【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 們硬件電路的實(shí)際設(shè)計(jì)中，因?yàn)殡娫垂ぷ鲿r(shí)發(fā)熱量相對(duì)較大，所以對(duì)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(shè)計(jì)，矩陣鍵盤輸入的數(shù)字信號(hào)將經(jīng)單片機(jī)AT89S52處理后輸出給DAC0832,數(shù)字信號(hào)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(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。這次研究設(shè)計(jì)的模擬部分我們利用了LM324作為放大器，采用二級(jí)放大電路，第一級(jí)為同相比例放大電路，第二級(jí)為閉環(huán)反饋放大電路。下面詳細(xì)介紹下二級(jí)放大電路。同相比例放大電路原理。，根據(jù)集成運(yùn)放的虛短和虛斷2個(gè)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(jì)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(yùn)算電路這次電路設(shè)計(jì)，我們需要數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)電壓（0～10V的基準(zhǔn)電壓），即數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出的電壓值，因?yàn)镈A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832輸出的是電流信號(hào)，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(zhǔn)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(shí)同相比例放大器的最大放大系數(shù)為： A＝51，滿足輸出基準(zhǔn)電壓Ur的要求。 第一級(jí)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(jī)數(shù)模轉(zhuǎn)換得到的基準(zhǔn)電壓Ur，這里運(yùn)用運(yùn)放構(gòu)成積分器對(duì)R2和R3進(jìn)行采樣，采樣電壓U1和基準(zhǔn)電壓Ur進(jìn)行比較，比較其差值進(jìn)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(jìn)而控制輸出電壓Vo。分析積分器，它滿足式（），由運(yùn)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(shí)間內(nèi)，U1保持不變，即UrU1=C (C是常數(shù)) ，這時(shí)有式（），由式（）可知在短時(shí)間內(nèi)，Uo隨時(shí)間成線性變化，它的斜率與CR1有關(guān)（、R1為10k）。U rU1越大，即輸出端的電壓波動(dòng)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(lái)，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的。設(shè)計(jì)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(zhǔn)電壓值硬件補(bǔ)償；用達(dá)林管TIP127作為調(diào)整管，由于其工作時(shí)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(shè)計(jì)這次系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的功能是：鍵盤對(duì)單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，單片機(jī)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理后的數(shù)據(jù)送４位共陽(yáng)數(shù)碼管，再送到8位數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片（DAC0832）,以實(shí)現(xiàn)數(shù)字量對(duì)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(duì)硬件進(jìn)行初始化，例如系統(tǒng)對(duì)AT89S52單片機(jī)端口進(jìn)行定義；對(duì)定時(shí)器0，定時(shí)器1置初值及開中斷等。然后進(jìn)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(jìn)入鍵盤服務(wù)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(wù)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(shè)計(jì)部分中鍵盤實(shí)現(xiàn)的功能如下：　　按“設(shè)定”鍵開始設(shè)定電壓，超過0～24V視為無(wú)效操作，十位、個(gè)位、十分位循環(huán)輸入，設(shè)定完十分位后LED數(shù)碼開始閃動(dòng)，按“確認(rèn)”鍵確認(rèn)，音響提示，電壓輸出。在正常情況下，按“儲(chǔ)存”鍵，當(dāng)前數(shù)碼開始閃動(dòng)，提示準(zhǔn)備存入當(dāng)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(chǔ)數(shù)值，閃動(dòng)，按“確認(rèn)”鍵確認(rèn)，音響提示，電壓輸出。按“－”，按“＋”。去抖動(dòng)，確有按鍵按下判斷鍵值讀EEPROM送DA寫EEPROM設(shè)定數(shù)值置位設(shè)定標(biāo)志位，清顯示清所有標(biāo)志位開音響，送數(shù)值至DA加減數(shù)值送DA置位存儲(chǔ)標(biāo)志位死循環(huán)，看門狗復(fù)位是數(shù)字鍵嗎？是設(shè)定鍵嗎？是確認(rèn)鍵嗎？是－＋嗎？有鍵按下嗎？是存儲(chǔ)鍵嗎？是復(fù)位鍵嗎？鍵盤服務(wù)程序：注：所有未加標(biāo)注的判斷框均是下行為“否”，側(cè)向?yàn)椤笆恰笔欠袷谴鎯?chǔ)鍵按了？設(shè)定鍵按了？ 因此，鍵盤服務(wù)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(yīng)的處理程序，執(zhí)行。例如：若用戶按下S4（復(fù)位鍵），鍵盤服務(wù)程序通過鍵值散轉(zhuǎn)方式進(jìn)入看門狗復(fù)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(wù)程序 系統(tǒng)程序介紹在單片機(jī)的運(yùn)用中，C語(yǔ)言由于其邏輯性強(qiáng)，可讀性好，比匯編語(yǔ)言靈活，簡(jiǎn)練，所以現(xiàn)在很多的人從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用C語(yǔ)言開發(fā)，市場(chǎng)上幾種常見的單片機(jī)均有其C 語(yǔ)言開發(fā)環(huán)境。因此，在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，了解到匯編語(yǔ)言的這些缺點(diǎn)，我們采用了C語(yǔ)言作為軟件設(shè)計(jì)語(yǔ)言。在本文前面各章節(jié)介紹了系統(tǒng)原理圖及硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行軟件部分的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)編程分為主程序和鍵盤處理程序兩個(gè)部分，每個(gè)部分由若干模塊組成，下面就如何通過C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)數(shù)控調(diào)壓作簡(jiǎn)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(jī)控制鍵盤值散轉(zhuǎn)，給各個(gè)鍵盤編寫相應(yīng)的處理程序?qū)崿F(xiàn)其相應(yīng)的功能，在此過程中用AT89S52單片機(jī)/定時(shí)器TR0作為中斷處理顯示，用定時(shí)器TR1作為中斷處理提醒，開音響。（1）初始化硬件。例如對(duì)P3口作為鍵盤輸入口的定義：define key_point P3；對(duì)標(biāo)志位的定義：static bit select=0，即在開始還沒按下“設(shè)定鍵”時(shí)，標(biāo)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(shí)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(dòng)T0TR1=0。 //關(guān)閉T1 　　DA=0。 　　　　　　　　　　　　//初始化DA轉(zhuǎn)化當(dāng)中用到了看門狗定時(shí)器（WDT）、定時(shí)器0和定時(shí)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(dāng)WDT激活后，用戶必須一定時(shí)間內(nèi)周期性地向WDTRST寫入01EH和0E1H喂狗來(lái)避免WDT溢出。因?yàn)楫?dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到8191(1FFFH)時(shí)，13 位計(jì)數(shù)器將會(huì)溢出，這將會(huì)復(fù)位器件。定時(shí)器0計(jì)時(shí)滿5毫秒時(shí)產(chǎn)生定時(shí)中斷，進(jìn)入中斷處理顯示子程序；同理定時(shí)器1計(jì)時(shí)滿50毫秒產(chǎn)生定時(shí)中斷，進(jìn)入相應(yīng)的中斷處理程序。定時(shí)器0中斷處理程序如下：　　　　　　void disp(void) interrupt 1{　TH0=(655365000)/256。　　　　　　　　　　//對(duì)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(jìn)入中斷處理程序時(shí)，須對(duì)定時(shí)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(jī)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(shí)程序，以去掉鍵盤的機(jī)械抖動(dòng)，鍵盤延時(shí)時(shí)間約10毫秒：void delay10ms(void) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　//延時(shí)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(gè)位、十分位何時(shí)選通，送數(shù)字代碼顯示來(lái)進(jìn)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(lái)最終實(shí)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(chǔ)模塊編程。在本系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)一個(gè)存儲(chǔ)電壓值，掉電永久保存的功能，需要一個(gè)外部存儲(chǔ)芯片（24C01），因此在編程中運(yùn)用到了I2C總線技術(shù)。I2C總線是一種用于IC(Integrated Circuit)器件之間連接的二進(jìn)制總線。它通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時(shí)鐘線）在連至總線的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。，SCL為高電平時(shí),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(shí),SDA由低電平向高電平跳變,結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。SDA 線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)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(shí)鐘信號(hào)是低電平時(shí)才能改變,。系統(tǒng)先通過發(fā)送開始信號(hào)開始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送，然后傳送寫從地址信號(hào)，最后從外部存儲(chǔ)器地址讀數(shù)據(jù)到單片機(jī)或?qū)憯?shù)據(jù)到外部存儲(chǔ)器。系統(tǒng)對(duì)SCL時(shí)鐘的編程如下：void clock() //I2C總線時(shí)鐘{ unsigned char i=0。 scl=1。 somenop()。 while ((sda==1)amp。amp。(i255))i++。 scl=0。 somenop()。}其中somenop()函數(shù)為延時(shí)函數(shù)，其余部分的程序可以參照附錄程序清單?！　　　　　　　　　　? 開始/結(jié)束定時(shí)信號(hào)　　　　　　　　　　　　　 數(shù)據(jù)線的變化示意圖軟件補(bǔ)償編程。 如果系統(tǒng)由ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，間接使用單片機(jī)實(shí)時(shí)采樣的輸出電壓，以及數(shù)據(jù)處理和顯示，可以使實(shí)際的輸出電壓和輸出值顯示一致。因?yàn)橄到y(tǒng)沒有使用到模數(shù)轉(zhuǎn)換在 A