【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(jì)我采用動(dòng)態(tài)顯示,所謂動(dòng)態(tài)顯示就是數(shù)碼管一個(gè)一個(gè)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(jì)簡(jiǎn)單,段碼由單片機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，即數(shù)碼管段碼通過(guò)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(dòng)就可以了,即數(shù)碼管通過(guò)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(dòng)因?yàn)槲覀兤匠?duì)三極管的了解和使用比較多,特別是對(duì)顯示的位數(shù)不多的情況下都采用動(dòng)態(tài)顯示的方式。其管理也簡(jiǎn)單, 相比于靜態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)掃描方式需要的口線要少得多。167。 掉電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分由于Atmega32含有1024B的片內(nèi)EEPROM，用戶程序可通過(guò)對(duì)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(wèn)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)EEPROM的讀寫(xiě)。EEPROM可實(shí)現(xiàn)至少100 000次的無(wú)故障擦寫(xiě)循環(huán)。為了在每次掉電后，再次開(kāi)機(jī)時(shí)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(jì)中考慮到了簡(jiǎn)化電路方面我們沒(méi)有采用AT24C02 EEPROM構(gòu)成數(shù)據(jù)掉電存儲(chǔ)電路，而是使用AVR單片機(jī)直接利用內(nèi)部功能來(lái)達(dá)到掉電數(shù)據(jù)存儲(chǔ)效果。我們通過(guò)程序設(shè)定每過(guò)1S單片機(jī)自動(dòng)存儲(chǔ)一次數(shù)據(jù)，在通電時(shí)，該過(guò)程一直持續(xù)反復(fù)，等到突然斷電時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)是斷電前最后一次存儲(chǔ)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(shí)，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(cuò)誤的執(zhí)行時(shí)，EEPROM的數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)將會(huì)發(fā)生錯(cuò)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(shí)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(zhuān)業(yè)（二）班蔣培俊第 9 頁(yè) 共 19 頁(yè)CPU在電源電壓較低時(shí)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(méi)有集成專(zhuān)用的 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，本次設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了基于 PWM 的 D/A 功能。PWM 是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過(guò)高分辨率定時(shí)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來(lái)對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)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(duì)應(yīng)。PWM 是一種周期一定而占空比可以調(diào)制的信號(hào)。圖 是一種典型的 PWM 信號(hào)，該 PWM 信號(hào)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(gè)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(hào)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(duì)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(hào) 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(zhuān)業(yè)（二）班蔣培俊第 10 頁(yè) 共 19 頁(yè)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(hào)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(guò)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(hào)處理框圖PWM 實(shí)現(xiàn) D/A 轉(zhuǎn)換的誤差主要有以下兩個(gè)方面：D/A 轉(zhuǎn)換輸出的電壓信號(hào)有一個(gè)紋波疊加在直流分量上；PWM 信號(hào)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(guò)低通濾波器的高頻分量所產(chǎn)生的紋波和由PWM信號(hào)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(hào)的頻率是不能太小，要適當(dāng)?shù)卣壑?，選取一個(gè)合適的值以得到最佳的D/A分辨率。，本次設(shè)計(jì)增加了基準(zhǔn)電壓和負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路，該電路由LM336穩(wěn)壓管，場(chǎng)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(dòng)場(chǎng)效應(yīng)管，場(chǎng)效應(yīng)管按照PWM的周期和占空比進(jìn)行開(kāi)關(guān)。該場(chǎng)效應(yīng)管是N溝道增強(qiáng)型，型號(hào)為SI2302,是低導(dǎo)通電阻和開(kāi)關(guān)特性好的開(kāi)關(guān)管，其導(dǎo)通電阻為，而截止電阻卻非常大。，經(jīng)過(guò)整形得到P點(diǎn)理想的PWM波，P點(diǎn)的PWM波再經(jīng)過(guò)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(lái)說(shuō)，當(dāng)PD5輸出的PWM波為高電平時(shí)，開(kāi)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(shí)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，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(guò)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(dòng)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(zhuān)業(yè)（二）班蔣培俊第 11 頁(yè) 共 19 頁(yè)本次設(shè)計(jì)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(shí)器T/C0產(chǎn)生PWM波,通過(guò)低通濾波器和驅(qū)動(dòng)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(shí)器中比較寄存器的值，從而產(chǎn)生PWM波。本次設(shè)計(jì)的D/A轉(zhuǎn)換是令PD5的特殊功能作為T(mén)/C0定時(shí)器PWM波發(fā)生通道。T/C0是具有PWM功能的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0，它是單通道計(jì)數(shù)器，有比較匹配發(fā)生時(shí)清楚定時(shí)器（自動(dòng)加載） ，無(wú)干擾脈沖，相位正確的PWM等特點(diǎn)。PWM模式本次設(shè)計(jì)采用了快速P