【文章內(nèi)容簡介】 ，這樣，輸入寄存器的鎖存選通信號處于無效狀態(tài)而直通；當和端輸入1個負脈沖時，使得DAC寄存器工作在鎖存狀態(tài)，提供鎖存數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。根據(jù)上述對DAC0832的輸入寄存器和DAC寄存器不同的控制方法，DAC0832有以下三種工作方式。1　 直通方式：直通方式是資料不經(jīng)兩級鎖存器鎖存，即，，均接地，ILE接高電平。此方式適用于連續(xù)反饋控制線路，不過在使用時，必須通過另加I/O接口與CPU連接，以匹配CPU與D/A轉(zhuǎn)換。2　 單緩沖方式：單緩沖方式是控制輸入寄存器和DAC寄存器同時接收資料，或者只用輸入寄存器而把DAC寄存器接成直通方式。此方式適用于只有一路模擬量輸出或幾路模擬量異步輸出的情形。3　 雙緩沖方式：雙緩沖方式是先使輸入寄存器接收資料，再控制輸入寄存器的輸出將資料送到DAC寄存器，即分兩次所存輸入資料。此方式適用于多個D/A轉(zhuǎn)換同步輸出的情節(jié)。在此設計中，考慮到所需轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)量不大，DAC0832采用直通方式的硬件接法。3 數(shù)字式穩(wěn)壓電源硬件電路設計本系統(tǒng)的硬件電路設計主要是圍著AT89C52單片機作為整機的控制部分用PROTEUS設計軟件進行設計仿真的，本系統(tǒng)將穩(wěn)壓電源分為數(shù)字部分和模擬部分，其中數(shù)字部分包括單片機以及控制、顯示、轉(zhuǎn)換等外圍電路，模擬部分包括為數(shù)字部分提供工作電壓的電源部分和模擬電壓輸出部分。穩(wěn)壓電源數(shù)字部分電路主要包括AT89C52單片機、LED數(shù)碼顯示、DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、鍵盤接口電路、復位電路、晶振電路等。單片機部分接口電路如下圖所示： 單片機主體接口部分電路為了避免畫出的原理圖繁雜，畫圖時統(tǒng)一使用網(wǎng)絡標號，如圖中所示：單片機的P0口即LEDA至LEDP作為LED數(shù)碼管的顯示輸出端口，接數(shù)碼管的八個段選端口，由于單片機的P0口內(nèi)部沒有上拉電阻，所以使用時需要在外部為其加上上拉電阻。單片機的P3口接44矩陣鍵盤，用來對輸出電壓進行控制；單片機的P1口與DAC0832的八位數(shù)碼輸入端連接，用來輸出數(shù)字量信號，XATL1和XATL2接晶振部分電路；RST位復位電路接口。在本系統(tǒng)中使用4。每個按鍵的名稱圖中也已經(jīng)標明，在程序中對鍵盤進行掃描后會取出一個數(shù)值，根據(jù)取出的數(shù)值就可以判斷被按下的是哪一個按鍵，然后跳入相應的鍵盤服務程序，每個按鍵的編碼值在軟件部分設計中會做詳細介紹，這里近做硬件部分說明。 44矩陣鍵盤硬件圖本系統(tǒng)中數(shù)碼顯示部分采用三位共陽極八段數(shù)碼管，5210PNP三極管作為驅(qū)動。三個數(shù)碼管的段選端即數(shù)據(jù)輸入端口公用單片機的P0口，采用動態(tài)顯示，每次只顯示一個數(shù)碼管，具體過程為：先將十位數(shù)送到第一個數(shù)碼管顯示，延時一段時間后，將個位數(shù)送到第二個數(shù)碼管顯示，延時一段時間后，將十分位數(shù)送到第三個數(shù)碼管顯示，延時一段時間后重復執(zhí)行此過程，只要設置好延時的時間，在一定范圍內(nèi)人眼是分辨不出三位數(shù)碼管是循環(huán)顯示的，人眼看到的效果是三個數(shù)碼管同時顯示，這樣就達到了動態(tài)顯示的效果。這樣做既可以節(jié)省單片機的I/O口，又可以節(jié)省掉靜態(tài)顯示時所用到得鎖存器，使電路看起來更加簡潔。 數(shù)碼顯示部分電路 DAC0832數(shù)模轉(zhuǎn)換部分電路設計本系統(tǒng)中利用通用型數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832將鍵盤輸入經(jīng)單片機處理的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量電流，以實現(xiàn)數(shù)控功能。DAC0832是一種電流型芯片，前面已經(jīng)介紹過它的工作原理，在本數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源的設計中，由于所處理的數(shù)字量較少，所以采用它的直通工作方式，即CS、WRIOUTAGND、WRXFER接地；ILE、VREF接＋5V電源，它的數(shù)據(jù)輸入口D0－，從IOUT1引腳輸出模擬量（電流）接同相比例放大電路。 DAC0832直通工作方式連接圖 DAC0832有8個輸入端（其中每個輸入端是8位二進制數(shù)中的一位），輸出為256個電壓之一，即輸出電壓不是整個電壓范圍內(nèi)的任意值，而只能是256個可能值。利用芯片內(nèi)部的振蕩器，然后再XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體振蕩器（簡稱晶振），就構成了穩(wěn)定的自激振蕩器，發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘電路。外界晶振時，C1和C2的值選為20pF。為了減小寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作，振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機引腳XATL1與XATL2靠近。 單片機晶振電路單片機的外部復位電路上有上電自動復位和按鍵手動復位兩種，本系統(tǒng)采用上電加按鍵手動復位方式，當復位按鍵按下后，復位端通過小電阻與+5V電源接通，電容迅速放電，使RST引腳為高電平；當復位按鍵彈起后，+5V電源通過大電阻對電容重新充電，RST引腳端出現(xiàn)復位正脈沖，其持續(xù)時間取決于RC電路的時間常數(shù)。 單片機復位電路數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源模擬部分主要包括為各器件提供工作電壓的電源部分和電壓輸出控制單元電路。220V交流電穩(wěn)壓濾波整流變壓在本系統(tǒng)中考慮到單片機及其他器件的工作供電問題，采用一個10:1變壓器將220V交流電降壓再經(jīng)過整流橋，獲得22V左右的直流電，然后經(jīng)過一大一小兩個電容的濾波得到比較平穩(wěn)的電壓。然后使用7805和7815得到+5V、+15V和15V的電壓，其中+5V是單片機的工作電壓，+15V和15V是運算放大器的工作電壓。 電源部分電壓轉(zhuǎn)換流程圖中變壓部分采用的是10:1TRAN2P3S型變壓器，變壓器二次側(cè)線圈中間引出一條輸出線，這樣經(jīng)過整流就可以得到一正一負兩種直流電。 變壓器示意圖整流模塊可以用兩種方法實現(xiàn)，包括半波整流和橋式整流，整流橋就是將橋式整流的四個二極管封裝在一起，只引出四個引腳。應用到整流橋的二極管，應考慮它的最大工作電流和最大反向電壓。，其中上下兩個端口為交流電輸入口，左右兩個為直流電輸出口。 整流橋示意圖經(jīng)過整流橋以后的是脈動直流，波動范圍很大，通常需要加上濾波電路。濾波部分需采用一大一小兩只電容，這里大電容選用3300uF，小電容選用10pF，大電容用來穩(wěn)定輸出，眾所周知，電容兩端的電壓不能突變，因此可以使輸出平滑，小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈。電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高。穩(wěn)壓部分采用集成穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓，常用的集成穩(wěn)壓器有多段可調(diào)式集成穩(wěn)壓器、三端固定式集成穩(wěn)壓器、三端可調(diào)式集成穩(wěn)壓器和跟蹤集成穩(wěn)壓器集中。在本設計中只需要為各個期間提供工作電壓即可，所以采用三端集成固定式穩(wěn)壓器。三端固定式集成穩(wěn)壓器由啟動電路，基準電壓電路，取樣比較放大電路，調(diào)整電路和保護電路等幾部分組成。三端固定式集成穩(wěn)壓器是一種串聯(lián)調(diào)整式穩(wěn)壓器，內(nèi)部設有過熱、過流和過壓保護電路，它只有三個外引出端（輸入端、輸出端、公共地端）。其中VI為輸入端，VO為輸出端，GND為公共地端。三端固定式穩(wěn)壓器具有固定的輸出電壓，它們型號的后兩位數(shù)字即表示輸出電壓，這類產(chǎn)品具有使用方便、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點，因此得到了廣泛的使用。本設計中使用其7815和7915兩種芯片。 集成三端穩(wěn)壓器示意圖 電源部分總圖4 數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源軟件設計本系統(tǒng)軟件設計主要實現(xiàn)的功能是：鍵盤對單片機輸入數(shù)據(jù)，單片機對得到的數(shù)據(jù)進行處理后送給LED數(shù)碼顯示部分，然后再送給DAC0832，以實現(xiàn)數(shù)字量對模擬量電壓的控制。軟件部分的主程序主要完成鍵盤的掃描、判斷、處理和電壓值的輸出，而數(shù)碼顯示部分主要在中斷處理程序中完成。 系統(tǒng)軟件流程圖，程序一開始對硬件進行初始化，包括對單片機端口的定義，開中斷及對定時器0進行置初值，然后進入鍵盤判斷程序，首先通過鍵盤掃描判斷是否有按鍵按下，若有按鍵按下則進入鍵盤服務程序，若沒有則繼續(xù)多鍵盤進行掃描。 鍵盤服務程序是有按鍵？否初始化硬件程序開始 主程序流程圖 另外，程序中還有中斷程序，主要是用于隔一段時間執(zhí)行一次數(shù)碼顯示程序，具體設計將在后面介紹。跟據(jù)前面介紹，44矩陣鍵盤在軟件設計中實現(xiàn)的功能如下：1　 按設置鍵開始設定電壓，數(shù)碼管不顯示，依次對十位、個位、十分位進行設置，每輸入一個有效按鍵數(shù)碼管亮一位，輸入錯誤按設置鍵可重新開始，超過0～12V視為無效操作，按下確認鍵后電壓輸出。2　 在正常情況下即沒有按下設置鍵時按數(shù)字鍵無效，但是可以直接按步進鍵對輸出電壓進行設置，設置完仍要按下確認鍵才能將設置的電壓值輸出。 系統(tǒng)程序介紹本系統(tǒng)軟件系統(tǒng)使用C語言編寫。C語言的單片機的應用中，由于其邏輯性強，可讀性好，比匯編語言靈活，目前越來越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)中，考慮到C語言的這些優(yōu)點，采用了C語言作為軟件的設計語言。在本文前幾章介紹了數(shù)字式可調(diào)穩(wěn)壓電源的原理圖及硬件設計的基礎上，進行軟件部分的設計。本程序包含初始化程序、主程序、鍵盤掃描判斷程序、鍵盤服務程序、數(shù)字電壓送數(shù)模轉(zhuǎn)換器程序、數(shù)碼管顯示程序、中斷服務程序。下面就如何通過C語言編程實現(xiàn)數(shù)控可調(diào)作簡要說明。 初始化硬件程序 初始化硬件包括對單片機端口的定義，對P1口作為數(shù)字電壓輸出端口的定義：define DA P1；對設置標志位的定義：static unsigned char shezhi=0；在沒有按下設置鍵時，標志位shezhi為0，按下設置鍵后shezhi=1。另外還有其他全局變量的定義、子函數(shù)的聲明、數(shù)碼管字符顯示表格的定義等。在主程序中，初始化程序如下：TMOD=0x11。 //初始化定時器TH0=(655365000)/256。 //對定時器0置初值TL0=(655365000)%256。EA=1。 //開總中斷ET0=1。 //開T0中斷TR0=1。 //啟動T0shuchu()。 //輸出初始電壓定時器0中斷主要用于向數(shù)碼顯示部分送數(shù)據(jù)，由于單片機一直工作于鍵盤掃描程序，故無法在主程序中不斷地將數(shù)據(jù)送到數(shù)碼管，根據(jù)數(shù)碼管動態(tài)顯示原理，當數(shù)碼管在20Hz50Hz之間顯示時，人眼分辨不出，會認為數(shù)碼管一直顯示，所以可以采用中斷的方式，每進入一次中斷，對數(shù)碼管