【正文】 圖 UA741引腳圖 20 第 5 章 數(shù)控電壓源的軟件系統(tǒng) 主程序 主程序流程框圖如圖 所示： 主程序的源程序見附錄 2。 圖 主程序流程圖 21 子程序 外中斷 1 子程序 外中斷 1子程序流程框圖如圖 所示 : 外中斷 1子程序的源程序見附錄 3。 圖 外中斷 1子程序流程圖 22 顯示子程序 顯示子程序流程 框圖如圖 所示： 顯示子程序的源程序見附錄 4。 圖 顯示子程序流程圖 開 始初始化暫存顯示的電壓值查表取段控碼段控碼送P 2 口位控碼送P 1 口修改位控碼修改段控碼？3 位掃描完 調(diào)延時子程序返 回YN 23 鍵掃子程序 鍵掃子程序流程框圖如圖 所示： 鍵掃子程序的源程序見附錄 4。 圖 鍵掃子程序流程圖 24 第 6 章 電路的 調(diào)試 硬件的調(diào)試 硬件的調(diào)試過程 電路調(diào)試過程中遇到的問題和解決辦法： (1).電路線路比較多，容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象，數(shù)碼顯示由于短路出現(xiàn)顯示不正常顯示，整理線路后能夠正常顯示。 (2).制作 和測試－ 12V 電源時，由于沒有認真參考整流管的接法和 7912 的芯片資料，出現(xiàn)一次整流電容爆裂。 (3).數(shù)碼顯示出現(xiàn)問題，檢查電路發(fā)現(xiàn) P2 口沒有加上拉電阻，數(shù)碼顯示的亮度不夠，加上上拉電阻能正常顯示。 (4).穩(wěn)壓管 7812 的輸出端輸出電壓，檢查電路，發(fā)現(xiàn)輸出端需要增加一個電容，增加后問題得到解決。 (5).由于數(shù)碼管顯示的電壓不是從 LM350 輸出的實際電壓值，所以顯示的電壓與實際的電壓值有一點的差距，為了減少誤差，且從前面的電壓調(diào)整電路可知輸出電壓與電阻是成線性關系的，所以首先必須調(diào)節(jié)輸出電壓的線性關系。 線性關系主要是這樣調(diào)節(jié)的： ① 首先輸入 的電壓，調(diào)節(jié)電位器，使輸出也為 的電壓； ② 通過鍵盤設置，使輸入為 的電壓，反復調(diào)節(jié)電位器，使輸出為 ? 的電壓； ③ 通過鍵盤設置，使輸入為 的電壓，反復調(diào)節(jié)電位器，使輸出為 ? 的電壓； ④ 通過鍵盤設置，使輸入為 的電壓，反復調(diào)節(jié)電位器，使輸出為 ? 的電壓； ⑤ 通過鍵盤設置，使輸入為 的電壓，反復調(diào)節(jié)電位器，使輸出為 ? 的電壓。 通過調(diào)節(jié)輸入輸出電壓的線性關系，確定電位器的阻值。調(diào)好了線性關系后，電位器使固定下來了，在以后的操作中不能改變電位器的阻值。隨著電位器阻值的確定，運算放大器的放大倍數(shù)也就確定下來了。 25 電路數(shù)據(jù)的測試 (1).電壓輸出范圍的測試 主要測試儀器：數(shù)字萬用表 ① 設計要求的范圍內(nèi) ， 通過程序電壓極值 ， 先設最低值，再設最高值 ， 用數(shù)字萬用表測量相 應 的輸出電壓 ， 重復測試三次 ， 具體測試數(shù)據(jù)如表 ： 表 電壓輸出范圍測試數(shù)據(jù) 次數(shù) 第一次 第二次 第三次 極值 Vmin() Vmax() Vmin Vmax Vmin Vmax 設定值 實測值 試驗誤差 0 ②誤差分析 從上表的數(shù)據(jù)看出，實際輸出的電壓最低值達不到要求的 0V，主要原因是在設計電 路原理的時候考慮到條件不足， 0832的基準電壓只能是 +5V，如果能使 0832的基準電壓能夠是 5V，則可以達到要求。 最低值誤差＝（ ＋ ＋ ） /3==6mV 最高值誤差＝（ ＋ ＋ 0） /3==5mV 總體分析 ：由以上數(shù)據(jù)分析可知 ， 在兩端點處，系統(tǒng)最大誤差 為 6mV，完全達到題目設計要求。 (2).步進控制測試： 主要測試儀器：數(shù)字萬用表 ① 在規(guī)定的范圍內(nèi)，先設定一個初始值（若不設定，則系統(tǒng)默認為 ）。然后通過功能鍵在初始值的基礎上進行先 步進控制，然后再步減。測試五組數(shù)據(jù)如表 : 表 步進控制測試數(shù)據(jù) 次數(shù) 第一次 第二次 第三次 第四次 第五次 初始值 步進 步減 步進誤差 0 步減誤差 0 0 26 ②誤差分析 分析上表，在中 間 段誤差較小，兩端誤差變大，這一方面與電源部分影響有關 ，另 外 受運放 比較精度及 0832的基準電壓和 0832的量化誤差的影響 。 可通過調(diào)節(jié)電位器對數(shù)模輸出補償來減小誤差。 總體來說基本上達到設計要求。 軟件調(diào)試 (1).主程序的調(diào)試 在調(diào)試主程序時，由于沒有調(diào)啟動 0832 的程序， DA 轉(zhuǎn)換不能正常進行，調(diào)用后能正常進行 DA轉(zhuǎn)換。 (2).顯示子程序的調(diào)試 在調(diào)試顯示子程序時，由于調(diào)用的延時時間不夠，數(shù)字在數(shù)碼管上顯示不穩(wěn)定，出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象，且閃爍頻率不一致，通過多次調(diào)試，改變延時時間，最終數(shù)字能穩(wěn)穩(wěn)地顯示在數(shù)碼管上。 (3).中斷子程序的調(diào)試 在調(diào)試中斷子程序時，開 始我采用的是電平觸發(fā)方式，但達不到要求，按下調(diào)整按鍵沒有松開，中斷程序一直在執(zhí)行，也就是說中斷程序不只執(zhí)行一次，改為脈沖觸發(fā)方式后，能達到理想的效果。 27 第 7 章 數(shù)控電壓源的使用說明 此數(shù)控電壓源輸出電壓值在 ～＋ 之間。 A 鍵用于電源步進加或調(diào)整加； B 鍵用于電源步進減或調(diào)整減 ，每按一次分別加或減 ； C、 D鍵用于調(diào)整電壓的整數(shù)位， C鍵用于調(diào)整電壓加 1V， D 鍵用于調(diào)整電壓加 1V，每按一次分別加或減 1V。 E鍵用于設置電源的設置狀態(tài)和輸出狀態(tài)。 使用該多功能數(shù)控電壓源操作簡 單。當上電時， 電源會輸出設置的 ， 按E鍵就進入設置狀態(tài)，可以設置電壓，若在此時再按一次按下 A 鍵， 電壓加 ，按B鍵 電壓減 ，按 C 鍵 電壓加 1V，按 D 鍵 電壓減 1V，若設置完成，可按 E鍵跳出電壓設置狀態(tài)，即可輸出設置的電壓值。在輸出狀態(tài)也可按 A、 B鍵，使電壓步進 。 28 結(jié) 論 本次設計過程中，對紋波也沒有提出很嚴格要求，所以常用的穩(wěn)壓集成電路就可以滿足要求。在電路中采用了模擬器件和數(shù)字器件所以需要 +5V、和 ? 12V 電源供電。本設計輸出的電壓 穩(wěn)壓精度高，可以用在對直流電壓要求較高的設備上，或在科研實驗室中當作實驗電源使用。 在本次設計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，給我的感覺就是很難，很不順手，看似很簡單的電路，要動手把它給設計出來，是很難的一件事，主要原因是我們沒有經(jīng)常動手設計過電路以及在設計過程中用到的知識我學得不是很扎實，還有資料的查找也是一大難題，這就要求我們在以后的學習和工作中，應該注意到這一點，更重要的是我們要學會把從書本中學到的知識和實際的電路聯(lián)系起來，這不論是對我們以后的就業(yè)還是學習，都會起到很大的促進和幫助。 不過本次設計中仍有不 足之處，其中主要的不足之處 沒有達到 0V 的設計要求。其主要原因是設計條件不夠，使得 0832 的基準電壓只能為 +5V，所以其只能輸出負電壓。而且 LM350 的輸出端比輸入端高也至少 的電壓，所以在本次設計中不能達到 0V的電壓，但如果在 0832 的其準電壓上再加上一個 5V 的基準電壓便可達到輸出 0V 的要求。 同時，通過本次畢業(yè)設計，鞏固了我們學習過的專業(yè)知識，也使我們把理論與實踐從真正意義上相結(jié)合了起來；考驗了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡搜集、查閱相關文獻資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測驗，認識到自己哪方面有欠缺 、不足，以便于在日后的工作中得以改進、提高；通過使用電路 CAD 軟件 Protel99se，也讓我們了解到計算機輔助設計 (CAD)的智能化，有利于提高工作效率。 29 參考文獻 [1] 李廣弟等 .單片機基礎 .北京：北京航空航天大學出版社， 2021. [2] 何立民 .MCS51系列單片機應用系統(tǒng)設計 .北京：北京航空航天大學出版社， 2021. [3] 李光飛 .51系列單片機設計實例 . 北京：北京航空航天大學出版社， 2021. [4] 張陵山，陳國平，楊子華 .C 語言程序設計 .長沙：湖南大學出版社， 2021. [5] 馬忠梅，張凱 .單片機的 C 語言應用程序設計 .北京：北京航空航天大學出版社，2021. [6] 何立明 .單片機程序設計 .北京： 電子工業(yè)出版社， 2021. [7] 謝維成 .單片機原理與應用及 C51 程序設計 .北京 :清華大學出版社， 2021. [8] 2021 年全國大學生電子設計競賽匯編 .北京： 電子工業(yè)出版社， 2021. 30 致 謝 首先，我要感謝內(nèi)蒙古大學電子信息工程學院所有老師，是他們孜孜不倦的教誨我，使我具備了良好的基礎知識，并掌握了學習的方法，才能夠有今天的這個課題的論文。在本次畢 業(yè)設計中，由于開始的時候電路和工作原理及一些問題不是清楚，在朱老師的一步步的查漏補缺的指導下，才查明原因，然后修改 PCB 板才做出現(xiàn)在的實物。在此特別感謝我們的指導老師 —— 朱麗老師給予的耐心的指導，也非常感謝學院的創(chuàng)新實驗室為我們提供良好的實驗場地及實驗設備，給我們的設計有了很大的幫助，同時感謝同組成員對我的大力支持與信任，也一并感謝寢室兄弟們對我的支持！ 我還要感謝我的父母、家人和朋友，我的成績和他們的支持和鼓勵是分不開的，他們的關心和鼓勵永遠都是我前進和成長的動力。 最后，向所有關心、幫助過我的老師、同 學、朋友和家人表示最誠摯的謝意！ 學生簽名 日 期： 2021/05/30 31 附 錄 附錄 1：元器件清單 表 1 元器件清單 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 封 裝 電解電容 2200μ F 2個 22μ F 3個 470μ F 2個 電容 F 3個 30pF 2個 電阻 5個 27Ω 1個 5K 2個 220Ω 1個 2個 1K 1個 排阻 2個 SIP9 電位器 20k 1個 WR1 插針 AC220V IN 1個 SIP2 DC 5V IN 1個 SIP2 DC 15V IN 1個 SIP3 晶振 12MHz 1個 XTAL2 穩(wěn)壓管 78L12 1個 TO220A MC7912T 1個 TO220A 單片機 AT89S52 1塊 DIP40 整流堆 BRIDGE1 1個 TO72 AD轉(zhuǎn)換芯片 DAC0832 1塊 DIP20 二極管 LED 2個 LED0 數(shù)碼管 LED_3 1個 LED_03 運放 LM324 1個 DIP14 UA741 1個 DIP8 調(diào)整管 LM350 1個 TO220L 三極管 NPN 3個 TO92A 變壓器 TRANSCT 1個 TRAN5 32 附錄 2： 源程序清單 (1) 主程序的源程序清單 : include include include include define uchar unsigned char define DAC0832 XBYTE[0XEFFF] uchar biaozhi。 float vol。 sbit CS=P3^4。 sbit e=P1^6。 sbit f=P1^5。 sbit g=P1^4。 sbit h=P3^3。 uchar led[3]。 uchar t=0。 void put_on_leds ()。 //顯示輸出函數(shù) char code ledm[]={ 0x3F,/*0*/ 0x06,/*1*/ 0x5B,/*2*/ 0x4F,/*3*/ 0x66,/*4*/ 0x6D,/*5*/ 0x7D,/*6*/ 0x07,/*7*/ 0x7F,/*8*/ 0x6F,/*9*/ 0x80,/*.*/ }。 33 /**********************************主函數(shù) ******************************* * 函數(shù)原型： main()。 * 功 能 : 調(diào)整電壓 ,調(diào)用 put_on_leds()函數(shù)顯示電壓 ***********************************************************************/ void main (void) { uchar keyzhiii。 biaozhi=0。 //次數(shù)初始化 EA=1。 //開總中斷 EX1=1。 //開外部中斷 1 IT1=1。 //設置外部中斷 1為脈沖觸發(fā)方式 vol=。 //輸出 5伏電壓 adata()。 //啟動 0832 put_on_leds()。 //調(diào)顯示函數(shù) delay(100)。 //調(diào)延時函數(shù) while(1) { keyzhiii=key()。 //調(diào)鍵掃 switch(keyzhiii) //按鍵功能控制 { case 0: //沒鍵按下 ,等待 {put_on_leds()。 //調(diào)顯示函數(shù) delay(10)。}break。 //調(diào)延時函數(shù) case 1: //A鍵按下處理程序 {t=t+3。 //P0口數(shù)據(jù)加 3 if(vol==) vol=。 else vol=vol+。 //輸出電壓增加 adata()。}break。 case 2: //B鍵按下處理程序 {t=t3。 //P0口數(shù)據(jù)減 3 if(vol==) vol=。 34 else vol=。 //B鍵按下 adata()。}break。 case 4: //C鍵按下處理程序 {if(biaozhi==0)break。 //若不在調(diào)整狀態(tài) ,不能加 1 else {t=t+30。 //P0口數(shù)據(jù)增加 30 vol=vol+1。 //C鍵按下 +1V adata()。}}break。 case 8: //D鍵按下處理程序 {if(biaozhi==0)break。 //若不在調(diào)整狀態(tài) ,不能減 1 else {t=t30。 //P0口數(shù)據(jù)減少 30 vol=vol1。 //D鍵按下 1V adata()。}}break。 } put_on_leds()。 //調(diào)顯示函數(shù) delay(10)。 //調(diào)延時 } } (2) 外中斷 1子程序的源程序清單 : /********************************************************************* * 函數(shù)原型： service_int1()interrupt 2 using 2。 * 功 能 : 記錄調(diào)整鍵按下的次數(shù) ,啟動 0832 ************************************************************************/ void service_int1()interrupt 2 using 2//中斷模塊 { biaozhi++。 //調(diào)整鍵按鍵次數(shù)加 1 if (biaozhi%2==0) biaozh