【正文】 只有將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，才能真正的走出校門，走向社會(huì)，完成從學(xué)生到社會(huì)型人才的轉(zhuǎn)變。在調(diào)試的過程中雖然遇到一些困難，但是通過請(qǐng)教周圍的朋友，最終得以解決。于是在網(wǎng)上找了相關(guān)的例程來學(xué)習(xí)。所以我先在 protues 仿真軟件里面進(jìn)行仿真，仿真好了之后，再下載到單片機(jī)里面進(jìn)行檢驗(yàn)。因?yàn)槔?Protues 在程序編譯完成后，就可以直接 運(yùn)行程序。經(jīng)過幾天的查找資料看其操作教程，最后完成了原理圖設(shè)計(jì)。以前的課程中學(xué)過protel99se 這個(gè)畫圖軟件。同時(shí)也將我們大學(xué)四年的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。 這次設(shè)計(jì)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源，是畢業(yè)前對(duì)我們大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)檢驗(yàn)。在設(shè)計(jì)的過程中并非當(dāng)初想的那樣一帆風(fēng)順，從硬件到軟件，我遇到了各種各樣的問題，在解決這些問題的過程中，我意識(shí)到了我前面幾年專業(yè)方面知識(shí)欠缺，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足等問題。 32 六、總結(jié) 經(jīng)過前面努力，我的數(shù)控直流穩(wěn)壓電源論文終于完成了。由于 protues 里面沒有 STC 的單片機(jī)，而12C5408AD 是 MCS51 系列單片機(jī)，兼容 8051 指令，所以我就用一塊 8051 單片機(jī)代替。 圖 51Protues 系統(tǒng)界面 輸出仿真： 為了檢測(cè)硬件電路與程序，對(duì) DA 輸出與顯示部分做了仿真，其仿真圖如下圖所示。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。 （ 2）仿真處理器及其外圍電路。這些功能是： （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 自動(dòng)或人工布線 （ 3） SPICE 電路仿真 ： 30 （ 1）互動(dòng)的電路仿真。 是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平 臺(tái)，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2021 年即將增加 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。 在本系統(tǒng)中，我們采取方法二來進(jìn)行軟件的編寫與調(diào)試 程序編寫和調(diào)試方法： 1. 建立主程序，定義各端口。程序的編寫也相對(duì)比較輕松。 29 方法二中可以移植相似的程序，節(jié)約程序編寫的工作量。我們先畫出程序的流程圖，然后根據(jù)流程圖來編寫程序 程序編寫調(diào)試方法： 方法一：根據(jù)流程圖，直接編寫。 軟件調(diào)試是建立在硬件調(diào)試的基礎(chǔ)之上的。若都正常，測(cè)證明電路硬件連接無誤。再用萬用表進(jìn)行檢測(cè)，排除電源故障 4. 若電源工作正常，插上單片機(jī)。 3. 測(cè)量單片機(jī)的工作電壓。若連接正常，則對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行通電。如蜂鳴器沒有響，則證明電源線無短路現(xiàn)象。 這個(gè)數(shù)控直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)中，我們把電路分成幾個(gè)小模塊，采取方法一和方法二相結(jié)合的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試。如果不一致，則證明這部分電路有問題。但是此方法必須對(duì)元件進(jìn)行一一檢測(cè)，檢測(cè)的過程非常慢。 YES 程序入口 初始化 輸出數(shù)據(jù)到 DAC 讀取鍵盤輸入數(shù)據(jù) 輸出 數(shù)據(jù) =FF 27 NO 圖 43 DA 輸出流程圖 五、系統(tǒng)調(diào)試與仿真 做硬件焊接完成之后，我們必須對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)其中可能存在的問題，并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。 DA 最大輸出為 99/250 。 開始 轉(zhuǎn)換千位數(shù) 轉(zhuǎn)換百位數(shù) 轉(zhuǎn)換十位數(shù) 轉(zhuǎn)換個(gè)位數(shù) 轉(zhuǎn)換千位數(shù) 聲明變量與函數(shù) 返回 26 DA 轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) 鍵盤對(duì)單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，（所要得 到的電壓值），單片機(jī)將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化成 D/A 轉(zhuǎn)換器 DAC0832 所需要的數(shù)字信號(hào)。但是由于我們顯示的步進(jìn)電壓為 。輸出時(shí)對(duì)輸出的電壓進(jìn)行檢測(cè)，再送回單片機(jī)進(jìn)行處理，同時(shí)檢 測(cè)報(bào)警電路與單片機(jī)的接口，看電平有無變化，若發(fā)現(xiàn)報(bào)警電路啟動(dòng)，則說明過載，此時(shí)應(yīng)關(guān)閉 DA 輸出，并發(fā)出聲光報(bào)警。通電之后，程序先初始化，判斷鍵盤有無輸入，若無輸入，則繼續(xù)等待輸入。采用譯碼器主要是為了節(jié)約單片機(jī)的 IO 口，因?yàn)樗x的單片機(jī) IO 口有限。這樣每個(gè) LED工作時(shí)的電流約為 8mA.在保證 LED 能亮的同時(shí)不會(huì)被燒壞。 由上面的分析可以得到限流電阻 R 的值 1L E DL E DUURIN??? （公式十） 若 我們想讓這個(gè) 4位數(shù)碼管的每個(gè)工作時(shí)的電流為 電壓取 。當(dāng)然在同時(shí)供給兩個(gè) led 燈電流時(shí)不是平均的分配電流，而是電流不斷地在兩 led 間掃描，其掃描頻率達(dá)到了每秒鐘 100 次，也就是說電流在 1/100 秒內(nèi)是供個(gè)其中一個(gè) led，在下一 1/100 秒內(nèi)是供給了另一個(gè) led。這樣每個(gè) LED 都有足夠的電流，亮度也相應(yīng)的比較高。 在動(dòng)態(tài)顯示程序中，各個(gè)位的延時(shí)時(shí)間長短是非常重要的，如果延時(shí)時(shí)間長，則會(huì)出現(xiàn)閃爍現(xiàn)象；如 果延時(shí)時(shí)間太短，則會(huì)出現(xiàn)顯示暗且有重影。 所有數(shù)碼管的段選全部連接在一起，如何能顯示不同的內(nèi)容呢？動(dòng)態(tài)顯示是多個(gè)數(shù)碼管，交替顯示，利用人的視覺暫留作用使人看到多個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示。 在實(shí)際的單片機(jī)系統(tǒng)中，往往需要多位顯示。 數(shù)碼管顯示電路 圖 314 數(shù)碼管顯示電路 顯示部分采用四位數(shù)碼管，前面兩位顯示設(shè)定的電壓，后面兩位用于顯示實(shí)際輸出的電 壓。而利用集成運(yùn)算放大器可以組成一個(gè)加法器，把負(fù)電壓轉(zhuǎn)換成正電壓。以確保 ADC0的值為 1/2 輸出電壓。將 轉(zhuǎn)換成 進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所以必須對(duì)負(fù)電壓進(jìn)行處理，變成正電壓。所以我們可以直接將采集的電壓送到單片機(jī)進(jìn)行處22 理。 電壓采樣電路 圖 313 電壓采樣電路 電壓采樣電路主要是將輸出電壓經(jīng)過 AD 轉(zhuǎn)換，送入單片機(jī)處理，并顯示出來。單片機(jī)通過檢測(cè)這個(gè)腳的電平狀態(tài)，可以判斷是否過載。 正電壓輸出端報(bào)警電流的大小由 PO7 這個(gè)電位器決定，負(fù)電壓輸出端的報(bào)警電流由 PO11 這個(gè)電位器決定，只需要調(diào)節(jié)這個(gè)電位器，就可以調(diào)節(jié)報(bào)警電流的大小。只有當(dāng)電路中電流持續(xù)過大時(shí)，電路才會(huì)觸發(fā)報(bào)警。其中 R1 C26 組成一個(gè) RC 延時(shí)電路，其主要目的是防止電路瞬時(shí)尖峰電流造成誤報(bào)警與保護(hù)。通過電阻上產(chǎn)生的壓降，我們可以得知電路是否過載。 20 圖 311 TIP122 內(nèi)部電路原理圖 過流保護(hù)與報(bào)警電路分析 R30為一個(gè)熱穩(wěn)定性好的 2Ω小阻值功率電阻，它是輸出部分電流采樣電阻，電阻上流過電流時(shí)，由歐姆定律可知，在它上面必定產(chǎn)生一個(gè)壓降。其最大輸出電流可達(dá) 5A，而我們?cè)O(shè)計(jì)要求為 500mA，遠(yuǎn)小于 5A，所以符合設(shè)計(jì)要求。 電流放大分析 運(yùn)放的帶負(fù)載的能力很弱，所以必須接到一個(gè)達(dá)林頓管的基極，通過達(dá)林頓管來放大電流。 R1 R1PO4 構(gòu)成了運(yùn)放的反饋回路。 PO3 是 OP07 的調(diào)零電阻。 OP07的放大倍數(shù)主要是由反饋回路 R R1 PO2 的值決定，所以在調(diào)試時(shí)，應(yīng)該調(diào)節(jié) PO2，達(dá)到我們想要的放大倍數(shù)。 OP07 采用正負(fù) 12V雙電源供電，正負(fù)電源端所接的 C9 、 C11主要是去除電源對(duì)運(yùn)放的干擾，防止因電源波動(dòng)影響運(yùn)放正常工作。當(dāng) OP07 輸入電壓為零時(shí)，其輸出電壓也應(yīng)該為零。 電壓放大分析： DA 輸出的電壓，輸入