【正文】 Huang C Y D。 仿真 結(jié)果與分析 根據(jù) 仿真 分析顯示結(jié)果圖，本系統(tǒng)能夠達(dá)到希望目標(biāo) 5V15V之間輸出可調(diào)，步進(jìn)可控，輸出顯示和實(shí)際值方向一致，總的說(shuō)來(lái)到這里已經(jīng)完成了這本設(shè)計(jì)要求。 （ 3）設(shè)置撥碼開(kāi)關(guān)為增加模式，恒定負(fù)載 ,檢查是否按設(shè)計(jì)時(shí)的電壓輸出。 電源板加控制板聯(lián)調(diào)： （ 1）電源模塊，控制板連接無(wú)誤后，加上電源，檢查空載時(shí)，并機(jī)輸出可否達(dá)到15V。 控制板調(diào)試： (1) 控制板與單電源模塊調(diào)節(jié)好后，加上工作電源，觀察是否有軟啟動(dòng)功能，最終輸出是否依然能穩(wěn)定到 15V。 （ 3) 調(diào)節(jié)電 源模塊電壓采樣電位器，使模塊輸出 (隔離二極管之后，只帶假負(fù)載 )為 15V。 仿真 方法 電源模塊調(diào)試： （ 1) 不加 DC模塊，將供電電源模塊電壓電位器調(diào)至是采樣電壓輸出最大處查看電源是輸出是否正常。 圖 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束？ 輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果 數(shù)值轉(zhuǎn)換 顯示 結(jié)束 開(kāi)始 D/A 程序設(shè)計(jì) A/D 轉(zhuǎn)換子程序用來(lái)控制對(duì)輸入的模塊電壓信號(hào)的采集測(cè)量，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值存入相應(yīng)的內(nèi)存單元，其轉(zhuǎn)換流程圖如圖 所示。如圖 鍵盤掃描程序流程圖。 圖 為系統(tǒng)主程序流程圖。 如圖 所示。 （ 4）液晶 5端為讀 /寫選擇端只向其寫入命令和顯示數(shù)據(jù)，接單片機(jī)的 。首次使用時(shí)，在液晶的上電狀態(tài)下，調(diào)節(jié)至液晶上面一行顯示出黑色小格為止。 表 33 1602字符型 LCD引腳 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說(shuō)明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù)口 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù)口 3 VO 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端 11 D4 數(shù)據(jù)口 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇端(H/L) 12 D5 數(shù)據(jù)口 5 R/W 讀 /寫選擇端 (H/L) 13 D6 數(shù)據(jù)口 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù)口 7 D0 數(shù)據(jù)口 15 BLA 背光源 正 極 8 D1 數(shù)據(jù)口 16 BLK 背光源 負(fù) 極 1602 字符型 LCD 與單片機(jī)的連接接口說(shuō)明如下： （ 1）液晶 2端為電源； 1 16 端為背光電源； 15 腳串接一個(gè) 100 電阻用于限流。 圖 按鍵與單片機(jī)的接口間的設(shè)計(jì) 顯示接口電路設(shè)計(jì) 晶顯示器簡(jiǎn)稱為 LCD 顯示器，它是利用液晶經(jīng)過(guò)處理后能改變光線的傳輸方向的特征實(shí)現(xiàn)顯示信息的。 其中：按鍵與單片機(jī)的 P3 口的高位地址相連，每個(gè)按鍵上，帶上上拉電阻。利用該電路可以用數(shù)碼管來(lái)顯示 0－ 255個(gè)數(shù)字量 ,圖中 ,采用 MAX7219作為數(shù)碼驅(qū)動(dòng)電路 ,若將 MAX517的輸出引腳連接到示波器上，還可以顯示相應(yīng)的模擬電壓的變化情況。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) D/A 電路設(shè)計(jì) 圖 所示為 MAX517 與 STC89C52 的硬件連接電路。 STC89C52 收到數(shù)據(jù)之后，再給 MAX517 發(fā)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。然后，在給 MAX517 一個(gè)控制位字節(jié)， MAX517 收到控制位字節(jié)位后，再給 STC89C52 發(fā)一個(gè)應(yīng)答信號(hào)。 MAX517 的一個(gè)地址字節(jié)格式如下表 31： 表 31 地址字節(jié)格式 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 0 1 0 1 1 AD1 AD0 0 MAX517 的控制字節(jié)格式如下表 32： 表 32 控制字格式 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 R2 R1 R0 RST PD X X A0 MAX517 的工作時(shí)序 首先應(yīng)給 MAX517 一個(gè)地址位字節(jié)。若數(shù)據(jù)線 SDA改變時(shí)，必須在時(shí)鐘線 SCL 為低電平時(shí)方可進(jìn)行。所有的操作必須在開(kāi)始之后進(jìn)行； （三） 當(dāng) SCL為高電平時(shí)， SDA 電平由低變?yōu)楦邥r(shí)，數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。因?yàn)?總線已集成在片內(nèi)，所以大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，此外，在從系統(tǒng)中移去或增加集成電路芯片時(shí)，對(duì)總線上的其它集成芯片AD1 AD0 VDD OUT1/REF0 SDA SCL GND OUT0 8 7 6 5 4 3 2 1 DIP/S0P MAX517 TOP VIEW 沒(méi)有影響。 圖 max517 引腳頂視圖 D/A 芯片 I2C 總線數(shù)據(jù)通信基本協(xié)議 總線的特點(diǎn)及基本通信協(xié)議總線的特點(diǎn)及基本通信協(xié)議總線的特點(diǎn)及基本通信協(xié)議 I2C 總線是 Philips 公司開(kāi)發(fā)的一種簡(jiǎn)單、雙向二線制同步串行總線。各引腳的具體說(shuō)明如下： 1 腳（ OUT）： D/A 轉(zhuǎn)換輸出端； 2 腳（ GND）：接地； 3 腳（ SCL）：時(shí)鐘總線； 4 腳（ SDA）：數(shù)據(jù)總線； 6 腳（ AD1， AD0）：用于選擇哪個(gè) D/A 通道的轉(zhuǎn)換輸出 MAX517 只有一個(gè) D/A，所以，使用時(shí)，這兩個(gè)引腳通常接地。 MAX517 采用單 5V 電源工作。利用該電路可以用 LCD 液晶顯示0255 個(gè)數(shù)字量 ,若將 TLC549 的輸入引腳連接到示波器上，還可以顯示相應(yīng)的模擬電壓的變化情況。 圖 TL549工作時(shí)序 A/D 電路設(shè)計(jì) 圖 所示為 TLC549 與 STC89C52 的硬件連接電路。由此可見(jiàn)，在自 TLC549 的 I/O CLOCK 端輸入 8 個(gè)外部 時(shí)鐘信號(hào) 期間需要完成以下工作：讀入前次 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果；對(duì)本次轉(zhuǎn)換的輸入 模擬信號(hào) 采樣并保持；啟動(dòng)本次 A/D 轉(zhuǎn)換開(kāi)始。轉(zhuǎn)換時(shí)間為 36 個(gè)系統(tǒng) 時(shí)鐘周期 ，最大為 17us。 I/O CLOCK：外接輸入 /輸出時(shí)鐘輸入端，同于同步芯片的輸入輸出操作，無(wú)需與芯片內(nèi)部系統(tǒng) 時(shí)鐘同步 。 DATA OUT：轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)串行輸出端，與 TTL 電平兼容，輸出時(shí)高位在前，低位在后。 GND：接地端。且要求： （ REF+）－（ REF）? 1V。 REF+：正基準(zhǔn)電壓輸入 ? REF+? VCC+。它能方便地采用三線串行接口方式與各種 微處理器 連接，構(gòu)成各種廉價(jià)的測(cè)控應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用單片機(jī)內(nèi)部的高增益反相放大器，外部電路簡(jiǎn)，只需要一個(gè)晶振和 2 個(gè)電容即可，如圖 所示。 圖 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)中 CPU 每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下嚴(yán)格按時(shí)間節(jié)拍進(jìn)行，而這個(gè)時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)控制中的時(shí)序電路發(fā)出的。復(fù)位完成后，如果 RST 端繼續(xù)保持高電平， MCS51 就一直處于復(fù)位狀態(tài)，只要 RST 恢復(fù)低電平后，單片機(jī)才能進(jìn)入其他工作狀態(tài)。 MCS51 單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳 RST,采用施密特觸發(fā)輸入。 STC89C52 功能性能 :與 MCS51 成品指令系統(tǒng)完全兼容； 2*4KB 可編程閃速存儲(chǔ)器；壽命： 10 萬(wàn)次寫 /擦循環(huán) ； 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10年；全靜態(tài)工作： 024MHz；三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定； 2*128*8B 內(nèi)部 RAM； 32 個(gè)可編程 I/O 口線； 3 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器； 5個(gè)中斷源；可編程串行 UART 通道；片內(nèi)震蕩器和掉電模式。如圖 系統(tǒng)整體框圖。利用單片機(jī) STC89C52 和一些電路對(duì)輸出電壓進(jìn)行探測(cè)。它與集成電路相結(jié)合，組成一個(gè)輸出電壓可以認(rèn)為設(shè)定，通過(guò)按鍵的鍵值來(lái)設(shè)定 DA的數(shù)值量，然后又單片機(jī)把按鍵設(shè)定的鍵值送入 DA 芯片，由 DA 芯片來(lái)輸出模擬信號(hào)改變反饋量，在電源的輸出端采樣電壓，輸入端用 AD 模數(shù)轉(zhuǎn)對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣，進(jìn)而對(duì) DA 反饋進(jìn)行電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)。計(jì)算允許的最大紋波峰 峰值 VR E FVuFu tICVu)(3 5 0 100/11)()101(29 00??????? ??????????? 故選取濾波電容 C=4700uF/16V。電路如圖 所示。 15V 電源 () 對(duì)于濾波電容的選擇，要考慮三點(diǎn)：① 整流管壓降；② 7815 最小允許壓降 Ud；③電網(wǎng)波動(dòng) 10%。 220V 市電經(jīng)工頻變壓器降至 18V AC，經(jīng)整流和濾波作為電源模塊調(diào)試時(shí)的輸入 24V DC， 24V DC經(jīng) 7815 穩(wěn)壓后給電源模塊的運(yùn)算比較電路提供工作電源； +15V DC 經(jīng) 7805 穩(wěn)壓后給STC89C52 單片機(jī)系統(tǒng)提供工作電源。 圖 工作輔助電源參數(shù)設(shè)計(jì) 由 AC/AC、 AC/DC、 DC/DC 等幾部分組成。由于還需要進(jìn)行 DCDC 的精確變換，對(duì)直流的要求不是很高，所以在整流后只加上個(gè)電容進(jìn)行濾波，以減小整流后直流電中 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 的脈動(dòng)成分。 D1Bridge1 2200uF/30VC12200uF/30VC2C3C4Vin VoutGND7815Vin VoutGND7915C5C6123123GND+15V15V123P1Header 3H123P3Header 3H4700uF/16VC7C8Vin VoutGND78051uFC9123T112P2Header 2H~22018V+15VGND 圖 (a)工作電源 整流濾波電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)采用橋式整流電路把交流電轉(zhuǎn)化成直流電，如圖 所示。 整流濾波之后的波形圖，如圖 所示 圖 系統(tǒng)供電模塊設(shè)計(jì) 220V 市電經(jīng)工頻變壓器降至 18V AC，經(jīng)整流和濾波作為電源模塊調(diào)試時(shí)的輸入24V DC， 24V DC 經(jīng) 7815 穩(wěn)壓后給電源模塊的運(yùn)算比較電路提供工作電源； +15V DC經(jīng) 7805 穩(wěn)壓后給 STC89C52 單片機(jī)系統(tǒng)提供工作電源。 由 R11=10K , C2=100pF ，使得振蕩頻率 f=。其內(nèi)部誤差放大器的同相輸入端（腳 1）通過(guò) 的電阻 R9 接輸出反饋信號(hào)，而反相器輸入端（ 2腳）經(jīng) R6 與 14腳的基準(zhǔn)電壓相連。圖中C2與 R11 決定了振蕩器振蕩頻率，也就決定了最終輸入的 PWM 信號(hào)的頻率。 安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 150ΩR1150ΩR710KΩR111MΩR447KΩR3R5R8R6150ΩR2100pFC2C5VREF14DTC4IN12RT6CT5GND7E19IN1+1CMPEN3VCC12C18IN215CNTLO13C211IN2+16E210U1TL494CJD1DiodeTIP32CR92mHL12P1Vin=10~40v12P210KΩR103kRs1Res21KRpotRPot1KRs2Res2GNDDD1Diode 1N91481432U082ATL082ACJG10kR082110kR082210kR082410kR0825VFINVCC+15VGNDVF51CONIN12P3VCC+15GND5kRD2Res1DD2Diode 1N91410KRM1Res2100KRMPOTRPot10KRM13Res210KRM12Res210KRM14Res2GNDVCC+15VVCC+15VVCC15VVCC15VI181432UALM358N84756 UBLM358N20KRD13KR12D4Diode10uFC10Cap Pol2470uFC3Cap Pol2470uFC4Cap Pol2470uFC1Cap Pol2 圖 DCDC回路原理圖 DC/DC 回路參數(shù)設(shè)計(jì) TL494 DC/DC 參數(shù)設(shè)計(jì) 如圖 24所示。為低平時(shí)， T 截止， L 產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì)，其方向阻止電流的變化，因而電流與 Ui 同方向，兩個(gè)電壓卡曰加后通過(guò)二極管 D對(duì) C充電。當(dāng) U。本設(shè)計(jì)中的電源工作原理如下： T 管的 T 作狀態(tài)受 U。其中輸入電壓的 Ui為直流供電電壓，晶