【文章內(nèi)容簡介】 電壓信號。它有三種工作方式：不畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 11 頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 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，由電路圖可知，由于 /XFER=0/CS=0/ ILE=1， DAC 寄存處于工作狀態(tài)。所以只要把 /WR1/WR2 置低電平時，寫 p2 口，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(yīng)的模擬電壓，一旦寫入操作結(jié)束， /WR1 和 /WR2 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。 （三） 放大器部分 放大器選擇范圍比較大，只要放大器滿足放大值達到 0~15V，放大倍數(shù) 2~5 倍，頻率要求不高。最大提供電源為 +15V 和 15V，因此不可避免線性度有較大要求。而放大值要有 15V 電壓差，不可避免的需要同時用到正負(fù)量程。因此對放大器的調(diào)零也有較大要求。先后使用 TL082，TL081， OP07。最后確定用 OP07。同時因為要在正向放大時提供正偏壓，因此采用 082 制作了一個同項輸入跟隨器，做電氣隔離。對于 TL082 和OP07 參數(shù)及優(yōu)點如下 1. TL082 TL082 是通用的 JFET 雙運算放大器 。其特點有：較低的輸入偏置電壓和偏移電流；輸出設(shè)有短路保護；輸入級具有較高的輸入阻抗；內(nèi)建頻率補償電路；較高的壓擺率。最大工作電壓： 18V~18V 2. OP07 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 25μ V）， 所以 OP07 在很多應(yīng)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 適用于高增益的測畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 12頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 量設(shè)備和放大傳感器的微弱信號等方面。 超低偏移： 150μ V 最大 低輸入偏置電流： 低失調(diào)電壓漂移： V/℃ 超穩(wěn)定，時間： 2μ V/month 最大 高電源電壓范圍： 177。 3V 至177。 22V 圖 （四）電源輸入部分 實驗中主要采用 L7805， L7815， L7915 三種穩(wěn)壓器，外加電源部分設(shè)置成 +/20V，可由 220V 電源經(jīng)變壓得到，并將 20V 直接接到 LM317 中3 端輸入口，另外將 +20V 通過 L7815，穩(wěn)壓后輸出為 +15V，將 20V 通過L7915，穩(wěn)壓后輸出為 15V，并將 +/15V 電壓加載到放大器的電源正負(fù)管腳上，另外 DAC0832 的電源管腳 20 腳和 19 腳 ILE 腳也要接 +15V。再將 +15V 又經(jīng)過 L7805 后變成 +5V，這個壓值可供應(yīng)到單片機電源及顯示部分。還需要在 L7815 的 1， 3 腳， L7915 的 2， 3 腳以及 L7805 的 1， 3畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 13頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 腳各自與地之間并聯(lián)連上 220 微法電解電容和 微法磁片電容，目的是為了濾除低頻雜波和高頻雜波。 圖 （五）穩(wěn)壓器部分 穩(wěn)壓電路 設(shè)計采用的是常用的可調(diào)集成穩(wěn)壓器 LM317。 LM317 是美國國家半導(dǎo)體公司的三端可調(diào)正穩(wěn)壓器集成電路。輸出電壓范圍是 至 37V，負(fù)載電流最大為 。它的使用非常簡單，僅需兩個外接電阻來設(shè)置輸出電壓。此外它的線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率也比標(biāo)準(zhǔn)的固定穩(wěn)壓器好。 LM317 內(nèi)置有過載保護、安全區(qū)保護等多種保護電路。 通常 LM317 不需要外接電容，除非輸入濾波電容到 LM317 輸入端的連線超過 6 英寸（約 15 厘米）。使用輸出電容能改變瞬態(tài)響應(yīng)。調(diào)整端使用濾波電容能得到比標(biāo)準(zhǔn)三端 穩(wěn)壓器高的多的紋波抑制比。 LM317 能夠有許多特殊的用法。比如把調(diào)整端懸浮到一個較高的電壓上，可以用來調(diào)節(jié)高達數(shù)百伏的電壓，只要輸入輸出壓差不超過 LM117/LM317 的極限就行。當(dāng)然還要避免輸出端短路。還可以把調(diào)整端接到一個可編程電壓上，實現(xiàn)可編程的電源輸出。 特性簡介 A 可調(diào)整輸出電壓低到 。 B 保證 輸出電流。 C 典型線性調(diào)整率 %。 畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 14頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 D 典型負(fù)載調(diào)整率 %。 E 80dB 紋波抑制比。 F 輸出短路保護 。 G 過流、過熱保護。 H 調(diào)整管安全工作區(qū)保護。 I 標(biāo)準(zhǔn)三端晶體管封裝。 圖 三端晶體管的封裝 圖 （六）按鍵部分 設(shè)計中共用到按鍵數(shù)為 7 個，其中一個為單片機上的復(fù)位鍵，另外畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 15頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 6 個分別命名為 K1~K6， K1~K4 分別接單片機 P0 口的 ~， K5， K6接 ， 。功能為： K1 鍵：退出功能； K2 鍵：預(yù)置數(shù)（設(shè)置一個數(shù)值為初始值）； K3 鍵：自動掃描鍵（掃描電壓值，并在 LED 上自動顯示）； K4 鍵：輸出三角波電壓 /在預(yù)置數(shù)值時整數(shù)和小數(shù)部分切換； K5 鍵：對輸出穩(wěn)定電壓進行遞減； K6 鍵：對輸出穩(wěn)定電壓進行遞增。 （七）數(shù)碼顯示輸出部分 這是決定系統(tǒng)使用是否方便的關(guān)鍵。這里又有兩個方案。 方案一：采用電陣式液晶顯示器（ LCD）顯示。雖然其功能強大，可顯示各種字體的數(shù)字，漢字，圖象，還可以自定義顯示內(nèi)容，但是編程復(fù)雜，需要消耗大量時間完成顯示部分的編程工作，成本也比普通數(shù)碼管貴。 方案二：采用通用 LED 數(shù)碼管顯示。雖只能顯示非常有限的符號和數(shù)碼字，但是在本設(shè)計中完全滿足顯示需要，且編程簡便 . 分析以上兩種方案的優(yōu)缺點，本設(shè) 計采用方案二。 這里我們使用的是通用的 4 位集成數(shù)碼顯示管如圖 圖 1腳 4 2腳 a 3腳 f 畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 16頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 4腳 3 5腳 2 6腳 b 7腳 1 8腳 g 9腳 c 10腳 db 11腳 d 12 腳 e 其中 4 個 (14)分別對應(yīng)單片機 P0 端口 (~) 2 個 LED 端口的 8 個引腳 a， b， c， d， e， f， g， db 對應(yīng) P1 端口，且之間加阻值為 330 歐姆的電阻，否則電流過大，使電源部分的穩(wěn)壓器過熱，顯示管顯示過亮。如圖 圖 三、系統(tǒng)軟件部分設(shè)計 系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用匯編語言，對單片機進行編程實現(xiàn)各功能 程序是在 Wnidows xp 環(huán)境下采用 WAVE 6000 軟件編寫的，可以實現(xiàn)對按鍵輸入高電平，對電壓增加 +/，預(yù)置電壓值等功能 （一）主程序流程圖 判斷計數(shù)器是否加一若則進行三角波判斷， 若是則判斷是否輸出三角波判斷，是否進行三角波掃描，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換的輸出 畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 17頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 圖 畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 18頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 （二）預(yù)置數(shù)流程圖 圖 畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 19頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 四、系統(tǒng)調(diào)試測驗 （一） 系統(tǒng)調(diào)試 ： 先斷開所有除輸入電源以外的其他電源接入線，在外部電源輸入部分加入正負(fù) 20 V 的電壓，通過 L7815 的 1 腳，和 L7915 的 2 腳，后用萬用表測量 L7815 的 3 腳為 15V， L7915D 3 腳為 15V， L7805 的 3 腳為 +5V，同時測試單片機， DA0832，放大器等底座接口供電。電源部分正常。 LED 顯示：編制簡單的顯示小程序驗證正常。 ：用程序驗證。 4 .DAC 測試：調(diào)整 Iout1/Iout2的基準(zhǔn)電壓使輸入 255 時輸出電壓 。用軟件測試輸出。 ：這是我們最感頭痛的地方，從 082， 081， OP07，一直達不到滿意的要求。最后終于發(fā)現(xiàn)問題來自電源 15V 的紋波干擾，為此，我們把電源模塊和放大模塊重新獨立制作調(diào)試。最終采用 OP07 加082 的方式。首先用 OP07 建立正項放大器，信號從正端輸入，然后對 OP07的 2/3 腳短路接地，調(diào)節(jié)調(diào)零電阻絲輸出為零。然 后在正項加 5V 電壓，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)為 2 倍，因為電源為 +15/15 所以放大輸出最大到 +14V，而且 LM317 的調(diào)零必須用到負(fù)電壓，因此改變負(fù)端的參考電壓來得到負(fù)電壓。考慮到參考電壓用滑動變阻器得到，用 082 的一個放大器制作正項跟隨器進行電器隔離。用滑動變阻器調(diào)節(jié)輸出電壓，使 DAC 輸出為 0時， OP07 輸出 5V。所以最終 OP07 輸出為 5V~+10V，達到 LM317 的電壓差要求。 畢 業(yè) 設(shè) 計 正 文 第 20頁 哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院印制 圖 圖 6 .LM317 調(diào)試：調(diào)節(jié)滑動變阻器，使 DAC 輸出 0V 放大器輸出 5V時 LM317 輸出 0V。 （二）系統(tǒng)測試 1 系統(tǒng)功能測試（詳細(xì)敘述略） a、系統(tǒng)操作及面板說明 b、符合設(shè)計提出的基本功能及提出的部分發(fā)揮功能 2 系統(tǒng)指標(biāo)測試 表 數(shù)據(jù)記錄（室溫下） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 預(yù)置電壓 /V（數(shù)碼顯示）