【文章內(nèi)容簡介】 式，該芯片的(低電平有效)、四個使能端均與地相接處于有效狀態(tài)，這個工作方式不需要給DAC0832分配地址空間，CPU的P1口的數(shù)據(jù)變化直接反映到DAC0832的輸出端。 電源電路在本次設計中，由于要給運放LM324和UA741供電，所以要自制電源。在此次設計中，我設計了一個可以輸出正負12伏的電源。主要以7800系列(輸出正電壓)和7900系列（輸出負電壓）做成電源電路。線性電源由15V變壓器經(jīng)過全波整流，電容整流濾波，通過三端穩(wěn)壓管7817912穩(wěn)壓為芯片AT89S5DAC083LM32UA74數(shù)碼管等提供電壓。 穩(wěn)壓器78L12和79L12三端固定穩(wěn)壓器，三端只有3個引出端子，具有應用時外接元件少，使用方便，性能穩(wěn)定，價格低廉的優(yōu)點，被廣泛應用。通常有78L12（正電源）系列和79L125（負電源）系列，：它由輸出腳OUT，輸入腳和接地腳GND組成，它的書室穩(wěn)壓輸出值為正負12V，由它的內(nèi)部結構可知，除增加了一級啟動電路外，其余部分 7812引腳圖與串聯(lián)穩(wěn)壓電路完全一樣，其基準電壓源的穩(wěn)定性更高，采取的電容必須是漏電流較小的坦電容，或者是電解電容須是鉭電容的10倍，保護電路更完善。穩(wěn)壓器輸入端的電容用來進一步消除紋波，此外，輸出端的電容起到了頻率補償?shù)淖饔?，能防止自激振蕩，從而使電路穩(wěn)定工作。 電源電路原理圖： 電源電路原理圖 所用主要芯片 單片機AT89S52（1）AT89S52單片機芯片引腳圖AT89S52芯片引腳圖（）：（2）AT89S52單片機芯片的特點AT89S52具有如下特點：40個引腳，8kBytesFlash片內(nèi)程序存儲器，256bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優(yōu)先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。此外，AT89S52設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并 芯片AT89S52引腳圖可通過軟件設置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷 激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。(3) 信號引腳的第二功能：由于工藝及標準化等原因，芯片的引腳數(shù)目是有限制的，例如MCS—51系列把芯片引腳數(shù)目限定為40條，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過此數(shù)，因此就出現(xiàn)了供需矛盾?！皬陀谩?即給一些信號引腳賦以雙重功能)是解決此問題的唯一可行的辦法。：：P1口和P3的第二功能口線第二功能信號名稱RXDRXD（串行數(shù)據(jù)接收）TXDTXD（串行數(shù)據(jù)發(fā)送）（外部中斷0申請）（外部中斷1申請）T0T0（定時器0的計數(shù)輸入）T1T1（定時器1的計數(shù)輸入）（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）T2T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出T2EXT2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）MOSIMOSI（在系統(tǒng)編程用）MISOMISO（在系統(tǒng)編程用）SCKSCK（在系統(tǒng)編程用） 芯片DAC0832（1）DAC0832芯片引腳圖：（2）DAC0832芯片的特點DAC0832是一種典型的8位轉換器，內(nèi)部為雙緩沖寄存器即輸入寄存器和DAC寄存器，、 芯片0832引腳圖、分別為該兩寄存器的寫信號輸出端，ILE為輸入鎖存使能端，高電平有效，為片選端，為傳輸控制端，它和共同控制DAC寄存器的工作狀態(tài)。DAC0832有兩個接地端AGND（模擬電路接地端）和DGND（數(shù)字信號）接地端，一般情況下，這兩個地端均并聯(lián)接地。DAC0832的D/A轉換電路為倒T型R2R電阻網(wǎng)絡，故有Iout1和Iout2兩個電流輸出端，根據(jù)不同的電路組成，該芯片可以有兩種輸出模式，一種為電流輸出模式，這種模式基準電壓加在VREF端，由Iout1，Iout2輸出的電流經(jīng)運算放大器相加后輸出；另一種為電壓輸出模式，這種模式基準電壓加在Iout1和Iout2之間，模擬電壓加從VREF端輸出。為了設計的方便，本電路選用電壓輸出模式，Iout1和Iout2之間接一參考電壓，VREF輸出可控制電壓信號。它有三種工作方式：不帶緩沖工作方式，單緩沖工作方式，雙緩沖工作方式。該電路采用單緩沖模式，在忡圖中==0，DAC寄存處于直通狀態(tài)。又由于ILE=1，故只要在選中該片（=0）的地址時，寫入（=0）數(shù)字量，則該數(shù)字信號立即傳送到輸入寄存器，并直通至DAC寄存器，經(jīng)過短暫的建立時間，即可以獲得相應的模擬電壓，一旦寫入操作結束，和立即變?yōu)楦唠娖?，則寫入的數(shù)據(jù)被輸入寄存器鎖存，直到再次寫入刷新。 0832內(nèi)部結構圖 LM350（1）芯片介紹LM350是可調(diào)節(jié)3－端正電壓穩(wěn)壓器，在輸出范圍為 。此穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個外部電阻來設置輸出電壓。此外還使用內(nèi)部限流、熱判斷和安全工作區(qū)補償使之基本能防止燒斷保險絲。： LM350外形及引腳圖LM350服務于多種應用場合，包括局部穩(wěn)壓、卡上穩(wěn)壓。該器件還可以用來制做一種可編程的輸出穩(wěn)壓器，或者，通過在調(diào)整點和輸出之間接一個電阻，LM350可用作一個精密穩(wěn)流器。： LM350內(nèi)部結構圖其主要特點如下：① 輸出電流超過3安② ③ 內(nèi)部熱過載保護④ 不隨溫度變化的內(nèi)部短路電流限制⑤ 輸出晶體管安全工作區(qū)補償⑥ 對高壓應用孚空工作⑦ 標準3引腳晶體管封裝⑧ 避免置備多種電壓（2）其基本電路工作原理LM350 是三端浮動穩(wěn)壓器。工作時，這一參考電壓由R1轉換成編程電流，該恒定電流經(jīng)R2到地。： LM350基本電路工作原理圖 基本電路工作原理圖（）因為調(diào)節(jié)端的電流在式中代表誤差項，所以LM350設計成控制IAdj小于100微安并使這之保持恒定。為達到這一點，所有靜態(tài)工作電流都返回到輸出端。這樣就需要最小負載電流表。如果負載電流小于最小值，輸出電壓會上升。因為LM350是浮動穩(wěn)壓器，所以只有電路兩端電壓差對性能是重要的，工作對地呈高電壓也就成為可能。（3）負載調(diào)整率LM350能提供極良好的負載調(diào)整率，但為實現(xiàn)最優(yōu)性能需要注意幾點。編程電阻（R1）應盡可能連接在與穩(wěn)壓器靠近處，以使與參考電壓有效串聯(lián)線路壓降最小，避免調(diào)整率變差。R2接地端可以回到靠近負載接地端處，以提供遠程接地取樣并改進提高負載調(diào)整率。 集成運放UA741UA741是一款集成運算放大器。集成運算放大器是一種高增益多級直接耦合放大器，其各部分的作用如下： 運放組成框圖（1）差動輸入級 使運放有盡可能高的輸入阻抗及共模抑制比。（2）中間放大級 由多級直接耦合放大器組成，以獲得足夠高的電壓增益。（3）輸出級 可使運放具有一定幅度的輸出電壓、輸出電流和盡可能小的輸出電阻。在輸出過載時有自動保護作用以免損壞集成塊。輸出級一般為互補對稱推挽電路。（4）偏置電路 為各級提供合適的靜態(tài)工作點。為使工作點穩(wěn)定，一般采用恒流源偏置電路。 在本設計中用到的UA741共有兩個基本作用：放大電壓和反相作用。 UA741引腳圖第5章 數(shù)控電壓源的軟件系統(tǒng) 主程序：主程序的源程序見附錄2。圖 主程序流程圖 子程序 外中斷1子程序:外中斷1子程序的源程序見附錄3。 外中斷1子程序流程圖 顯示子程序：顯示子程序的源程序見附錄4。 顯示子程序流程圖 鍵掃子程序：鍵掃子程序的源程序見附錄4。 鍵掃子程序流程圖第6章 電路的調(diào)試 硬件的調(diào)試 硬件的調(diào)試過程電路調(diào)試過程中遇到的問題和解決辦法：(1).電路線路比較多，容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，數(shù)碼顯示由于短路出現(xiàn)顯示不正常顯示，整理線路后能夠正常顯示。(2).制作和測試－12V電源時，由于沒有認真參考整流管的接法和7912的芯片資料，出現(xiàn)一次整流電容爆裂。(3).數(shù)碼顯示出現(xiàn)問題，檢查電路發(fā)現(xiàn)P2口沒有加上拉電阻，數(shù)碼顯示的亮度不夠，加上上拉電阻能正常顯示。(4).穩(wěn)壓管7812的輸出端輸出電壓，檢查電路，發(fā)現(xiàn)輸出端需要增加一個電容，增加后問題得到解決。(5).由于數(shù)碼管顯示的電壓不是從LM350輸出的實際電壓值，所以顯示的電壓與實際的電壓值有一點的差距，為了減少誤差，且從前面的電壓調(diào)整電路可知輸出電壓與電阻是成線性關系的，所以首先必須調(diào)節(jié)輸出電壓的線性關系。線性關系主要是這樣調(diào)節(jié)的：① ，調(diào)節(jié)電位器，；② 通過鍵盤設置，反復調(diào)節(jié)電位器， ；③ 通過鍵盤設置，反復調(diào)節(jié)電位器， ；④ 通過鍵盤設置，反復調(diào)節(jié)電位器， ；⑤ 通過鍵盤設置，反復調(diào)節(jié)電位器， 。通過調(diào)節(jié)輸入輸出電壓的線性關系，確定電位器的阻值。調(diào)好了線性關系后，電位器使固定下來了，在以后的操作中不能改變電位器的阻值。隨著電位器阻值的確定，運算放大器的放大倍數(shù)也就確定下來了。 電路數(shù)據(jù)的測試(1).電壓輸出范圍的測試主要測試儀器：數(shù)字萬用表 ① 設計要求的范圍內(nèi)，通過程序電壓極值，先設最低值，再設最高值，用數(shù)字萬用表測量相應的輸出電壓，重復測試三次，： 電壓輸出范圍測試數(shù)據(jù)次數(shù)第一次第二次第三次極值Vmin()Vmax()VminVmaxVminVmax設定值實測值試驗誤差0②誤差分析從上表的數(shù)據(jù)看出，實際輸出的電壓最低值達不到要求的0V，主要原因是在設計電路原理的時候考慮到條件不足，0832的基準電壓只能是+5V，如果能使0832的基準電壓能夠是5V，則可以達到要求。最低值誤差＝（＋＋）/3==6mV最高值誤差＝（＋＋0）/3==5mV總體分析 ：由以上數(shù)據(jù)分析可知，在兩端點處，系統(tǒng)最大誤差為6mV，完全達到題目設計要求。(2).步進控制測試： 主要測試儀器：數(shù)字萬用表① 在規(guī)定的范圍內(nèi)，先設定一個初始值（若不設定，）。然后通過功能鍵在初始值的基礎上進行先步進控制，然后再步減。: 步進控制測試數(shù)據(jù)次數(shù)第一次第二次第三次第四次第五次初始值步進誤差0步減誤差00②誤差分析分析上表，在中間段誤差較小，兩端誤差變大，這一方面與電源部分影響有關，另外受運放比較精度及0832的基準電壓和0832的量化誤差的影響?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)電位器對數(shù)模輸出補償來減小誤差。總體來說基本上達到設計要求。 軟件調(diào)試(1).主程序的調(diào)試在調(diào)試主程序時，由于沒有調(diào)啟動0832的程序，DA轉換不能正常進行，調(diào)用后能正常進行DA轉換。(2).顯示子程序的調(diào)試在調(diào)試顯示子程序時，由于調(diào)用的延時時間不夠，數(shù)字在數(shù)碼管上顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，且閃爍頻率不一致，通過多次調(diào)試，改變延時時間，最終數(shù)字能穩(wěn)穩(wěn)地顯示在數(shù)碼管上。(3).中斷子程序的調(diào)試 在調(diào)試中斷子程序時，開始我采用的是電平觸發(fā)方式，但達不到要求，按下調(diào)整按鍵沒有松開，中斷程序一直在執(zhí)行，也就是說中斷程序不只執(zhí)行一次，改為脈沖觸發(fā)方式后，能達到理想的效果。第7章 數(shù)控電壓源的使用說明～＋。；，；C、D鍵用于調(diào)整電壓的整數(shù)位，C鍵用于調(diào)整電壓加1V，D鍵用于調(diào)整電壓加1V，每按一次分別加或減1V。E鍵用于設置電源的設置狀態(tài)和輸出狀態(tài)。使用該多功能數(shù)控電壓源操作簡單。當上電時，按E鍵就進入設置狀態(tài)，可以設置電壓，若在此時再按一次按下A鍵，，按C鍵電壓加1V，按D鍵電壓減1V，若設置