【正文】 片機(jī)編程控制第 4 腳 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端（ H/L），第 5 腳 R/W 讀 /寫選擇端（ H/L），第 6 腳 E 使能信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)顯示效果。 LCD1602 顯示電路如圖 所示。 它的顯示運(yùn)行原理如下： 讀狀態(tài)：輸入： RS=L， RW=H,E=H。輸出： D0～ D7=狀態(tài)字。 寫指令：輸入： RS=L， RW=L， D0～ D7=指令碼， E=高脈沖；輸出：無。 讀數(shù)據(jù)：輸入： RS=H， RW=H， E=H；輸出： D0～ D7=數(shù)據(jù)。 寫數(shù) 據(jù)：輸入： RS=L， RW=L， D0～ D7=數(shù)據(jù)， E=高脈沖；輸出：無 第 18 頁，共 48 頁 圖 電壓 /電流采樣電路 圖 LCD1602顯示電路 鍵盤模塊 系統(tǒng)中鍵盤模塊設(shè)計(jì)了三個(gè)按鍵 KEY2， KEY3， 所示，分別 第 19 頁，共 48 頁 由單片機(jī) 、 、 輸入。 KEY2 為翻頁按鍵 ，最近設(shè)置的電壓大小保存在單片機(jī)的存儲(chǔ)器里，這樣就能省去了反復(fù)設(shè)置電壓的麻煩 。 KEY3 為電壓 增加 ，KEY4 為電壓 減小 ，按一下 KEY3，當(dāng)前電壓增加 ，按一 下 KEY4，當(dāng)前電壓減小 。 圖 鍵盤電路 光信號(hào)采集模塊 由光敏電阻，電位器電阻， NPN 管以及 UA741 運(yùn)算放大器組成，如圖 所示。 當(dāng)光敏電阻受到光照射時(shí)，電阻減小，運(yùn)放同向輸入端為低電平；當(dāng)光照較弱時(shí)，電阻增加，運(yùn)放同向輸入端為高電平。光控電路的輸出信號(hào)經(jīng)過電壓跟隨器后，將比較微弱的電流信號(hào)放大到單片機(jī)能夠識(shí)別的電流，然后由運(yùn)算放大器輸出端將放大后的信號(hào)傳給單片機(jī)的 口。 電路中的集電極電阻 R20 作為限流電阻，保護(hù)三極管；調(diào)節(jié)電位器 R21 能夠改變基極電流，從而控制發(fā)射 極和集電極電流，進(jìn)而控制整個(gè)光控電路對(duì)光信號(hào)的靈敏度。 第 20 頁，共 48 頁 圖 光信號(hào)采集電路 單片機(jī) 口作為光控信號(hào)的輸入口， 口作為輸出端，與繼電器驅(qū)動(dòng)相連。 繼電器驅(qū)動(dòng)模塊 運(yùn)算放大器 UA741 同相輸入端與單片機(jī) 口相連， 因?yàn)閱纹瑱C(jī)高電平時(shí)輸出的電流大概是 ，因此需要采用 由 UA741 構(gòu)成的電壓跟隨器將微弱的單片機(jī)輸出信號(hào)放大，提高帶負(fù)載能力，使輸出電流能夠帶動(dòng)三極管，但為防止電流過大燒壞三極管，因此加上限流電阻，從而通過三極管的開關(guān)作用來驅(qū)動(dòng)繼電器。 繼電器選擇 5V電 壓供電，觸點(diǎn)電流為 1A，吸合電流設(shè)為 50mA，將基極電流控制在 ，故選擇三極管的 100?? ，基極電流所以三極管的集電極電流（負(fù)載電流）的額點(diǎn)值要大于 50mA，三極管的集電極 發(fā)射極和集電極 基極間的最大額定值 ,CBO CEOVV要大于 5V，即 50 , 100 ,CI mA ??? 5 , 5CBO CEOV V V V??， 所以選用 9013 三極管，它的 參數(shù)為 集電極 基極擊穿電壓CBOV 為 30 V，集電極 發(fā)射極擊穿電壓 CEOV 為 25 V，集電極電流為 500 mA ，基極電流為 50mA。 當(dāng)開關(guān)的負(fù)載為繼電器等感性負(fù)載時(shí)，在截?cái)嗔鬟^負(fù)載的電流時(shí)（晶體管進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)時(shí)），會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這時(shí)產(chǎn)生的電壓非常大 ，一般為一百伏或幾百伏 。當(dāng)這種電壓超過晶體管的 ,CBO CEOVV時(shí)，晶體管將會(huì)被擊穿。因此給繼電器并上一個(gè)反向電壓達(dá) 1000V的 1N4007，將集電極的電位鉗制在 ( )CCVV? 左右，防止三極管被擊穿。 繼電器驅(qū)動(dòng)電路如圖 所示。 第 21 頁，共 48 頁 圖 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 軟件設(shè)計(jì) 主程序模塊 圖 軟件主程序流程圖 開始 初始化 數(shù)據(jù)采集 A/D 轉(zhuǎn)換子程序 反饋比較子程序 取鍵號(hào) 電壓是否增加？ 電壓是否減?。? 調(diào)用電壓 加 調(diào)用電壓 減 Y Y N N D/A轉(zhuǎn)換輸出控制燈 第 22 頁，共 48 頁 軟件主程序流程圖如圖 所示，負(fù)責(zé)與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號(hào)。程序運(yùn)行后，開始檢測(cè)是否有鍵按下，若有則進(jìn)入設(shè)定按鍵功能。液晶LCD1602 直接顯示 CPU 設(shè)定的數(shù)值。同時(shí)系統(tǒng)不斷采集外部數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)運(yùn)算、分析，然后發(fā)出命令對(duì)實(shí)際值進(jìn)行相應(yīng)的修正，控制輸出電壓可調(diào)，穩(wěn)定。 電壓 反饋 比較 子 程序模塊 比較 子 程序流程圖如圖 所示，通過比較子程序得出實(shí)際值與設(shè)定值的差值，如果是實(shí)際值大于設(shè)定值則將原來的 顯示 設(shè)定值減去這個(gè)差值再轉(zhuǎn)換，如果是實(shí)際值小于設(shè)定值則將原來的 顯示 設(shè)定值加上這個(gè)差值再轉(zhuǎn)換。 圖 反饋 比較 子 程序流程圖 保留顯示設(shè)定值 |實(shí)際值 設(shè) 定差值 |大于 1? 原來的顯示設(shè)定值 +差值 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 顯示結(jié)果 返回 N N Y Y 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 實(shí)際值 設(shè)定值 ？ 原來的顯示設(shè)定值 差值 第 23 頁，共 48 頁 按鍵掃描子程序模塊 在開始掃描發(fā)現(xiàn)有鍵按下時(shí)，先進(jìn)行消抖，防止由于按鍵振動(dòng)導(dǎo)致誤判。然后依次判斷第一個(gè)鍵、第二個(gè)鍵和第三個(gè)鍵是否按下，當(dāng)判斷其中某一個(gè)鍵按下，立即輸出返回值。 按鍵掃描程序流程圖如圖 所示。 圖 按鍵掃描子程序流程圖 N N N Y Y Y 開始 掃描按鍵 第三個(gè) 鍵按下 輸出返回值 退出 是否有鍵 按下 消 抖 第一個(gè)鍵 是否按下？ 第二個(gè)鍵 是否按下？ 第 24 頁，共 48 頁 系統(tǒng)測(cè)試 硬件測(cè)試 在進(jìn)行 DAC0832 電壓的調(diào)試 時(shí) ，調(diào)節(jié)電位器 R6 使三端穩(wěn)壓器 LM337穩(wěn)定輸出電壓為 5V。由于三端穩(wěn)壓器 LM337 性能不是很穩(wěn)定，要細(xì)心 調(diào)試， 直到 輸出電壓達(dá)到要求。 運(yùn) 算放大器 OP07 的正輸入端電壓是來自于 DAC0832 的輸出。 所以在 調(diào)試過程中，要測(cè)量 OP07 的輸出端電壓是否為 的步進(jìn)。由于電阻會(huì)存在誤差，測(cè)試時(shí)又要考慮是否需要稍微增加或減少 DAC0832 的輸入 電壓， 以保證系統(tǒng)的精確度。 由于運(yùn)算放大器 OP07 是采用雙電源供電，所以 雙電源 可能會(huì)存在不平衡性，以至于 造成放大的誤差。要 反復(fù)調(diào)節(jié)電位器 R10 使放大系統(tǒng)達(dá)到平衡 狀態(tài) 。 如果 數(shù)控電源的最終輸出端沒有達(dá)到步進(jìn)為 ， 這時(shí)就需要 檢查三端穩(wěn)壓器 LM317 的性能好壞。 在檢測(cè)運(yùn)算放大器是否起到電壓放大作用時(shí)，如果電壓沒有放大， 先檢查運(yùn)放的每個(gè)引腳是否接對(duì)，再檢查運(yùn)放的 VCC 驅(qū)動(dòng)電源是否接上，最后檢查元器件是否損壞。 在調(diào)試三極管時(shí)，發(fā)現(xiàn)三極管不能按要求進(jìn)行導(dǎo)通和關(guān)斷。這時(shí)先看看三極管的每個(gè)引腳是否 接錯(cuò)，如果沒有再用萬用表測(cè)量每?jī)蓚€(gè)腳之間的阻值，檢查三極管是否燒壞。 DEG942 繼電器是否能夠正常工作。用一個(gè) 5V電源接在繼電器驅(qū)動(dòng)電源兩端，當(dāng)聽到“嘡”的一聲，用萬用表測(cè)量其中一組管腳是否導(dǎo)通；然后將 5V電源去掉后，再次聽到“嘡”的一聲，用萬用表測(cè)量另外一組管腳是否導(dǎo)通。如果兩組管腳都能夠?qū)ǎ芾^電器正常；如果在接通電源前后導(dǎo)通管腳并沒有變化，則先檢查驅(qū)動(dòng)電源是否正常為 5V，不是則繼電器已損壞。 在測(cè)量時(shí)，用穩(wěn)定可調(diào)直流源向單片機(jī)輸入電壓，通過單片機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)模轉(zhuǎn)換后，用萬用表測(cè)量測(cè)量數(shù) 模轉(zhuǎn)換器的輸出端，這樣就能得到測(cè)量數(shù)據(jù)。在用可調(diào)直流源進(jìn)行輸入時(shí)，先用萬用表測(cè)量輸入端電壓是否存在誤差，在確定輸入電壓準(zhǔn)確的情況下再進(jìn)行測(cè)量操作。測(cè)量結(jié)果如表 所示。 第 25 頁，共 48 頁 測(cè)量結(jié)果： 表 電壓測(cè)試表 系統(tǒng) 理論電壓值（ V） 系統(tǒng)測(cè)量電壓值（ V） 誤差（ V） 0 0 0 根據(jù)上表測(cè)量數(shù)據(jù)情況進(jìn)行數(shù)據(jù)誤差 分析： 絕對(duì)誤差：（ ++?? +0+） /12= （式 ） 相對(duì)誤差 rA=（ ++?? +0/+） /12=%（式 ） 由式 、式 所示，相對(duì)誤差為 %2%，符合本設(shè)計(jì)要求。 軟件調(diào)試 采用 keil uvision2 進(jìn)行調(diào)試。在編制完 C 語言后，在 keil uvision2 界面下進(jìn)行調(diào) 試分析。在進(jìn)行調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)了諸多問題，例如：在主程序中應(yīng)用到的函數(shù)，沒有在程序開始對(duì)其定義； 在某一句程序完結(jié)后沒有加上分號(hào)；在某一段程序中多加了一個(gè)大括號(hào)，導(dǎo)致了這一段的每一句程序都顯示有錯(cuò)誤；在編制程序時(shí)編了兩段主程序，導(dǎo)致了子程序無法調(diào)用。在同學(xué)和老師的幫助下，我一步一步地將這些錯(cuò)誤修改完成。 編譯結(jié)果如圖 所示。 第 26 頁，共 48 頁 圖 程序編譯結(jié)果 在 proteus 中畫好電路圖之后，將 keil 編寫的源程序?qū)?STC89C52 單片機(jī)中后進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果 如圖 所示 。 圖 仿真結(jié)果 第 27 頁，共 48 頁 總結(jié) 和展望 經(jīng)過幾十天的艱苦奮戰(zhàn)，在老師的悉心指導(dǎo)下終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求，雖然過程是艱苦的，但是我一步一個(gè)腳印的走了過來，最終獲得了成功的喜悅。 畢業(yè)設(shè)計(jì)之初，我以飽滿熱情投入到工作中去，積極詢問指導(dǎo)老師，虛心向同學(xué)請(qǐng)教，認(rèn)真查閱圖書、資料、手冊(cè)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)之中，我學(xué)到了許多寶貴經(jīng)驗(yàn)。鍛煉了我獨(dú)立思考，獨(dú)立分析，獨(dú)立解決問題的能力，同時(shí)以深刻感到自己對(duì)許多知識(shí)還不甚了解。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)一些已學(xué)過的知識(shí)，是一個(gè)很好的回顧，鞏固了自己所學(xué)的知識(shí)，又從實(shí)踐中驗(yàn)證了理論知識(shí)，實(shí)踐與理論相結(jié)合。 本設(shè)計(jì)是采用 以單片機(jī)為核心，通過 LM317 三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，采用 D/A輸出調(diào)節(jié)晶體管的偏置電流 /電壓。此方案能夠有效的節(jié)省時(shí)間，并且提高輸出精度。當(dāng)單片機(jī)通過閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路的 A/D 轉(zhuǎn)換檢測(cè)到電壓沒達(dá)到設(shè)定值時(shí)，將再次對(duì)輸出電壓進(jìn)行調(diào)制，直到輸出電壓達(dá)到設(shè)定值；電壓值理論上是線性變化的，不會(huì)產(chǎn)生高次諧波?；具_(dá)到了此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。 通過本次設(shè)計(jì)，以前沒有認(rèn)真消化、吸收的、不能觸類旁通的、彼此各科知識(shí)沒有有效地掌握的以及遇到問題不知從何下手的，現(xiàn)在在指導(dǎo)老師的幫助下，得到了解決。而且在幾個(gè)月的設(shè)計(jì)中，綜合能力 得到了提高。 放眼今后，路燈穩(wěn)壓控制系統(tǒng)今后的發(fā)展方向之一將是以微處理器為核心的數(shù)控穩(wěn)壓系統(tǒng)，它將利用最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及數(shù)字化技術(shù)，充分發(fā)揮微處理器強(qiáng)大的信息處理能力，使其突破傳統(tǒng)穩(wěn)壓系統(tǒng)的概念。將來控制電路采用全數(shù)字化，并且進(jìn)一步提高了電源設(shè)備的可靠性；將隨著微處理器和監(jiān)控軟件的引入，電源的自我監(jiān)控能力普遍增強(qiáng)，可以實(shí)時(shí)地監(jiān)控設(shè)備本身的各種運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)，預(yù)警功能和故障診斷功能，有效地實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)電源的無人值守；隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用日益普及和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，在管理上達(dá)到網(wǎng)絡(luò)化，電源設(shè)備具備數(shù) 據(jù)處理和通信能力，通過其智慧型人機(jī)界面，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可以隨時(shí)監(jiān)控電源設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)；具有遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)功能，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員可定時(shí)開關(guān)電源。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化將是穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，加上計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，將使之具有非常廣闊的發(fā)展空間。 第 28 頁，共 48 頁 參考文獻(xiàn) [1] 胡漢才 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,1996 [2] 鄒紅 .數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì) [M].北京 :人民郵電出版社， 2021 [3] 李祥臣 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)教程 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 .2021 [4] 李朝青 .單片機(jī)原理及其接口技術(shù) [M].北京 :航空大學(xué)出版社 ,1998 [5] 鄔寬明 .單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè) [M].北京 :航空大學(xué)出版社 ,1998 [6] 先鋒 工作室 .單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021 [7] 湯毅剛 ,彭喜元 ,孟升衛(wèi) ,劉兆慶 .MCS51 單片機(jī)使用子程序設(shè)計(jì) [M].哈爾濱 :工社業(yè)大學(xué)出版 ,2021 [8] 陳明熒 .8051 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)教材 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,2021 [9] 揚(yáng)本文 ,鄭旭東 .城市路燈照明節(jié)能方案及運(yùn)行管理 [J].湖北電 力 ,2021(8)：6162 [10] 鄒常茂 ,韓慶軍．國(guó)內(nèi)智能照明節(jié)電器設(shè)備的現(xiàn)狀與技術(shù)特性 [J].節(jié)能與環(huán)保， 2(X)3(12)： 5253 [11] 王新賢 .通用集成電路速查手冊(cè) [M].濟(jì)南 :山東科學(xué)技術(shù)出版社 ,2021 [12] 馬忠梅 .單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì) [M].北京 :北京北航出版社 ,2021 [13] 潘新民 王燕芳 .微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù) [M].北京 :高等教育出版 ,2021 [14] 李鴻 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].湖南 :湖南大學(xué)出版社 ,2021 [15] 李葉紫 . 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