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正文內(nèi)容

基于單片機的直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)

2025-08-14 17:02 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 被內(nèi)部上拉 電阻拉 為高電平,并 可 作為 輸入端口。作 輸入端時,由于外部下拉為低電平, P3 口將輸出電流( ILL)這是由于上拉 電阻 的緣故。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外,更重要的用途是它的第二功能 可作為 AT89S51的一些特殊功能口: RXD(串行輸入口) TXD(串行輸出口) 0INT (外部中斷 0) 1INT (外部中斷 1) T0( 定 時器 0) T1( 定 時器 1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) RD (外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通) ******大學畢業(yè)設(shè)計(論文) 7 P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST: 復位輸入。當振蕩器 工作 時 , RST 引 腳 出現(xiàn) 兩個機器周期 以上 的高電平 將使單片機復位 。 ALE/ PROG :當訪問外 部存儲器時 , 地址鎖存允許 管腳 的輸出電平用于鎖存地址的 低 8 位 字節(jié)。在 FLASH 編程期間,此引腳用于輸入編程脈沖。 即使不訪問外部存儲器, ALE 端 仍 以 時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出正脈沖信號 , 因此它可用作對外部輸出 脈沖或用于定時目的。然而要注意的是:每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時,將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址 單元 上置 0。此 時, ALE 只有在執(zhí)行 MOVX,MOVC 指令 時 ALE 才起作用 。 另外 , 該引腳 會 被略微拉高 ,單片機在執(zhí)行外部程序時,應設(shè)置 ALE 無效。 PSEN : 外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取 指令 期間 , 每個機器周期兩次 PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,這兩次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA /VPP:當 EA 保持低電平時,則在此期間 訪問 外部程序存儲器( 0000HFFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器 。 注意加密方式 1 時 , EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET; 當 EA 端保持高電平時,此 期間訪問 內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間 , 此引腳也用于施加12V 編程 電壓 VPP。 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2: 反向振蕩 放大 器的輸出 端 。 振蕩器特性 : XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石 英 晶 體 振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅(qū)動器 件, XTAL2 應不接。 由于 輸入至內(nèi)部時鐘信號要 通過一個二分頻觸發(fā)器,因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求,但必須保證脈沖的高低電平 符合 要求的寬度。 芯片擦除 : 在并行編程模式,利用控制信號的正確組合并保持 ALE/PROG 引 腳 200ns500ns的低電平脈沖寬度即可完成擦除操作。在串行編程模式,芯片擦除操作是利用擦除指令進行。在這種方式,擦除周期是自身定時的,大約為 500ms。 此外 , AT89S51 設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯,可以在零頻率的條件下 進入 靜態(tài)邏輯,支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下, CPU 停止工作 , 但 RAM,定時器,計數(shù)器,串 行口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下,保存 RAM 的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器,禁止所 有******大學畢業(yè)設(shè)計(論文) 8 其他芯片 的 功能,直到下一個硬件復位為止。 信號處理 電路 D/A 轉(zhuǎn)換器 (DAC0832)引腳及功能介紹 [8]: DAC0832 為電壓輸入、電流輸出的 R2R電阻網(wǎng)絡型的 8位 D/A轉(zhuǎn)換器 , 采用 CMOS和薄膜 SiCr 電阻相容工藝制造,溫漂低,邏輯電平輸入與 TTL 電平兼容。 它可直接與微處理器相連,采用雙緩沖寄存器 , 這樣可在輸出的同時,采集下一個數(shù)字量,以提高轉(zhuǎn)換速度。 DAC0832 的內(nèi)部功能框圖如圖 32 所示。 8 位 輸 入 寄存 器8 位 D A C 寄存 器8 位 D / A 轉(zhuǎn)換 器D I 7D I 6D I 5D I 4D I 3D I 2D I 1D I 01 31 41 51 645678V r e f1 11 29I o u t 1I o u t 2R f bD G N DV C CA G N DM 1M 2M 3D A C 0 8 3 2L E 1 L E 2I L EC SW R 1W R 2X F E R1 02 031 9121 81 7R f b 圖 32 DAC0832 的內(nèi)部功能框圖 引腳 排列如圖 33 所示。 CS1W R 12A G N D3D I34D I25D I16D I07V re f8R fb9D G N D10Io u t 111Io u t 212D I713D I614D I515D I416X F E R17W R 218IL E19V C C20D A C 0 8 3 2 圖 33 DAC0832 的 引腳 排列圖 ******大學畢業(yè)設(shè)計(論文) 9 DAC0832 的組成: DAC0832 主要由 3 部分組成,第一部分是 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器,輸出為電流形式;第二部分是兩個 8 位數(shù)據(jù)鎖存器構(gòu)成雙緩沖形式 ; 第三部分是控制邏輯。單片機可利用控制邏輯通過數(shù)據(jù)總線向輸入鎖存器存數(shù)據(jù),因控制邏輯的連接方式不同,可使 D/A 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入具有雙緩沖、單緩沖和直通 3 種方式。當 1WR 、 2WR 、XFER 及 CS 接低電平時, ILE 接高電平 , 即不用寫信號控制,使兩個寄存器處于開通狀態(tài),外部輸入數(shù)據(jù)直通內(nèi)部 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)輸入端,這種方式稱為直通方式。當2WR 、 XFER 接低電平, 使 DAC0832 中 2 個寄存器中的一個處于開通狀態(tài),只 控制一個寄存器,這種工作方式 叫做 單緩沖工作方式。當 ILE 為高電平 , CS 和 1WR 為低電平,8 位輸入寄存器有效,輸入數(shù)據(jù)存入寄存器。當 D/A 轉(zhuǎn)換時 , 2WR 、 XFER 為低電平,2LE 使 8 位 D/A 寄存器有效,將數(shù)據(jù)置入 D/A 寄存器中,進行 D/A 轉(zhuǎn)換。 2 個寄存器均處于受控狀態(tài),輸入 數(shù)據(jù)要經(jīng)過 2 個寄存器緩沖控制后才進入 D/A 轉(zhuǎn)換器。這種工作方式 叫做 雙緩沖工作方式 [9]。 DAC0832 管腳定義說明如下: CS :片選輸入端,低電平有效,與 ILE 共同作用,對 1WR 信號進行控制。 ILE:輸入的鎖存信號 , 高電平有效 , 當 ILE=1 且 CS 和 1WR 均為低電平時, 8 位輸入寄存器允許輸入數(shù)據(jù);當 ILE=0 時, 8 位輸入寄存器鎖存數(shù)據(jù)。 1WR :寫信號 1, 低電平有效 ,用來將輸入數(shù)據(jù) 送入寄存器中;當 1WR =1 時,輸入寄存器的數(shù)據(jù)被鎖定;當 CS =0, ILE=1 時,在 1WR 為有效電平的情況下,才能寫入數(shù)字信號。 2WR :寫信號 2, 低電平有效,與 XFER 組合,當 2WR 和 XFER 均為低電平時,輸入寄存器中的 8 位數(shù)據(jù)傳送給 8 位 DAC 寄存器 ; 2WR =1 時 8 位 DAC 寄存器鎖存數(shù)據(jù)。 XFER :傳輸控制信號,低電平有效,控制 1WR 有效。 DI0~DI7: 8 位數(shù)字量輸入端,其中 DI0 為最低位, DI7 為 最高位。 Iout1: DAC 電流輸出 1 端,當 DAC 寄存器全為 1 時,輸出電流 Iout1 為最大 ; 當DAC 寄存器中全都為 0 時,輸出電流 Iout1 最小。 Iout2: DAC 電流輸出 2 端,輸出電流 Iout1+Iout2=常數(shù)。 ******大學畢業(yè)設(shè)計(論文) 10 Rfb:芯片內(nèi)的反饋電阻 引出端,用來作為外接 運算放大器 的反饋電阻。在構(gòu)成電壓輸出 DAC 時,此端應接運算放大器的輸出端。 Vref:參考電壓輸入端,通過該引腳將外部的高精度電壓源與片內(nèi)的 R2R 電阻網(wǎng)絡 相連,其電壓范圍為 10~+10V。 VCC: 電源電壓輸入端,電源電壓范圍為 +5~+15V,最佳狀態(tài)為 +15V。 DGND:數(shù)字電路接地端。 AGND:模擬電路接地端,通常與 DGND 相連。 為了將模擬電流轉(zhuǎn)換為模擬電壓,需把 DAC0832 的兩個輸出端 Iout1 和 Iout2 分別接到運算放大器的兩個輸入端,經(jīng)過一級運放得到單極性輸出電壓 U1。當需要把輸出電壓轉(zhuǎn)換為雙極性輸出時 , 可由第二級運放對 U1 及基準電壓 Vref反相求和,得到雙極性輸出電壓 U2。 如圖 34 所示 , 電路為 8 位數(shù)字量 DI0~DI7 經(jīng) D/A 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為雙極性電壓輸出的電路圖 [10]。 U1U2+ 5 VR3R2R1+ 5 VCSW R 1D I 7D I 6D I 5D I 4D I 3D I 2D I 1D I 0I o u t 1I o u t 2X F E RW R 2I L E V r e fR f bD A C 0 8 3 2 圖 34 D/A 轉(zhuǎn)換雙極性輸出電路圖 第一級運放的輸出電壓為 :81 2DU Vref? ? ?其中, D 為數(shù)字量的十進制數(shù) 。 第二級運放的輸出電壓為 : 223121RRU U V ref??? ? ????? 當 R1=R2=2R3 時,則 ? ? 1282 2 1 128DU U V re f V re f?? ? ? ? ? DAC0832 與 AT89S51 的連接 : DAC0832 是一種典型的 8 位轉(zhuǎn)換器,內(nèi)部為雙緩沖寄存器即輸入寄存器和 DAC 寄******大學畢業(yè)設(shè)計(論文) 11 存器 , 1WR 和 2WR 分別為相應兩個寄存器的寫信號控制端, ILE 為輸入 鎖存使能端,高電平有效, CS 為片選端, XFER 為傳輸控制端,它和 2WR 共同控制 DAC 寄存器的工作狀態(tài)。 DAC0832 有兩個接地端 AGND(模擬 信號 接地端)和 DGND(數(shù)字信號接地端 ) ,一般情況下,這兩個地端均 應 并聯(lián)接地。 DAC0832 有三種工作方式: 直通 工作方式,單緩沖工作方式,雙緩沖工作方式,在設(shè)計中選用單緩沖 工作方式 。 DAC0832 的 D/A 轉(zhuǎn)換電路為倒 T 型 R2R 電阻網(wǎng)絡,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 和 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,模擬電壓從 Vref 端輸出。本電路采用后一種模式,其基準電壓通過電阻和 精密基準電壓源組成的穩(wěn)壓電路提供,其基準電壓為 ,作為電路設(shè)計的程序設(shè)計編碼基準電壓。由于 DAC0832 為 8 位轉(zhuǎn)換器,所以采取把 電壓等分256 份,得出 DAC0832 每 一步進輸出的電壓值為 。即: 。 DAC0832 與 AT89S51 的連接圖如圖 35 所示。 + 1 5 V + 5 VP 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 5 ( M O S I )6P 1 . 6 ( M I S O )7P 1 . 7 ( S C K )8R S T9P 3 . 0 ( R X D )10P 3 . 1 ( T X D )11P 3 . 2 ( I N T 0 )12P 3 . 3 ( I N T 1 )13P 3 . 4 ( T 0 )14P 3 . 5 ( T 1 )15P 3 . 6 ( W R )16P 3 . 7 ( R D )17X T A L 218X T A L 119G N D20P 2 . 0 ( A 8 )21P 2 . 1 ( A 9 )22P 2 . 2 ( A 1 0 )23P 2 . 3 ( A 1 1 )24P 2 . 4 ( A 1 2 )25P 2 . 5 ( A 1 3 )26P 2 . 6 ( A 1 4 )27P 2 . 7 ( A 1 5 )28P S E N29A L E / P R O G30E A / V P P31P 0 . 7 ( A D 7 )32P 0 . 6 ( A D 6 )33P 0 . 5 ( A D 5 )34P 0 . 4 ( A D 4 )35P 0 . 3 ( A D 3 )36P 0 . 2 ( A D 2 )37P 0 . 1 ( A D 1 )38P 0 . 0 ( A D 0 )39V C C40A T 8 9 S 5 1CS1W R 12A G N D3D I 34D I 25D I 16D
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