【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 / CHS0：模擬輸入通道選擇， CHS2 / CHS1 / CHS0 ADC_START: 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制位，設(shè)置為 “1” 時(shí)，開始轉(zhuǎn)換 ,轉(zhuǎn)換結(jié)束后為 0。 ADC_FLAG: 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志位 ,當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后， ADC_FLAG = 1，要由軟件清 0。 不管是 A/D 轉(zhuǎn)換完成后由該位申請(qǐng)產(chǎn)生中斷，還是由軟件查詢?cè)摌?biāo)志位 A/D 轉(zhuǎn)換是否結(jié)束 , 當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換完成后， ADC_FLAG = 1，一定要軟件清 0。 SPEED1， SPEED0：模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度控制位 ADC_POWER: ADC 電源控制位。 0：關(guān)閉 ADC 電源； 1：打開 A/D 轉(zhuǎn)換器電源 .建議進(jìn)入空閑模式前，將 ADC 電源關(guān)閉， ADC_POWER = AD 轉(zhuǎn)換前一定要確認(rèn) AD 電源已打開， AD 轉(zhuǎn)換結(jié)束后關(guān)閉 AD 電源可降低功耗，也可不關(guān)閉。初次打開內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換模擬電源，需適當(dāng)延時(shí)， 等內(nèi)部模擬電源穩(wěn)定后，再啟動(dòng)A/D 轉(zhuǎn)換 ， 議啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換后，在 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束之前，不改變?nèi)魏?I/O 口的狀態(tài)，有利于高精度 A/D 轉(zhuǎn)換 ADC_DATA / ADC_LOW2 特殊功能寄存器 : A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果特殊功能寄存器 模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換結(jié)果計(jì)算公式如下：結(jié)果 ( ADC_DATA[7:0],ADC_LOW2[1:0] ) = 1024 x Vin / Vcc Vin 為模擬輸入通道輸入電壓， Vcc 為單片機(jī)實(shí)際工作電壓，用單片機(jī)工作電壓作為模擬參考電壓。取 ADC_DATA 的 8 位為 ADC 轉(zhuǎn)換的高 8位 ,取 ADC_LOW2的低 2位為 ADC轉(zhuǎn)換的低 2 位 ,則為 10 位精度。如果舍棄 ADC_LOW2 的低 2位 ,只用 ADC_DATA寄存器的 8位 ,則A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果為 8 位精度。結(jié)果 ADC_DATA[7:0] = 256 x Vin / Vcc STC12C2052AD 系列單片機(jī) A/D 轉(zhuǎn)換精度只有 8 位，固無 ADC_LOW2 寄存器。 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的參考電壓源 STC12C5410AD 和 STC12C2052AD 系列單片機(jī)的參考電壓源是輸入工作電壓 Vcc，所以一般不用外接參考電壓源。如 7805 的輸出電壓是 5V，但實(shí)際電壓可能 是 到 ，用戶需要精度比較高的話，可在出廠時(shí)將實(shí)際測(cè)出的工作電壓值記錄在單片機(jī)內(nèi)部的 EEPROM 里面，以供計(jì)算。如果有些用戶的 Vcc 不固定，如電池供電，電池電壓在 之間漂移，則 Vcc 不固定，就需要在 8路 A/D 轉(zhuǎn)換的一個(gè)通道外接一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓源，來計(jì)算出此時(shí)的工作電壓 Vcc，再計(jì)算出其他幾路 A/D 轉(zhuǎn)換通道的電壓。 如可在 ADC 轉(zhuǎn)換通道的第七通道外接一個(gè) （或 1V，或．．．）的基準(zhǔn)參考電壓源，由此求出此時(shí)的工作電壓 Vcc，再計(jì)算出其它幾路 A/D 轉(zhuǎn)換通道的電壓。 單元電路設(shè)計(jì) 利用 PWM 實(shí)現(xiàn) D/A 功能的應(yīng)用電路圖 PWM 輸出相當(dāng)于 DAC0832 八位集成 D/A 轉(zhuǎn)換器。 D/A 轉(zhuǎn)換部分的輸出電壓作為穩(wěn)壓輸出電路的參考電壓。穩(wěn)壓輸出電路的輸出與參考電壓成比例。 8 位字長(zhǎng)的 D/A 轉(zhuǎn)換器具有 256種狀態(tài)。當(dāng)電壓控制字從 0， 1， 2，??到 256 時(shí)，電源輸出電壓為 ， ，?? 。 每路電壓輸出值的計(jì)算：0 2256dat aV REF? ? ? REF 為參考電壓， data 為輸入 8 位的比特?cái)?shù)據(jù)；我們這里用的 REF=5v。 A/D 轉(zhuǎn)換應(yīng)用線路，按鍵掃描 如上圖所示鍵盤電路通過分壓電路，第一個(gè)按鍵所得電壓為 1/2Vcc，第二個(gè)按鍵分壓2/3Vcc，第三個(gè)按鍵分壓 3/4 Vcc，第四個(gè)按鍵分壓 4/5 Vcc，那么利用單片機(jī)的 口對(duì)按鍵電壓進(jìn)行采樣，再對(duì)鍵盤電壓對(duì)鍵盤的按下與否進(jìn)行判斷處理。 AD 采樣電路和 數(shù)字電壓表 考慮到單片機(jī)的內(nèi)部處理功能，可通過 STC 芯片的 AD 轉(zhuǎn)換器增加數(shù)字電壓表功能。即由單片機(jī)的 口對(duì)電壓進(jìn)行采樣，通過設(shè)置 ADC_CONTR 特殊功能寄存器 ，啟動(dòng)以及停止 AD轉(zhuǎn)換。然后讀取寄存器 ADC_DATA / ADC_LOW2 （ A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果特殊功能寄存器 ）的值最后通過單片機(jī)將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 ASCII 碼利用液晶顯示模塊顯示。因此將輸出電壓直接送回單片機(jī)進(jìn)行 AD 采樣，顯示即實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)輸出電壓值的功能。另外由于可以采樣得到輸出電壓，那么可以校準(zhǔn)輸出電壓和預(yù)置電壓，使輸出電壓值更為精確。 AD 采樣電路 電壓放大電路 運(yùn)算放大器通常都是工作在閉環(huán)狀態(tài)．將運(yùn)算放大器的放大電路接上一定的反饋電路和外接元件，就可以實(shí)現(xiàn)各種數(shù)學(xué)運(yùn)算．運(yùn)算放大器反饋電路有各種形式，不同的反饋電路和不同的輸入方式可以組成各種不同用咖運(yùn)算放大電路． 圖 5． 14 是輸入信號(hào)加在反相輸入端的比例運(yùn)算電路．其中 R1 為輸入端電阻， Rf 為反饋電阻，它以并聯(lián)負(fù)反饋的方式將輸出電壓反饋到反相輸入端，為了在輸入信號(hào) Ui＝ 0 時(shí)， 輸出 U0＝ o，電阻的選擇應(yīng)滿足 R2＝ R1// Rf．這樣可保證運(yùn)算放大器的反相輸入端與同相輸入端的外接電阻相等，使其處于對(duì)稱平衡狀態(tài)，以消除運(yùn)算放大器的偏置電流對(duì)輸出電壓的影響，因此，稱 R2 為平衡電阻． 由理想運(yùn)放的兩條重要結(jié)論可知， Ii≈ 0,U+≈ U。通過 R1 的電流 I1，即： If=I1 又由于運(yùn)放的通向輸入端接地， U+=0，所以可得 U+≈ U，也就是說，當(dāng)同相端接地， U+=0 時(shí)反相輸入端電位 U≈ 0，它是一個(gè)不接地的“地”，稱為“虛地”?！疤摰亍钡拇嬖谑沁\(yùn)算電路在閉環(huán)工作狀態(tài)下的一個(gè)重要特征。 由圖 可得 因?yàn)?I1≈ If,所以可得 閉環(huán)電壓放大倍數(shù)則為 上式表明，該電路的輸出電壓與輸入電壓之比僅由電阻 RF 與 R1 的比值決定，而與集成運(yùn)放本身的參數(shù)無關(guān)．式中的負(fù)號(hào)表示輸出電壓與輸入電壓反相，因而稱為反相比例運(yùn)算放大 電路。 當(dāng) R1＝ RF 時(shí)， U0＝ Ui，反相輸入比例運(yùn)算電路就成了反相器． 那么此電路利用 PWM 模擬電壓輸出，后通過二次濾波，經(jīng)過 OP27 放大電壓后，電壓為原來的兩倍，即由原來的 0~5v 放大為 0~10v 變化。 接法如下： 顯示電路設(shè)計(jì)： 數(shù)控電源的數(shù)據(jù)顯示采用 LCD 液晶顯示： 即用單片機(jī)的 P2 口輸出，利用液晶顯示模塊，電路如下圖所示： 第四章 軟件部分 軟件設(shè)計(jì)說明： 控制程序使用 C51 編寫，在 KEIL C 平臺(tái)下編譯通過，運(yùn)用 STC 軟件將程序下載到芯片。當(dāng)按鍵按下，可進(jìn)行電壓調(diào)整，可調(diào)節(jié)電壓 1v，調(diào)節(jié)電壓以步進(jìn) 。在按鍵加減的過程中， LCD 模塊顯示的電壓隨著上下變化，當(dāng)按鍵不動(dòng)作后，將單片機(jī)的 PWM 模擬輸出電壓經(jīng)二次濾波電路輸出，經(jīng)線性，放大得到與顯示電壓值相同的電壓。同時(shí)將輸出電壓接至單片機(jī)的 口可監(jiān)測(cè)輸出電壓值，可進(jìn)行預(yù)置值與測(cè)量值的比較。另外將 AD 采樣口獨(dú)立出來可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電壓表的測(cè)量功能。 程序設(shè)計(jì) 流程圖 設(shè)計(jì)流程圖分為三大部分，即主程序流程圖，鍵盤掃描流程圖，鍵盤控制流程圖。 主程序流程圖： 鍵盤掃描流程圖： 鍵盤控制流程圖： 設(shè)計(jì)源程序 見附頁 第五章 硬件調(diào)試 制版 電路原理圖見附錄 1，元件清單見附錄 2。 開始 初始化：定時(shí)器初始化， AD 初始化 PWM 初值設(shè)定 等待中斷 PWM 輸出 PCB 圖如下圖所示 按照 PCB 圖將元件焊接至銅板上，焊接時(shí)注意是否虛焊。 調(diào)試 準(zhǔn)備就緒后，將變壓器通電，開始進(jìn)行測(cè)試，檢測(cè)它們是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。檢查的項(xiàng)目包括輸出電壓范圍，在整個(gè)輸出電壓范圍內(nèi)的步進(jìn)調(diào)整值，輸出電壓與預(yù)置電壓是否匹配和數(shù)字電壓表功能的精準(zhǔn)度。數(shù)控電源系統(tǒng)的供電由直流穩(wěn)壓電源提供，由硬件電路的正負(fù)15V 電源， 5V 電源提供。 排除故障： 在測(cè)試調(diào)試的過程中要排除障礙，剛開始液顯不能正常工作，檢查是否上電，調(diào)節(jié)電位器，看背光燈是否變化，沒有變化則應(yīng)檢查單片機(jī)的輸出口是否與液顯正確連接 ，用萬用表排查虛焊。當(dāng)檢查硬件沒有問題之后，再進(jìn)行測(cè)試，當(dāng)還是無法達(dá)到要求工作時(shí)，那么就是程序問題。根據(jù)流程圖修改程序，在 KEIL 軟件中編譯無錯(cuò)后再下載至再次進(jìn)行調(diào)試檢測(cè)。 電壓測(cè)試： 預(yù)置電壓值 /v 顯示電壓值 /v 監(jiān)測(cè)電壓值 /v 絕對(duì)誤差 /% 相對(duì)誤差 /% 電壓表測(cè)試： 被測(cè)電 壓 /v 實(shí)際測(cè)量值 /v 絕對(duì)誤差 /% 相對(duì)誤差 /% 以上為電壓測(cè)試結(jié)果，由于 PWM 的分辨率為 ，所以其誤差范圍可以限制在 0~左右， 在這個(gè)范圍內(nèi)產(chǎn)生誤差是允許的。因此監(jiān)測(cè)電壓與輸出電壓基本一致。因?yàn)?PWM 輸出為八位，分辨率 =PWM 占空比 /250，那么當(dāng)站空比值變化 1 時(shí)，其電壓變化為 ，后運(yùn)放將電壓放大變化 。所以可達(dá)到電壓變化精度為 。 用單片機(jī)控制電源時(shí)，輸出直流 010V，液晶顯示器顯示清晰正確，誤差極小，完美的實(shí)現(xiàn)了數(shù)控恒壓源這