用的 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，本次設(shè)計中實(shí)現(xiàn)了基于 PWM 的 D/A 功能。PWM 是一種對模擬信號電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率定時器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對一個具體模擬信號的電平進(jìn)行編碼。任何模擬值都可以使用 PWM 進(jìn)行編碼，即 PWM 與模擬值一一對應(yīng)。PWM 是一種周期一定而占空比可以調(diào)制的信號。圖 是一種典型的 PWM 信號，該 PWM 信號的高低電平分別為 和 ，理想情況下 等HVLLV于 0，但實(shí)際中 一般不等于 0，這是應(yīng)用中產(chǎn)生誤差的一個主要原因。LV HV L t圖 實(shí)際電路中典型的 PWM 波形實(shí)現(xiàn) PWM 信號到 D/A 轉(zhuǎn)換輸出的理想方法是：采用模擬低通濾波器濾掉 PWM 輸出的高頻部分，保留低頻的直流分量，即可得到對應(yīng)的 D/A 輸出。如圖 所示。圖 PWM 輸出實(shí)現(xiàn) D/A 轉(zhuǎn)換原理圖模 擬 低 通濾 波 器原始的 PWM 波信號 直流分量均值為 0V 的方波理想的模擬輸出南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系電子信息工程技術(shù)專業(yè)（二）班蔣培俊第 10 頁 共 19 頁根據(jù)上述分析可以得到如圖 所示的從 PWM 到 D/A 輸出的信號處理框圖，根據(jù)框圖可以有多種電路實(shí)現(xiàn)方法，在應(yīng)用中還可以通過軟件方法進(jìn)行精度調(diào)整和誤差的進(jìn)一步校正。圖 從 PWM 到 D/A 輸出的信號處理框圖PWM 實(shí)現(xiàn) D/A 轉(zhuǎn)換的誤差主要有以下兩個方面：D/A 轉(zhuǎn)換輸出的電壓信號有一個紋波疊加在直流分量上；PWM 信號的基頻決定低通濾波器的截止頻率。PWM實(shí)現(xiàn)的D/A轉(zhuǎn)換誤差，取決于通過低通濾波器的高頻分量所產(chǎn)生的紋波和由PWM信號的頻率決定的最小輸出電壓這兩方面。所以要獲得最佳的D/A分辨率，在選PWM信號的頻率是不能太小，要適當(dāng)?shù)卣壑?，選取一個合適的值以得到最佳的D/A分辨率。，本次設(shè)計增加了基準(zhǔn)電壓和負(fù)載驅(qū)動電路，該電路由LM336穩(wěn)壓管，場效應(yīng)管，電解電容，電阻組成。Atmega32單片機(jī)從PD5輸出的PWM波驅(qū)動場效應(yīng)管，場效應(yīng)管按照PWM的周期和占空比進(jìn)行開關(guān)。該場效應(yīng)管是N溝道增強(qiáng)型，型號為SI2302,是低導(dǎo)通電阻和開關(guān)特性好的開關(guān)管，其導(dǎo)通電阻為，而截止電阻卻非常大。，經(jīng)過整形得到P點(diǎn)理想的PWM波，P點(diǎn)的PWM波再經(jīng)過阻容濾波在N點(diǎn)得到直流分量，即Atmega32輸出的調(diào)制PWM波在C點(diǎn)得到解調(diào)，實(shí)現(xiàn)了D/A功能。 　　　　　　　　　　　　　　　 PWM到D/A電壓輸出電路具體的來說，當(dāng)PD5輸出的PWM波為高電平時，開關(guān)導(dǎo)通，P點(diǎn)電位為零，則P點(diǎn)的PWM波為低電平；當(dāng)PD5輸出的PWM波為低電平時，開關(guān)斷開，LM336起到穩(wěn)壓5V的作用，P點(diǎn)電位為5V，則P點(diǎn)的PWM波為高電平。P點(diǎn)的PWM波通過R24和C21得到直流電平，即實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換。由于R24與R23兩電阻阻值相等，進(jìn)行分壓，即N點(diǎn)電位為P點(diǎn)電位的二分之一，例如P點(diǎn)電位為5V，(N點(diǎn)的電壓為0～5V之間)。Atmega32片內(nèi) PWM輸出基準(zhǔn)電壓PWM 整形隔離低通濾波器驅(qū)動放大模擬D/A輸出R2310KR2410KG2C2110uFG2321U42LM336R222kGDSQ1SI2302V2R212kD21DPD5PNIinIout南京機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系電子信息工程技術(shù)專業(yè)（二）班蔣培俊第 11 頁 共 19 頁本次設(shè)計與以前的D/A轉(zhuǎn)換有所不同，它是利用AVR單片機(jī)內(nèi)部定時器T/C0產(chǎn)生PWM波,通過低通濾波器和驅(qū)動放大器實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換器的功能。首先將一模擬電壓作為單片機(jī)的A/D輸入，單片機(jī)將次模擬電壓的A/D采樣值作為產(chǎn)生PWM波形的T/C0定時器中比較寄存器的值，從而產(chǎn)生PWM波。本次設(shè)計的D/A轉(zhuǎn)換是令PD5的特殊功能作為T/C0定時器PWM波發(fā)生通道。T/C0是具有PWM功能的8位定時器/計數(shù)器0，它是單通道計數(shù)器，有比較匹配發(fā)生時清楚定時器（自動加載） ，無干擾脈沖，相位正確的PWM等特點(diǎn)。PWM模式本次設(shè)計采用了快速P