【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 DAC0832 各引腳的功能如下： D0~D7：數(shù)字信號(hào)輸入端 ； ILE：輸入寄存器允許，高電平有效 ； CS：片選信號(hào)，低電平有效 ； WR1：寫信號(hào) 1，低電平有效 ； XFER：傳送控制信號(hào)，低電平有效 ； WR2：寫信號(hào) 2，低電平有效 ； IOUT IOUT2： DAC 電流輸出端 ； Rfb：集成在片內(nèi)的外接運(yùn)放的反饋電阻 ； Vref：基準(zhǔn)電壓（ 10V~+10V） ； Vcc： 電 源電壓（ +5V~+15V） ； AGND：模擬地 ； NGND：數(shù)字地，可與 AGND 接在一起使用。 （ 2） OP07 [10] OP07 是高精度低失調(diào)電壓的精密運(yùn)放集成電路 ， 用于微弱信號(hào)的放大 ， 如果使用雙電源 ， 能達(dá)到最好的放大效果 。 它的主要特性如下： 10 低的輸入噪聲電壓幅度 — μ VPP ( ～ 10Hz)， 極低的輸入失調(diào)電壓 — 10 μ V， 極低的輸入失調(diào)電壓溫漂 — μ V/ ℃ ， 具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性 — μ V/MO， 低的輸入偏置電流 — 177。 1nA， 高的共模抑制比 — 126dB， 寬的共模輸入電壓范圍 — 177。 14V， 寬的電源電壓范圍 — 177。 3V ～177。 22V， 可替代 72 108A、 74 AD510 等電路。 OP07 的引腳圖 資料 如圖 38 所示 ： 圖 38 OP07的引腳圖 本 系統(tǒng) D/A 電路設(shè)計(jì) [6] 按照數(shù)據(jù) 的 輸入 模式，數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器有并行輸入模式和串行輸入模式，前者如DAC0832，后者如 DAC7611。 因 考慮器件的購(gòu)買方便和價(jià)格，這里采用 DAC0832。由于所設(shè)計(jì)的數(shù)控電源只需要一路輸出，為簡(jiǎn)化電路組裝和程序設(shè)計(jì)， DAC0832 的硬件電路采用如圖 39 所示的單緩沖方式接口電路 。 DAC0832 的基準(zhǔn)電壓 Vref 有 一個(gè) 具 有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源 TL431 提供，電壓為 10V。 DAC0832 的輸出連接 OP07 運(yùn)算放大器 ，采用差動(dòng)輸出形式，輸出電壓為 10 V ~0V。 11 圖 39 DAC0832的硬件電路 鍵盤顯示電路 鍵盤電路設(shè)計(jì) [11] 按鍵根據(jù)結(jié)構(gòu)原理可 分 為兩類，一類是觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，如機(jī)械式開(kāi)關(guān)、導(dǎo)電橡膠式開(kāi)關(guān)等；另一類是無(wú)觸點(diǎn)式開(kāi)關(guān)按鍵，如電器式按鍵、磁感應(yīng)按鍵等。 在單片機(jī)系統(tǒng)中，除了復(fù)位按鍵有專門的復(fù)位電路及專一的復(fù)位功能外，其他按鍵都是以開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)設(shè)置控制功能或輸入數(shù)據(jù)的。當(dāng)所設(shè)置的功能鍵或數(shù)字鍵按下時(shí)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)完成按鍵所設(shè)定的功能，按鍵信息輸入是與軟件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的過(guò)程。 對(duì)于一組鍵或一個(gè)鍵盤，總有一個(gè)接口電路與 CPU 相連。 CPU 可采用查詢或中斷方式了解有無(wú)鍵輸入，如果有鍵按下則檢查是哪個(gè)鍵按下，并將 該鍵號(hào)送入累加器 ACC，然后通過(guò)跳轉(zhuǎn)指令 轉(zhuǎn)入執(zhí)行該鍵的功能程序，執(zhí)行完后再返回主程序。 一個(gè)完善的鍵盤控制程序應(yīng)具備以下功能： （ 1） 檢測(cè)有無(wú)按鍵按下，并采取硬件或軟件措施，消除因鍵盤按鍵機(jī)械觸點(diǎn)抖動(dòng)產(chǎn)生的影響。 （ 2） 有可靠的邏輯處理辦法。每次只 處理一個(gè)按鍵，其間任何按鍵的操作對(duì)系統(tǒng)不產(chǎn)生影響，且無(wú)論一次按鍵時(shí)間有多長(zhǎng)，系統(tǒng)僅執(zhí)行一次按鍵功能程序。 （ 3） 準(zhǔn)確輸出按鍵值（或鍵號(hào)），以滿足跳轉(zhuǎn)指令要求。 12 單片機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)使用按鍵較多時(shí)，通常采用 矩陣式鍵盤。該鍵盤有行線和列線組成，按鍵位于行、 列線的交叉點(diǎn)上，其結(jié)構(gòu)如圖 310 所示。由圖可知 ，一個(gè) 4х 4 的行、列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)含有 16 個(gè)按鍵的鍵盤。 圖 310 矩陣式鍵盤的結(jié)構(gòu) 矩陣式鍵盤中，行線和列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端，行線通過(guò)上拉電阻接到 +5V上。當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)；有鍵按下時(shí)，行線、列線將導(dǎo)通，此時(shí)，行線電平將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。 按鍵的位置由行號(hào)和列號(hào)唯一確定，因此可分別對(duì)行號(hào)和列號(hào)進(jìn)行二進(jìn)制編碼， 然后將兩個(gè)編碼合為一個(gè)字節(jié)，高 4 位為行號(hào)，低 4 位為列號(hào)。 如圖 311 所示為本設(shè)計(jì)中的鍵盤部分。 圖 311 鍵盤 原理圖 15 14 13 11 10 9 12 8 7 6 5 4 0 1 2 3 1 2 3 0 3 2 1 0 +5V 13 顯示電路設(shè)計(jì) [7] LED 顯示器 是由發(fā)光二極管構(gòu)成的顯示器件 。數(shù)字 LED 顯示器利用 7 個(gè)發(fā)光二極管顯示數(shù)字，通常稱為七段 LED 顯示器或者數(shù)碼管。另外，數(shù)碼管中還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。結(jié)構(gòu)如圖 312 所示。 圖 312 LED顯示器內(nèi)部結(jié)構(gòu) LED 顯示器有共陽(yáng)極接法和共陰級(jí)接法。共陽(yáng)極接法中發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極。使用時(shí)，公共陽(yáng)極接 +5V 電壓。在陰極端輸入低電平，二極管就導(dǎo)通發(fā) 光。共陰極接法中發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)，公共陰極接地，在陽(yáng)極端輸入高電平，二極管就導(dǎo)通發(fā)光。 LED 導(dǎo)通電壓在 左右，工作電流每段約為 10mA，直接接在 +5V 電平上會(huì)使數(shù)碼管過(guò)亮而導(dǎo)致?lián)p壞，需接一個(gè) 100~300Ω 的限流電阻。 本設(shè)計(jì)中選用一個(gè) 4 位七段 LED 動(dòng)態(tài)顯示器，電路圖如圖 313 所示。一共占用 12個(gè) I/O 口 ，即 和 。同一時(shí)刻，如果各位位選線都處于選通狀態(tài)， 4 位 LED將顯示相同的字符。采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻，只讓某一位的位選線處于選通狀態(tài) ，而其他各位的位選線處于截止?fàn)顟B(tài)，同時(shí)，段選線上輸出對(duì)應(yīng)顯示位的字符字形碼 。 圖 313 LED顯示 原理圖 14 電壓 調(diào)整 輸出電路 本設(shè)計(jì)中的電壓調(diào)整輸出電路共有四部分電路： TL431 典型 電路， 10V 分壓電路， 加法運(yùn)算電路， LM317 的輸出電壓設(shè)計(jì)電路。 TL431 典型電路 TL431 的簡(jiǎn)介 [12]： TL431 是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從 Vref（ ） 到 36V 范圍內(nèi)的任何值。 圖 314為該器件的相應(yīng)資料。從左到右分別為 該器件的符號(hào) ， 外形圖 ， 內(nèi)部示意圖 。 其 3 個(gè)引腳分別為：陰極（ CATHODE）、陽(yáng)極（ ANODE）和參考端（ REF）。 圖 314 TL431器件 TL431 作為一個(gè)高性價(jià)比的常用分流式電壓基準(zhǔn)，有很廣泛的用途。 圖 315 為 TL431的 兩 種接法 ， 圖 (1)是 TL431 的典型接法，輸出一個(gè)固定電壓值，計(jì)算公式是： Vout = (R1+R2)*， 同時(shí) R3 的數(shù)值應(yīng)該滿足 1mA (VccVout)/R3 500mA。 當(dāng) R1 取值為 0的時(shí)候， R2 可以省略，這時(shí)候電路變成圖 (2)的形式， TL431 在這里相當(dāng)于一個(gè) 穩(wěn)壓管。 圖 315 TL431的 兩 種接法 15 本設(shè)計(jì)中的 TL431 典型電路如圖 316 所示。 該電路的作用是將 15V 電壓變成 10V 電壓，接著分別輸入 DAC0832 的參考源 Vref 端和分壓電路的輸入端。 圖 316 TL431原理圖 10V分壓電路 10V 分壓電路 圖 如圖 317 所示。該電路的作用 是將 10V 電壓經(jīng)過(guò)電阻的分壓作用輸出 的電壓，作為加法電路的一路輸入值。 LM358 在這里作為電壓跟隨器 ，隔離作用 。 圖 317 10V分壓 原理圖 加法運(yùn)算電路 LM358 內(nèi)部包括有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器，適合于電源電壓范圍很寬的單 電源使用，也適用于雙電源工作模式。它的使用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單源供電的使用運(yùn)算放大器的場(chǎng)合。它的特性如下所示： 16 圖 318 LM358 反相加法電路如圖 319 所示。由圖有 fiiii ??? 321 其中 111 Rvi i? 222 Rvi i? 333 Rvi i? fof Rvi ?? ， 所以有 )( 332211 RvRvRvRv iiifo ???? 若 R1=R2=R3=Rf=R 則有 )(4321 iiiifo vvvvRRv ????。 該 電路便于調(diào)節(jié)，因?yàn)橥喽私拥?，反相端是“虛地”? 圖 319 反相加法電路 本設(shè)計(jì)中的加法運(yùn)算電路如圖 320 所示。 該電路的兩輸入電壓分別為 OP07 的輸出電壓值 10V~0V 和 的固定輸入電壓值。利用 LM358 最終輸出的 電壓范圍為~，并輸入到 LM317 的調(diào)節(jié)端。 17 圖 320 加法運(yùn)算 原理圖 LM317 的輸出電壓設(shè)計(jì)電路 LM317 工作原理 [7]： LM317 為三端可調(diào)式穩(wěn)壓器，能在 輸出電壓 為 ~37V 的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，外接元件只需一個(gè)固定電阻和一個(gè)電位器。其芯片 有過(guò)流、過(guò)熱和安全工作區(qū)保護(hù)。 最大輸出 電流 為 。使用時(shí) 要注意功耗問(wèn)題 ， 注意散熱問(wèn)題。 LM317 有三個(gè)引腳 ： 一個(gè)輸入一個(gè)輸出一個(gè)電壓調(diào)節(jié)。輸入引腳輸入正電壓 ， 輸出引腳接負(fù)載 ， 電壓調(diào)節(jié)引腳一個(gè)引腳接電阻 (200 左右 )在輸出引腳 ， 另一個(gè)接可調(diào)電阻 (幾 K)接于地 。 輸入和輸出引腳對(duì)地要接濾波電容 。 LM317 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用電路圖 如圖 321 所示。 圖 321 LM317標(biāo) 準(zhǔn)應(yīng)用電路圖 18 本設(shè)計(jì)中的 LM317 的輸出電壓設(shè)計(jì)電路如圖 322 所示。該電路 的調(diào)節(jié) 電壓范圍為~， 最終輸出電壓范圍為 0V~10V。 加入一定的負(fù)載后，可以測(cè)出其對(duì)應(yīng)的電流值 ，可以達(dá)到 1A。 圖 322 LM317的輸出電壓設(shè)計(jì) 原理圖 19 4