【文章內容簡介】 式。本系統(tǒng)采用內部時鐘方式，其電路圖如圖4所示。圖4 內部方式時鐘產生電路單片機片內由一個反向放大器構成振蕩器，可以由它產生時鐘。該反相放大器的輸入端為引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。這兩個引腳外接石英晶體振蕩器作為定時元件，內部反向放大器自激振蕩，產生時鐘。C12，C13對頻率有微調作用。C12和C13值選擇為30PF。在實際連接中，為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定，振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近。 鍵盤電路矩陣式鍵盤又稱行列鍵盤，它是用N條I/O線作為行線，N條I/O線作為列線組成的鍵盤。在這種行列式鍵盤結構能有效地提高單片機系統(tǒng)中I/O口的利用率。在本設計中，利用鍵盤進行各個功能的選擇，它是系統(tǒng)進行人機對話的重要部件。由于系統(tǒng)需要的按鍵較多，因此采用了44矩陣式鍵盤。此種鍵盤結構把檢測線分為兩組，一組為行線，一組為列線，按鍵放在行線和列線的交叉點上。矩陣式的鍵盤的優(yōu)點是需要的測試線的數(shù)量少，對于一個NN的矩陣鍵盤與主機連接只需要N+N條測試線。44鍵盤電路的連線圖如圖5所示。P1P1P1P17作為鍵盤的行線，而P10～P13設為列線。采用查詢式的掃描方式，來識別鍵盤上閉合鍵是哪個功能鍵。本設計選用的是44的鍵盤控制，~，~；系統(tǒng)中鍵盤模塊設計十三個按鍵0~增加、減少、確認。當按下7時P13和P14導通，說明7已被按下。按下相應的數(shù)字按鍵如：，按下“1”、“0”、“5”、“確認”；需要對電壓進行微調時，需按下“增加”或者“減少”，當達到所需要的數(shù)值時，再按下“確認”輸入的電壓值就相應的增加或者減少。圖5 44鍵盤連線圖 顯示電路顯示的方式很多主要分為兩類：LED顯示，LCD顯示。前者顯示亮度高，制作成本低，適合做遠距離顯示，但是由于其耗電較大，所用端口隨顯示的數(shù)據(jù)位數(shù)增加而增加。如果采用動態(tài)掃描方式顯示，則占用CPU的時間，如果采用靜態(tài)顯示則需要加鎖存器，耗費硬件制作時間，就該題目來說，需要設定電壓顯示，LCD顯示更為清晰、直觀，從上面諸多因素來看，采用LCD顯示屏上完整顯示出比較理想。LCD最常用的就是1602液晶模塊。LCD1602可以再LCD顯示屏上完整顯示32個英文字符和日文等一些字符，適合顯示英文文字信息較小的地方，可以清晰顯示出同時還能顯示英文名稱和電壓/電流單位，電壓（三位數(shù)字：十位、個位、小數(shù)位），電流（三位數(shù)字：十位、個位、小數(shù)位）。通過單片機編程控制第4腳RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L)，第5腳R/W讀/寫選擇端（H/L），第6腳E使能信號，從而實現(xiàn)顯示效果。它的顯示運行原理如下：讀狀態(tài)輸入RS=L,RW=H,E=H；輸出：D0~D7=狀態(tài)字寫指令：輸入：RS=L，RW=L，D0~D7=指令碼，E=高脈沖；輸出：無讀數(shù)據(jù)：輸入：RS=H，RW=H，E=H；輸出：D0~D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)：輸入：RS=L，RW=L，D0~D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖；輸出：無LCD1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內容豐富等特點。LCD1602可以顯示2行16個字符，有8位數(shù)據(jù)總線D0~D7和RS、R/W和EN三個控制端口，工作電壓為5V，并且具有字符對比度調節(jié)和背光功能。綜上所述，LCD1602滿足本系統(tǒng)的需求。LCD1602的接口信號說明如表2所示：表2 1602型LCD的接口信號說明編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2Data I/O2VDD電源正極10D3Data I/O3V0液晶顯示偏壓信號11D4Data I/O4RS數(shù)據(jù)/命令選擇端（H/L）12D5Data I/O5R/W讀寫選擇端（H/L）13D6Data I/O6E使能信號14D7Data I/O7D0Data I/O15BLA背光源正極8D1Data I/O16BLK背光源負極其顯示部分引腳接口如圖6所示：～圖6 LCD顯示電路原理圖 D/A轉換電路D/A轉換器作為模擬量輸出通道的常用的器件，將數(shù)字量轉換為模擬量，選擇DAC0832，它是8位芯片，可直接接到單片機的數(shù)據(jù)內含有一個8位輸入數(shù)據(jù)寄存器，一個8位DAC寄存器和一個8位D/A轉換器，數(shù)字量轉換過程是將數(shù)字量存在輸入數(shù)據(jù)寄存器，在接到轉換命令時將輸入數(shù)據(jù)寄存器的內容傳輸?shù)紻AC寄存器通過D/A轉換器轉換為模擬量，進行轉換，轉換時間為1us。（1）DAC0832主要特性：① 分辨率為8位； ② 電流穩(wěn)定時間1us； ③ 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入； ④ 只需在滿量程下調整其線性度； ⑤ 單一電源供電（+5V～+15V）； ⑥ 低功耗，200mW。（2）.DAC0832工作方式輸出模擬05伏電壓，還需要在DAC0832后接一放大器選用OP01，這種放大器的主要特征是增益共模抑制比很高（一般為100dB），而其失調電壓和失調電流、溫漂以及噪聲又很小，其廣泛地應用于穩(wěn)定積分、精密加法、比較、閾值電壓檢測、微弱信號精確放大等場合，是一種通用性極強的運算放大器。DAC0832的轉換關系如下式(1)所示： （1）式中 —基準電壓；—輸入的數(shù)字量； —輸出的模擬電壓量。 （3）DAC0832與AT89C52接口電路如圖7所示：圖7 DAC0832與AT89C52接口電路 放大電路放大電路的特點：功率放大電路是一種以輸出較大功率為目的的電路。因此，要求同時輸出較大的電壓。工作在接近極限狀態(tài)。一般直接驅動負載，帶動負載能力強。放大電路圖如圖8所示：圖8 放大電路圖第4章 數(shù)控直流電源的軟件設計軟件的設計應遵循結構化設計原則，在總體概況設計的基礎上進行具體的詳細設計、功能分解、模塊劃分、細化軟件層次、優(yōu)化軟件結構，以達到模塊功能的獨立性，執(zhí)行的高效性。該系統(tǒng)的軟件程序由主程序和數(shù)個子程序模塊組成，其中子程序包括顯示子程序、按鍵識別程序、D/A子程序。 主程序設計流程圖如圖9所示，負責與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能。程序運行后，開始檢測是否有鍵按下，若有則進入設定按鍵功能。液晶LCD1602直接顯示CPU設定的數(shù)值，使CPU資源得到充分利用。開始初始化鍵盤子程序D/A子程序顯示子程序圖9 主程序流程圖 子程序設計 鍵盤子程序設計程序主要分為兩個部分：一個部分不停地監(jiān)測是否有按鍵按下，另一個部分查看哪一個鍵按下。在初始狀態(tài)下，4個列輸出端口輸出低電平，～，～。如果沒有按鍵按下，～；如果有按鍵按下，則被按下的鍵對應的行輸入端口的電平就會被拉低，～，～。～，就轉到查詢程序SEE。鍵盤子程序流程圖如圖10所示。開始掃描鍵盤是否有鍵按下？“+”鍵？“”鍵？根據(jù)按鍵更改輸出電壓值返回YYYNNN圖10 鍵盤子程序流程圖 LCD顯示子程序設計液晶顯示模塊的顯示器上的顯示點與驅動控制芯片中的顯示緩存RAM是一一對應的；驅動控制芯片當中共有65（8 Page x 8 bit+1）X 132個位的顯示RAM 區(qū)。而顯示器的顯示點陣大小為64X128點，所以實際上在液晶顯示模塊中有用的顯示RAM 區(qū)為64 X 128個位；按byte為單位劃分，共分為8個Page，每個Page為8行，而每一行為128個位（即128列）。驅動控制芯片的顯示RAM區(qū)每個byte的數(shù)據(jù)對應屏上的點的排列方式為：縱向排列，低位在上高位在下。如要點亮LCD屏上的某一個點時，實際上就是對該點所對應的顯示RAM區(qū)中的某一個位進行置1操作；所以就要確定該點所處的行地址、列地址。從圖中可以看出，LCD1602液晶顯示模組的行地址實際上就是Page的信息，每一個Page應有8行；而列地址則表示該點的橫坐標，在屏上為從左到右排列，Page中的一個Byte對應的是一列（8行，即8個點），達128列，根據(jù)這樣的關系在程序中控制LCD顯示屏的顯示。LCD顯示子程序如圖11所示。開始送設置顯示器第一行的初始地址寫指令第一行是否全部顯示寫指令N送設置顯示器第二行的初始地址N第二行是否全部顯示Y返回Y地址加1地址減1圖11 LCD顯示子程序 D/A轉換器子程序設計D/A轉換器的流程圖如圖12所示，通過調用D/A轉換器子程序對D/A轉換器進行控制，控制D/A轉換器使其按照要求來運作，將數(shù)字信號轉換成模擬信號，輸送給放大器進行放大。開始返回送D/A轉換器的數(shù)字量啟動D/A轉換完？YN圖12 D/A子程序流程圖第5章 系統(tǒng)調試與分析數(shù)控直流電源的系統(tǒng)調試包括硬件調試和軟件調試，而且兩者是密不可分的。我們設計好的硬件電路和軟件程序，只有經過聯(lián)合調試，才能驗證其正確性；軟硬件的配人情況以及是否達到設計任務的要求，也只有經過調試，才能發(fā)現(xiàn)問題并加以解決、完善，最終開發(fā)成實用產品。硬件調試分單元電路調試和聯(lián)機調試，單元電路試驗在硬件電路設計時已經進行，這里的調試只是將其制成印刷電路板后試驗電路是否正確，并排除一些加工工藝性錯誤（如錯線、開路、短路等）。這種調試可單獨模擬進行，也可通過開發(fā)裝置由軟件配合進行。硬件聯(lián)機調試則必須在系統(tǒng)軟件的配合下進行。軟件調試一般包括分塊調試和聯(lián)機調試兩個階段。程序的分塊調試一般在單片機開發(fā)裝置上進行，可根據(jù)所調程序功能塊的入口參量初值編制一個特殊的程序段，并連同被調程序功能塊一起在開發(fā)裝置上運行；也可配合對應硬件電路單獨運行某程序功能塊，然后檢查是否正確，如果執(zhí)行結果與預想的不一致，可以通過單步運行或設置斷點的方法，查出原因并加以改正，直到運行結果正確為止。這時該 程序功能塊已調試完畢，可去掉附加程序段。其它程序功能塊可按此法進行調試。程序聯(lián)機調試就是將已調試好的各程序功能塊按總體結構聯(lián)成一個完整程序，在所研制的硬件電路上運行。從而試驗程序整體運行的完整性、正確性和與硬件電路的配合情況。在聯(lián)調中可能會有某些支路上的程序、功能塊因受條件制約而得不到相應的輸入參數(shù)，這時，調試人員應創(chuàng)造條件進行模擬調試。在聯(lián)調中如發(fā)現(xiàn)硬件問題也應及時修正，直到單片機系統(tǒng)的軟件、硬件全部調試成功為止。系統(tǒng)調試完成后，還要進行一段時間的試運行，從而檢驗系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力，驗證系統(tǒng)功能是否達到設計要求，是否達到預期的效果。 proteus介紹本次畢業(yè)設計是用proteus來進行模擬仿真的。Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。雖然目前國內推廣剛起步，但已受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持805HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。其功能特點：Proteus軟件具有其它EDA工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：（1）原理布圖 （2）PCB自動或人工布線 （3）SPICE電路仿真 革命性的特點： （1）互動的電路仿真 ，用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。 （2）仿真處理器及其外圍電路，可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型 。以上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設計開發(fā)環(huán)境。proteus的智能原理圖設計（ISIS） 豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)建新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導線簡單快捷，大大縮短繪圖時間； 支持總線結構：使用總線器件和總線布線使電路設計簡明清晰；可輸出高質量圖紙：通過個性化設置，可以生成印刷質量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。本次畢業(yè)設計是在proteus軟件上畫出所需要的元件然后進行連接，最后導入相應的程序進行模擬仿真。 數(shù)控直流電源硬件調試的問題及解決系統(tǒng)的調試過程是整個系統(tǒng)的設計開發(fā)過程中，最困難也是最麻煩的一個環(huán)節(jié)。如何能夠有效而且在最短的時間內完成整個系統(tǒng)的調