【正文】 D 顯示更為理想。 LCD 最常用的是 1602 液晶模塊， LCD1602 可以在 LCD 顯示屏上完整顯示32 個英文字符和日文等一些字符，符合顯示英文文字信 息量較小的地方，同時還可以清晰顯示英文名稱和電壓電流單位，電壓（三位：十位、個位、小數(shù)位），電流（三位：個位、兩位小數(shù)）。通過單片機編程控制第 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，從而實現(xiàn)顯示效果。 LCD1602 顯示電路如圖 所示。 它的顯示運行原理如下： 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)中鍵盤模塊設計了三個按鍵 KEY2， KEY3， 所示，分別 第 19 頁，共 48 頁 由單片機 、 、 輸入。 KEY2 為翻頁按鍵 ，最近設置的電壓大小保存在單片機的存儲器里，這樣就能省去了反復設置電壓的麻煩 。 KEY3 為電壓 增加 ，KEY4 為電壓 減小 ，按一下 KEY3，當前電壓增加 ，按一下 KEY4，當前電壓減小 。 圖 鍵盤電路 光信號采集模塊 由光敏電阻，電位器電阻， NPN 管以及 UA741 運算放大器組成，如圖 所示。 當光敏電阻受到光照射時，電阻減小，運放同向輸入端為低電平；當光照較弱時，電阻增加，運放同向輸入端為高電平。光控電路的輸出信號經(jīng)過電壓跟隨器后，將比較微弱的電流信號放大到單片機能夠識別的電流，然后由運算放大器輸出端將放大后的信號傳給單片機的 口。 電路中的集電極電阻 R20 作為限流電阻，保護三極管；調節(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，進而控制整個光控 電路對光信號的靈敏度。 第 20 頁，共 48 頁 圖 光信號采集電路 單片機 口作為光控信號的輸入口， 口作為輸出端，與繼電器驅動相連。 繼電器驅動模塊 運算放大器 UA741 同相輸入端與單片機 口相連， 因為單片機高電平時輸出的電流大概是 ，因此需要采用 由 UA741 構成的電壓跟隨器將微弱的單片機輸出信號放大，提高帶負載能力，使輸出電流能夠帶動三極管，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作用來驅動繼電器。 繼電器選擇 5V 電壓供電，觸點電流為 1A，吸合電流 設為 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（負載電流）的額點值要大于 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。 當開關的負載為繼電器等感性負載時，在截斷流過負載的電流時（晶體管進入截止狀態(tài)時），會產(chǎn)生感應電動勢。這時產(chǎn)生的電壓非常大 ，一般為一百伏或幾百伏 。當這種電壓超過晶體管的 ,CBO CEOVV時，晶體管將會被擊穿。因此給繼電器并上一個反向電壓達 1000V 的 1N4007，將集電極的電位鉗制在 ( )CCVV? 左右，防止三極管被擊穿。 繼電器驅動電路如圖 所示。 第 21 頁，共 48 頁 圖 繼電器驅動電路 軟件設計 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 轉換子程序 反饋比較子程序 取鍵號 電壓是否增加？ 電壓是否減?。? 調用電 壓 加 子程序 調用電壓 減 子程序 Y Y N N D/A 轉換輸出控制燈 第 22 頁，共 48 頁 軟件主程序流程圖如圖 ，負責與各子程序模塊的接口和檢查鍵盤功能號。程序運行后，開始檢測是否有鍵按下，若有則進入設定按鍵功能。液晶LCD1602直接顯示 CPU 設定的數(shù)值。同時系統(tǒng)不斷采集外部數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關運算、分析，然后發(fā)出命令對實際值進行相應的修正，控制輸出電壓可調，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際值與設定值的差值，如果是實際值大于設定值則將原來的 顯示 設定值減去這個差值再轉換，如果是實際值小于設定值則將原來的 顯示 設定值加上這個差值再轉換。 圖 反饋 比較 子 程序流程圖 保留顯示設定值 |實際值 設 定差值 |大于 1? 原來的顯示設定值 +差值 恢復現(xiàn)場 顯示結果 返回 N N Y Y 保護現(xiàn)場 實際值 設定值 ？ 原來的顯示設定值 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，先進行消抖，防止由于按鍵振動導致誤判。然后依次判斷第一個鍵、第二個鍵和第三個鍵是否按下，當判斷其中某一個鍵按下，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 第三個鍵按下 輸出返回值 退出 是否有鍵 按下 消 抖 第一個鍵 是否按下？ 第二個鍵 是否按下？ 第 24 頁，共 48 頁 系統(tǒng)測試 硬件測試 在進行 DAC0832 電壓的調試 時 ，調節(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，要細心 調試， 直到 輸出電壓達到要求。 運 算放大器 OP07 的正輸入端電壓是來自于 DAC0832 的輸出。 所以在 調試過程中，要測量 OP07 的輸出端電壓是否為 的步進。由于電阻會存在誤差，測試時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。 由于運算放大器 OP07 是采用雙電源供電，所以 雙電源 可能會存在不平衡性，以至于 造成放大的誤差。要 反復調節(jié)電位器 R10 使放大系統(tǒng)達到平衡 狀態(tài) 。 如果 數(shù)控電源的最終輸出端沒有達到步進為 的指標， 這時就需要 檢查三端穩(wěn)壓器 LM317 的性能好壞。 在檢測運算放大器是否起到電壓放大作用時，如果電壓沒有放大， 先檢查運放的每個引腳是否接對，再檢查運放的 VCC 驅動電源是否接上，最后檢查元器件是否損壞。 在調試三極管時，發(fā)現(xiàn)三極管不能按要求進行導通和關斷。這時先看看三極管的每個引腳是否接錯，如果沒有再用萬用表測量每兩個腳之間的阻值， 檢查三極管是否燒壞。 DEG942 繼電器是否能夠正常工作。用一個 5V 電源接在繼電器驅動電源兩端，當聽到“嘡”的一聲，用萬用表測量其中一組管腳是否導通；然后將 5V電源去掉后，再次聽到“嘡”的一聲，用萬用表測量另外一組管腳是否導通。如果兩組管腳都能夠導通，能繼電器正常；如果在接通電源前后導通管腳并沒有變化，則先檢查驅動電源是否正常為 5V，不是則繼電器已損壞。 在測量時，用穩(wěn)定可調直流源向單片機輸入電壓，通過單片機數(shù)據(jù)處理和數(shù)模轉換后，用萬用表測量測量數(shù)模轉換器的輸出端，這樣就能得到測量數(shù)據(jù)。在用可調 直流源進行輸入時，先用萬用表測量輸入端電壓是否存在誤差，在確定輸入電壓準確的情況下再進行測量操作。測量結果如表 。 第 25 頁，共 48 頁 測量結果： 表 電壓測試表 系統(tǒng) 理論電壓值（ V） 系統(tǒng)測量電壓值（ V） 誤差（ V） 0 0 0 根據(jù)上表測量數(shù)據(jù)情況進行數(shù)據(jù)誤差 分析： 絕對誤差：（ ++?? +0+） /12= （式 ） 相對誤差 rA=（ ++?? +0/+） /12=%（式 ） 由式 、式 所示，相對誤差為 %2%，符合本設計要求。 軟件調試 采用 keil uvision2 進行調試。在編制完 C 語言后，在 keil uvision2 界面下進行調試分析。在進行調試的過程中，發(fā)現(xiàn)了諸多問題，例如 ：在主程序中應用到的函數(shù)，沒有在程序開始對其定義； 在某一句程序完結后沒有加上分號；在某一段程序中多加了一個大括號，導致了這一段的每一句程序都顯示有錯誤；在編制程序時編了兩段主程序，導致了子程序無法調用。在同學和老師的幫助下，我一步一步地將這些錯誤修改完成。 編譯結果如圖 所示。 第 26 頁，共 48 頁 圖 程序編譯結果 在 proteus 中畫好電路圖之后，將 keil 編寫的源程序導入 STC89C52 單片機中后進行仿真，仿真結果 如圖 所示 。 圖 仿真結果 第 27 頁，共 48 頁 總結和展望 經(jīng)過幾十天的艱苦奮戰(zhàn)，在老師的悉心指導下 終于完成了畢業(yè)設計的基本要求，雖然過程是艱苦的，但是我一步一個腳印的走了過來，最終獲得了成功的喜悅。 畢業(yè)設計之初，我以飽滿熱情投入到工作中去，積極詢問指導老師，虛心向同學請教，認真查閱圖書、資料、手冊。在這次畢業(yè)設計之中，我學到了許多寶貴經(jīng)驗。鍛煉了我獨立思考，獨立分析，獨立解決問題的能力，同時以深刻感到自己對許多知識還不甚了解。通過畢業(yè)設計，對一些已學過的知識，是一個很好的回顧，鞏固了自己所學的知識，又從實踐中驗證了理論知識，實踐與理論相結合。 本設計是采用以單片機為核心，通過 LM317 三端穩(wěn)壓器進行穩(wěn)壓 ，采用 D/A輸出調節(jié)晶體管的偏置電流 /電壓。此方案能夠有效的節(jié)省時間，并且提高輸出精度。當單片機通過閉環(huán)負反饋調節(jié)回路的 A/D 轉換檢測到電壓沒達到設定值時，將再次對輸出電壓進行調制，直到輸出電壓達到設定值；電壓值理論上是線性變化的，不會產(chǎn)生高次諧波?；具_到了此次畢業(yè)設計的預期目的。 通過本次設計，以前沒有認真消化、吸收的、不能觸類旁通的、彼此各科知識沒有有效地掌握的以及遇到問題不知從何下手的，現(xiàn)在在指導老師的幫助下，得到了解決。而且在幾個月的設計中，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)，它將利用最新的計算機技術、網(wǎng)絡技術及數(shù)字化技術，充分發(fā)揮微處理器強大的信息處理能力，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，并且進一步提高了電源設備的可靠性；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，可以實時地監(jiān)控設備本身的各種運行參數(shù)和狀態(tài)，預警功能和故障診斷功能，有效地實現(xiàn)了實驗電源的無人值守；隨著互聯(lián)網(wǎng)技術應用日益普及和信息處理技術的不斷發(fā)展，在管理上達到網(wǎng)絡化，電源設備具備數(shù)據(jù)處理和通信能力，通過其智慧型人機界面，使網(wǎng)絡技 術人員可以隨時監(jiān)控電源設備運行狀態(tài)、各項技術參數(shù)；具有遠程開關機功能，使網(wǎng)絡技術人員可定時開關電源。隨著科學技術的發(fā)展，數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化將是穩(wěn)壓控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，加上計算機技術的迅速發(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 [1] 胡漢才 .單片機原理及其接口技術 [M].北京 :清華大學出版社 ,1996 [2] 鄒紅 .數(shù)字電路與邏輯設計 [M].北京 :人民郵電出版社， 2022 [3] 李祥臣 .模擬電子技術基礎教程 [M].北京 :清華大學出版社 .2022 [4] 李朝青 .單片機原理及其接口技術 [M].北 京 :航空大學出版社 ,1998 [5] 鄔寬明 .單片機外圍器件實用手冊 [M].北京 :航空大學出版社 ,1998 [6] 先鋒 工作室 .單片機程序設計實例 [M].北京 :清華大學出版社 ,2022 [7] 湯毅剛 ,彭喜元 ,孟升衛(wèi) ,劉兆慶 .MCS51 單片機使用子程序設計 [M].哈爾濱 :工社業(yè)大學出版 ,2022 [8] 陳明熒 .8051 單片機課程設計實訓教材 [M].北京 :清華大學出版社 ,2022 [9] 揚本文 ,鄭旭東 .城市路燈照明節(jié)能方案及運行管理 [J].湖北電 力 ,2022(8)：6162 [10] 鄒常茂 ,韓慶軍． 國內智能照明節(jié)電器設備的現(xiàn)狀與技術特性 [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 [M].濟南 :山東科學技術出版社 ,2022 [12] 馬忠梅 .單片機的 C 語言應用程序設計 [M].北京 :北京北航出版社 ,2022 [13] 潘新民 王燕芳 .微型計算機控制技術 [M].北京 :高等教育出版 ,2022 [14] 李鴻 .單片機原理及應用 [M].湖南 :湖南大學出版社 ,2022 [15] 李葉紫 . 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