【文章內(nèi)容簡介】 將220V交流電降壓之后經(jīng)電橋整流，獲得25V左右的平穩(wěn)電壓，之后再用穩(wěn)壓管78L278L178L05進行三次穩(wěn)壓，分別獲得24V、12V和5V的穩(wěn)定電壓，24V提供的是運算放大器LM324和達林頓管TIP127的工作電壓，5V是AT89S52單片機和DAC0832的工作電壓。，圖中電容起濾波的作用。而在我們硬件電路的實際設計中，因為電源工作時發(fā)熱量相對較大，所以對穩(wěn)壓管要外加散熱片。 　電源供電部分電路 輸出電壓控制單元電路 此次設計，矩陣鍵盤輸入的數(shù)字信號將經(jīng)單片機AT89S52處理后輸出給DAC0832,數(shù)字信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換后輸出的是電流量，所以我們必須將電流量接電阻，然后再接反饋放大電路以此實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。這次研究設計的模擬部分我們利用了LM324作為放大器，采用二級放大電路，第一級為同相比例放大電路，第二級為閉環(huán)反饋放大電路。下面詳細介紹下二級放大電路。同相比例放大電路原理。，根據(jù)集成運放的虛短和虛斷2個重要概可得式（）、（），又由式（）、（）、（）可推出式（），式（）即為同相比例放大器增益的計算公式。U+=U 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ()UI=U+ ()U/Uo=R/(R+Rf) ()Uo＝(1＋Rf/R)UI ()Uo=R∑i(1+Rf/R1) () 　同相比例運算電路這次電路設計，我們需要數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出一個電壓（0～10V的基準電壓），即數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出的電壓值，因為DA轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出的是電流信號，我們將它放在電阻R上變成電壓，之后再用同相比例放大器放大電壓到0～10V作為基準電壓，同相比例放大器滿足式（），其中∑i是DAC0832的IO1腳輸出的電流，R1—同相端的接地電阻，Rf—反饋電阻，Rf選用5k的微調(diào)電阻，R1使用100的電阻，R選用1K，將各值代入式（），這時同相比例放大器的最大放大系數(shù)為： A＝51，滿足輸出基準電壓Ur的要求。 第一級放大電路 反饋穩(wěn)壓放大電路。： 反饋穩(wěn)壓放大電路圖中DA端是單片機數(shù)模轉(zhuǎn)換得到的基準電壓Ur，這里運用運放構成積分器對R2和R3進行采樣，采樣電壓U1和基準電壓Ur進行比較，比較其差值進行放大得到Uo，通過Uo控制處于放大區(qū)Q1的Uce,又由式（）可知，進而控制輸出電壓Vo。分析積分器，它滿足式（），由運放的虛短與虛斷可得式（），將式（）代入式（）整理可得式（）。在很短的時間內(nèi)，U1保持不變，即UrU1=C (C是常數(shù)) ，這時有式（），由式（）可知在短時間內(nèi)，Uo隨時間成線性變化，它的斜率與CR1有關（、R1為10k）。U rU1越大，即輸出端的電壓波動越大，那么，Uo增大得越快，于是Uce就越大，由式（）可知 Vo馬上降下來，從而達到穩(wěn)壓的目的。設計中選擇RR3的分壓比為：N≈，采樣電阻不能取太大，這里選擇R2＝300，R3＝500，分壓比為：n=。Vo＝25vUce 　　　　　　　　　　　　　　 　()Uo=(1/C1*R1)∫(U2U1)dt+U2 　　　　　　　　　　　　　　　()U2＝Ur 　　()Uo=(1/C1*R1)∫(UrU1)dt+Ur 　　() Uo=(UrU1)*t/(C1*R1)+Ur 　　()，其中用電位器R3和微調(diào)電阻Rf作為校準電壓值硬件補償；用達林管TIP127作為調(diào)整管，由于其工作時發(fā)熱量較大，須外加散熱裝置。 　　輸出電壓控制單元電路4 數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源軟件設計這次系統(tǒng)軟件設計要實現(xiàn)的功能是：鍵盤對單片機輸入數(shù)據(jù)，單片機對獲得的數(shù)據(jù)進行處理，處理后的數(shù)據(jù)送４位共陽數(shù)碼管，再送到8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（DAC0832）,以實現(xiàn)數(shù)字量對電壓的控制。系統(tǒng)中的主程序主要完成鍵盤掃描、判斷、處理和數(shù)碼顯示。而電壓值輸出顯示和輸出音響提示在中斷處理程序中完成。， 程序一開始對硬件進行初始化，例如系統(tǒng)對AT89S52單片機端口進行定義；對定時器0，定時器1置初值及開中斷等。然后進入鍵盤判斷處理程序，首先通過鍵盤掃描判斷是否有鍵盤按下：按下，進入鍵盤服務程序，否則繼續(xù)讀鍵盤狀態(tài)。初始化硬件有鍵按下？鍵盤服務程序主程序流程：是否 系統(tǒng)主程序流程圖　　　44矩陣鍵盤功能表，軟件設計部分中鍵盤實現(xiàn)的功能如下：　　按“設定”鍵開始設定電壓，超過0～24V視為無效操作，十位、個位、十分位循環(huán)輸入，設定完十分位后LED數(shù)碼開始閃動，按“確認”鍵確認，音響提示，電壓輸出。在正常情況下，按“儲存”鍵，當前數(shù)碼開始閃動，提示準備存入當前數(shù)值到EEPROM中保存，再按數(shù)字鍵，音響提示，表示存到該鍵中。在正常情況下，按數(shù)字鍵，讀取該鍵存儲數(shù)值，閃動，按“確認”鍵確認，音響提示，電壓輸出。按“－”，按“＋”。去抖動，確有按鍵按下判斷鍵值讀EEPROM送DA寫EEPROM設定數(shù)值置位設定標志位，清顯示清所有標志位開音響，送數(shù)值至DA加減數(shù)值送DA置位存儲標志位死循環(huán)，看門狗復位是數(shù)字鍵嗎？是設定鍵嗎？是確認鍵嗎？是－＋嗎？有鍵按下嗎？是存儲鍵嗎？是復位鍵嗎？鍵盤服務程序：注：所有未加標注的判斷框均是下行為“否”，側(cè)向為“是”是否是存儲鍵按了？設定鍵按了？ 因此，鍵盤服務程序根據(jù)鍵盤的不同輸入，通過鍵值散轉(zhuǎn)方式轉(zhuǎn)入相應的處理程序，執(zhí)行。例如：若用戶按下S4（復位鍵），鍵盤服務程序通過鍵值散轉(zhuǎn)方式進入看門狗復位程序，輸出為“0”,返回初始狀態(tài)，等待下一次按鍵。 　 鍵盤服務程序 系統(tǒng)程序介紹在單片機的運用中，C語言由于其邏輯性強，可讀性好，比匯編語言靈活，簡練，所以現(xiàn)在很多的人從普遍使用匯編語言到逐漸使用C語言開發(fā)，市場上幾種常見的單片機均有其C 語言開發(fā)環(huán)境。因此，在本系統(tǒng)設計中，了解到匯編語言的這些缺點，我們采用了C語言作為軟件設計語言。在本文前面各章節(jié)介紹了系統(tǒng)原理圖及硬件設計的基礎上，進行軟件部分的設計。系統(tǒng)編程分為主程序和鍵盤處理程序兩個部分，每個部分由若干模塊組成，下面就如何通過C語言編程實現(xiàn)數(shù)控調(diào)壓作簡要的說明。 輸入、控制、轉(zhuǎn)換顯示模塊的編程。系統(tǒng)采用44矩陣鍵盤作為輸入模塊，因此在編程中必須通過掃描鍵盤的行和列，讀出其值，然后通過AT89S52單片機控制鍵盤值散轉(zhuǎn)，給各個鍵盤編寫相應的處理程序?qū)崿F(xiàn)其相應的功能，在此過程中用AT89S52單片機/定時器TR0作為中斷處理顯示，用定時器TR1作為中斷處理提醒，開音響。（1）初始化硬件。例如對P3口作為鍵盤輸入口的定義：define key_point P3；對標志位的定義：static bit select=0，即在開始還沒按下“設定鍵”時，標志位select為“0”；在主程序中，初始化部分程序如下：void main(void)｛　 speaker=1。 　　　　　　　　　　　　 //蜂鳴器不響 　　WDTRST=0x1E。 　　WDTRST=0xE1。 　　　　　　　　　　　 //初始化看門狗 　　TMOD=0x11。 　　　　　　　　　　　 //初始化定時器 TH0=(655365000)/256。　　　　　　　　　　　　　　 //T0置初值 　　TL0=(655365000)%256。 　　TH1=(6553650000)/256。　　　　　　　　　　　　　　//T1置初值 　　TL1=(6553650000)%256。 　　EA=1?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/開總中斷 　　ET0=1?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/開T0中斷 　　ET1=1?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/開T1中斷 　　TR0=1?！　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?/啟動T0TR1=0。 //關閉T1 　　DA=0。 　　　　　　　　　　　　//初始化DA轉(zhuǎn)化當中用到了看門狗定時器（WDT）、定時器0和定時器1。為了激活WDT，用戶必須向WDTRST寄存器（地址為0A6H的SFR）依次寫入01EH和0E1H。當WDT激活后，用戶必須一定時間內(nèi)周期性地向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來避免WDT溢出。因為當計數(shù)達到8191(1FFFH)時，13 位計數(shù)器將會溢出，這將會復位器件。定時器0計時滿5毫秒時產(chǎn)生定時中斷，進入中斷處理顯示子程序；同理定時器1計時滿50毫秒產(chǎn)生定時中斷，進入相應的中斷處理程序。定時器0中斷處理程序如下：　　　　　　void disp(void) interrupt 1{　TH0=(655365000)/256。　　　　　　　　　　//對T0重置初值 　　　　　　　　TL0=(655365000)%256。 　　　　　　　　dispbuf[0]=num1?！　　　　　　　　　　　?/數(shù)碼值送顯示緩沖區(qū) 　　　dispbuf[1]=num2。 　　　　　　　　dispbuf[2]=num3。 　　　　　　　　ledwork()。　　　　　　　　　　　　　　　　//顯示函數(shù)}　顯然，進入中斷處理程序時，須對定時器0重置初值，然后數(shù)碼值送輸出顯示緩沖區(qū)，最后通過顯示程序部分將數(shù)碼轉(zhuǎn)換成數(shù)碼代碼輸出顯示。（2）單片機執(zhí)行控制功能，判斷鍵盤值，轉(zhuǎn)入鍵盤處理程序。其中判斷有鍵按下后須緊跟著延時程序，以去掉鍵盤的機械抖動，鍵盤延時時間約10毫秒：void delay10ms(void) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//延時程序{ unsigned char i,j。 　for(i=10。i0。i) 　　 for(j=248。j0。j)。}　　具體的鍵盤判斷處理程序在這里就不做一一介紹了，詳情可以參考附錄程序清單。（3）輸出顯示并將數(shù)字量送DA。數(shù)碼的輸出顯示部分程序主要圍繞著十位、個位、十分位何時選通，送數(shù)字代碼顯示來進行編程（程序可參考附錄程序清單）。將數(shù)字量送DA顯示是通過按“確定鍵來最終實現(xiàn)的，其“確定”部分程序如下：　　　　case 0x7b: {　select=0。 　　　 //確定鍵 　　　read_bit=0。 　　　if(num13) 　　　if(num1!=2||num25) 　　　{temp=num1。 　　　 num=temp*100。 　　　 temp=num2。 　　　 num+=temp*10。 　　　 temp=num3。 　　　 num+=temp。 　　 temp=num。 　　 DA=buchang(temp)。　　　　　　//整體數(shù)碼值送DA 　　 speaker=0。 　　　　 fengmin=1。} 　　　　　　cancel()。}break。 其中DA=buchang(temp)指令即數(shù)字量送DA。 存儲模塊編程。在本系統(tǒng)中實現(xiàn)一個存儲電壓值，掉電永久保存的功能，需要一個外部存儲芯片（24C01），因此在編程中運用到了I2C總線技術。I2C總線是一種用于IC(Integrated Circuit)器件之間連接的二進制總線。它通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時鐘線）在連至總線的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件。，SCL為高電平時,SDA由高電平向低電平跳變,開始傳送數(shù)據(jù)；SCL為高電平時,SDA由低電平向高電平跳變,結束傳送數(shù)據(jù)。SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時鐘的高電平周期保持穩(wěn)定數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)（數(shù)據(jù)有效），只有在SCL 線的時鐘信號是低電平時才能改變,。系統(tǒng)先通過發(fā)送開始信號開始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送，然后傳送寫從地址信號，最后從外部存儲器地址讀數(shù)據(jù)到單片機或?qū)憯?shù)據(jù)到外部存儲器。系統(tǒng)對SCL時鐘的編程如下：void clock() //I2C總線時鐘{ unsigned c