【文章內(nèi)容簡介】 DAC0832 簡介DAC0832 是采用 CMOS 工藝制成的單片電流輸出型 8 位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。旨在直接與 8080，8048，8085，Z80 及其他通用的微型處理器進行相接 [6]。存儲的硅鉻 R2R 電阻梯形網(wǎng)絡將參考電流分開，并為電路提供合適的溫度處理特性（全范圍最大線性溫度誤差的 %）。電路利用 CMOS 電流開關(guān)和控制邏輯來取得最少的電能損耗和最小的輸出泄露電流誤差。特殊的電路也能提供TTL 邏輯輸入電壓的水平兼容。雙緩沖可以使這些 D/A 轉(zhuǎn)換器在獲取下一個數(shù)位字時輸出相應一個數(shù)位字的電壓。這就使得任何一個 D/A 轉(zhuǎn)換器均可進行同步更新。如圖 33 所示DAC0832 引腳分布圖。DAC0832 具有以下幾個特點：（1）電流設置時間：1μs（2）分辨率：8 位（3）線性度：8，9 或者 10 位（保證溫度）（4）低功耗：20mW（5）單電源提供：直流 5~15V圖 33 DAC0832 引腳分布圖封裝引腳的定義：CS：芯片選擇（低電平工作）。ILE：數(shù)據(jù)輸入允許鎖存信號引腳（高電平有效），與 CS 一起選通輸入寄存器 WR1。WR1：輸入寄存器寫選通信號，當 WR1 為高電平時，輸入鎖存器的數(shù)據(jù)開始鎖存，當 ILE 為高電平，同時 CS 和 WR1 為低電平，輸入鎖存器數(shù)據(jù)更新。第 7 頁 共 40 頁WR2：寫選通信號 2（低電平有效）。這個信號和 XFER 邏輯組合，使輸入寄存器的 8 位數(shù)據(jù)打入 DAC 寄存器并開始 D/A 轉(zhuǎn)換。XFER：傳送控制輸入線，低電平有效，使 WR2 工作。DI0 至 DI7：數(shù)據(jù)輸入端，DI0 是最低信號輸入位（LSB），DI7 是最高信號位（MSB）。IOUT1：DAC 電流輸出 1 端。當數(shù)模轉(zhuǎn)換鎖存器全 1 或全 0 時，IOUT1 為最大值。IOUT2：DAC 電流輸出 2 端。IOUT2 是一個持續(xù)的負 IOUT1 ，或 IOUT1 + IOUT2 =常數(shù)（固定參考電壓的滿幅值）。RFB：反饋電阻。反饋電阻為 IC 芯片提供并聯(lián)反饋電阻，外部運算放大器是用來數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供輸出電壓。這個片內(nèi)電阻應始終使用（而不是外部電阻器） ，因為它與所用的芯片的 R 2R 介變電阻匹配并跟蹤這些電阻溫度。VREF：輸入?yún)⒖茧妷?。這種輸入將外部精密電壓源與內(nèi)部 R2R 階梯電阻連接起來。VREF 的選擇范圍可以是 +10V 到10V 。這也是四象限乘法數(shù)模轉(zhuǎn)換器所適合的模擬輸入電壓。VCC：數(shù)字電源電壓。是整個部分的電源供應引腳。VCC 可接 5V 到 15V的直流電壓。運行時的最佳電壓是 15V。GND：10 號引腳必須與地相連，使 IOUT1 和 IOUT2 作為電流輸出開關(guān)。 ADC0804 簡介ADC0804 是常用的 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，容易與單片機接口，輸入方式為單通道，ADC0804 轉(zhuǎn)換速度適中，價格低，應用廣泛 [7]。它具有以下特點：（1）8 位 COMS 依次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器.（2）三態(tài)鎖定輸出（3）存取時間:135μS（4）分辨率：8 位（5）轉(zhuǎn)換時間：100μS（6）總誤差：正負 1LSB（7）工作溫度：ADC0804LCN0~70 度第 8 頁 共 40 頁圖 34 ADC0804 引腳分布圖封裝引腳的定義/CS：芯片選擇信號。/RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制輸出信號。/RD 為 HI 時，DB0~DB7 處理高阻抗：/RD 為 LO 時，數(shù)字數(shù)據(jù)才會輸出。/WR：用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當于 ADC 的轉(zhuǎn)換開始（/CS=0 時），當/WR 由 HI 變?yōu)?LO 時，轉(zhuǎn)換器被清除：當 /WR 回到 HI 時，轉(zhuǎn)換正式開始。CLK IN，CLK R： 時鐘輸入或接振蕩無件（R，C）頻率約限制在100KHZ~1460KHZ，如果使用 RC 電路則其振蕩頻率為 1/（）。/INTR：中斷請求信號輸出，低地平動作。VIN(+) VIN()：差動模擬電壓輸入，輸入單端正電壓時, VIN()接地:而差動輸入時,直接加入 VIN(+) VIN()。AGND,DGND：模擬信號以及數(shù)字信號的接地。VREF：輔助參考電壓。DB0 至 DB7：8 位的數(shù)字輸出。VCC：電源供應以及作為電路的參考電壓。 OP07 簡介OP07 芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的雙極性運算放大器集成電路。由于OP07 具有非常低的輸入失調(diào)電壓（對于 OP07A 最大為 25μV），所以 OP07 在很多應用場合不需要額外的調(diào)零措施。OP07 同時具有輸入偏置電流低（OP07A為177。2nA ）和開環(huán)增益高（對于 OP07A 為 300V/mV）的特點，這種低失調(diào)、高開環(huán)增益的特性使得 OP07 特別適用于高增益的測量設備和放大傳感器的微弱信號等方面 [8]。如圖 35 所示 OP07 引腳分布圖。第 9 頁 共 40 頁圖 35 OP07 引腳分布圖1 和 8 為偏置平衡(調(diào)零端)，2 為反向輸入端，3 為正向輸入端，4 接負電源，5 空腳 6 為輸出，7 接電源正 。4 硬件電路詳細設計 單片機系統(tǒng)外圍電路設計在本次設計中，使用 STC89C52 單片機，其外圍電路有復位電路、晶振電路、按鍵電路、數(shù)碼管顯示、A/D 芯片和 D/A 芯片接口電路。以下是電路的詳細設計。 復位電路設計單片機在啟動的時候都需要復位，使單片機系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，然后開始工作。89 系列的單片機的 RET 引腳是復位信號的輸入端，當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)，振蕩器穩(wěn)定，RET 引腳上出現(xiàn) 2 個機器周期以上的高電平時，單片機就進入數(shù)位狀態(tài)，但是如果引腳 RET 出現(xiàn)持續(xù)的高電平，單片機就處于循環(huán)復位狀態(tài) [9]。復位通常有兩種基本形式：上電復位和手動復位。本次設計采用上電復位。電路圖如圖 41 所示。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 8Jun2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\ By:C4110uF/16VR4110KVCCRES圖 41 復位電路第 10 頁 共 40 頁 時鐘振蕩電路設計單片機的 CPU 實質(zhì)上是一個復雜的同步時序電路，它的工作都是必須在時鐘控制下進行的。CPU 工作發(fā)出的控制信號在時間上的相互關(guān)系就是 CPU 的時序問題 [9]。CPU 的時序需要外部硬件電路來實現(xiàn)，既振蕩器和時鐘電路。51 單片機內(nèi)部都有一個高增益反向放大器，用于構(gòu)成振蕩器，但是構(gòu)成時鐘，外部還需要加一些附加電路。本次設計采用單片機外部加晶振構(gòu)成振蕩電路，如圖 42 所示。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 8Jun2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\ By:Y30112MHzC3122PC3222PX1X2圖 42 單片機振蕩電路該振蕩電路時采用的單片機內(nèi)部時鐘方式，是直接在引腳 XTAL1 和 XTAL2兩端接晶振，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，振蕩器產(chǎn)生的脈沖信號直接送入內(nèi)部時鐘電路。 鍵盤電路設計本次設計為數(shù)控電源，所以需要鍵盤設置輸出電壓，按鍵電路設計簡單，如圖 43 所示。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 20May 2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\My By:1P261P271P241P25K1K2K3K4圖 43 按鍵電路四個按鍵依次為電壓+1V、+ 、1V、與單片機的 P2 口連接。 顯示電路設計第 11 頁 共 40 頁89 系列單片顯示通常采用的是 LED 數(shù)碼管顯示或 LCD 顯示，兩個顯示它們的接口方法是不同的。一般 LCD 配置了專門的驅(qū)動電器，在進行信息顯示時，只需要把信息寫入驅(qū)動電器的存儲器中即可。而數(shù)碼管顯示一般需要的電流較大，數(shù)碼管顯示有兩種方式：靜態(tài)顯示和動態(tài)掃描顯示，在一般應用中主要是采用動態(tài)掃描方式。本次設計采用 LED 數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示，電路圖如下圖 44 所示。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 20May2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\ By:RXDTXDINT0EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10VCC 40GND 20U101AT89C52P10P11P12P13P14P15P16P17T0T1INT1P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P231 2 3 4 5 6 7 8 9KP11Ka bfcgdeDPY11 7 4 2 1 10 5a b c d e f g3dpdpa bfcgde dpa bfcgde dpa bfcgde dpC06C28C39C412LED_DPY4DPY 4LEDVCCCPUX1X2EARESRDWR ALEPSENP24P25P26P27VCC圖 44 數(shù)碼管顯示電路本設計采用共陰數(shù)碼管顯示，數(shù)碼管接在單片機的 P1 和 P2 口，所以單片機 P1 口需要加上拉電阻。 單片機與 DA 接口電路設計由于本次設計需要一個能調(diào)壓的基準電源，所所以在設計的時候采用了DAC0832 單片控制輸出基準電壓。DAC0832 與單片機接口電路如圖 45 所示。第 12 頁 共 40 頁1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 20May2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\ By:1RXD1TXD1INT0EA/VP31X119 X218RESET9RD17 WR16INT012 INT113T014 T115P101 P112P123 P134P145 P156P167 P178P00 39P01 38P02 37P03 36P04 35P05 34P06 33P07 32P20 21P21 22P22 23P23 24P24 25P25 26P26 27P27 28PSEN 29ALE/P30TXD 11RXD 10VCC 40GND 20DPJ1AT89C521P101P111P121P131P141P151P161P171T01T11INT11P001P011P021P031P041P051P061P071P201P211P221P23+5V1X11X11EA1RES1RD1WR 1ALE1PSEN1P241P251P261P27CS1 WR12AGND3 D34D25 D16D07 Vref8Rfb9 DGND10 Iout1 11Iout2 12D713D6 14D5 15D416XFER 17WR2 18ILE74VCC 75DADAC08321P101P111P121P131P171P161P151P141RD1WR+5VAR?LM358AR?LM358 R?10KR? R?10KOUT圖 45 DAC0832 與單片機接口電路 單片機與 AD 接口電路設計本設計為數(shù)控電源，需要采集電源輸出電壓加以顯示，所以本設計選用了ADC0804 采集直流電源電壓，輸入到單片機進行顯示。詳細電路圖如圖 46 所示。1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 20May2022 Sheet of File: d:\業(yè)業(yè)業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)\業(yè)業(yè)