【正文】 圖4 電源原理圖軟件設(shè)計(jì)　　首先初始化系統(tǒng)，即單片機(jī)系統(tǒng)的初始化，液晶顯示器顯示歡迎界面，D/A 、A/D模塊的初始化；系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)定值為1000mA；然后單片機(jī)便不停地進(jìn)行鍵盤掃描，根據(jù)掃描得到的鍵值進(jìn)行相應(yīng)地操作，見圖4主程序流程圖。圖3另外用LM7805產(chǎn)生＋5V的電壓供單片機(jī)使用。而且在使用電源時(shí)必須充分考慮電源的效率。（4）電源電路設(shè)計(jì)　　本系統(tǒng)對(duì)電源有較高的要求。一旦出現(xiàn)偏差較大的狀況，在一定范圍內(nèi)系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整，使誤差滿足精度要求。這種顯示方式非常直觀，用戶可以從顯示器上看到很友好的界面，而且點(diǎn)陣式LCD的顯示內(nèi)容非常靈活，用戶可以同時(shí)從顯示器上看到漢字提示和兩個(gè)電流值：其一為預(yù)先設(shè)定的電流值，即期望值；其二為輸出電流的實(shí)測值。（3）鍵盤顯示電路設(shè)計(jì)　　鍵盤采用普通的44矩陣式鍵盤，共有16個(gè)按鍵。正因?yàn)镮o=UI/R2，電路輸入電壓UI控制電流Io，即Io不隨RL的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)壓控恒流?！　≡诖穗娐分校琑2為取樣電阻，采用康銅絲繞制（阻值隨溫度的變化較小）。因?yàn)楫?dāng)場效應(yīng)管工作于飽和區(qū)時(shí)，漏電流Id近似為電壓Ugs控制的電流。 壓控恒流源原理圖　　電路中調(diào)整管采用大功率場效應(yīng)管IRF640。圖2　　采用如下電路：　　電路原理圖如圖2所示。考慮到有兩個(gè)內(nèi)部集成的10位電流型輸出D/A，若把兩個(gè)10位D/A并聯(lián)使用，步進(jìn)時(shí)交替加1或減1，則精度可達(dá)到1/2048，即相當(dāng)于一個(gè)11位D/A的精度，完全滿足要求，又節(jié)約了外部硬件資源，可大大提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比。單片機(jī)內(nèi)部集成有兩個(gè)10位D/A和七路10位A/D可供使用。下面分別說明各個(gè)電路模塊。場效應(yīng)管的漏極電流近似于源極電流，源極電流經(jīng)過采樣電阻后轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，單片機(jī)采集此信號(hào),作出相應(yīng)的調(diào)整處理后輸出顯示，作為電流源的自測表的輸出值。 ，實(shí)際上是可調(diào)壓電壓源，輸出接負(fù)載后反饋到單片機(jī)。如果電源E的電壓能夠隨著負(fù)載的變化而變化，保持RL中的電流不發(fā)生變化，也可以實(shí)現(xiàn)恒流。三、設(shè)計(jì)指導(dǎo)能夠向負(fù)載提供恒定電流的電源稱為恒流源，所謂“恒流”是一種習(xí)慣說法，并不是電流值絕對(duì)不變，只是這種變化很小，在一個(gè)規(guī)定的范圍內(nèi)保持足夠的穩(wěn)定性。其原理示意圖如下所示。110kΩ啟動(dòng)IC4IC2IC2四題電路圖RLU0U1~220VCRU2第八題 數(shù)控直流恒流源的設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)并制作數(shù)控直流電流源。+5V+5V15s1amp。+VCCR1+VCCR2手指+_∞+_R3R4R5R6C1C3R10R11R12+_∞R9R7R8=1R13C4=1=1R14C5u1u3u2G2G1G3u4u5=1G4C7R15CC4060CP0CP1RS1DC1LTS547R╳3RQ14C6R16RS1DC1Q2amp。5. 參考文獻(xiàn)《電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社 畢滿清主編 《電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐》 電子工業(yè)出版社 楊 剛 周 群主編 《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程》第二版 高等教育出版社 清華大學(xué) 余孟嘗主編 。110kΩ清零信號(hào)1清零信號(hào)2啟動(dòng) 4．參考電路把各單元電路連接起來，便得到脈搏計(jì)的總體電路圖，如圖10所示。+5V+5VCPQ4CR計(jì)數(shù)器CPQ4CR計(jì)數(shù)器CPQ4CR計(jì)數(shù)器四倍頻信號(hào)計(jì)數(shù)器15s15s1amp。 控制電路 控制電路的作用主要是控制脈搏信號(hào)經(jīng)放大、整形、倍頻后進(jìn)行計(jì)數(shù)器的時(shí)間，另外還具有為各部分電路清零等功能，參考電路如圖9所示。因?yàn)槿说拿}搏數(shù)最高是150次/min，所以采用3位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器即可。（3） 基準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生部分的電路圖 如圖7所示。C7R15CC4060CP0CP1RS1DC1圖7 基準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路RQ14C6R16RS1DC1Q2amp。R16為51kΩ，C6為56pF，C7為3~56pF，反相器利用了CC4060中的反相器，如圖7所示。（1）秒脈沖發(fā)生器 其電路如圖7所示。實(shí)現(xiàn)這一功能的方案很多，我們采用如圖6的方案。其中異或門選用可采用CC系列、也可采用TTL系列。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果選用C4=C5=，R13=R14=16 KΩ。圖4 四倍頻電路原理兩倍頻=1R13C4=1u1u2G2G1u4u5兩倍頻=1R13C5=1u3G4G3u1u2u3圖5 二倍頻電路的輸入輸出波形G1和G2構(gòu)成二倍頻電路，利用第一個(gè)異或門的延遲時(shí)間對(duì)第二個(gè)異或門產(chǎn)生作用，當(dāng)輸入由“0”變成“1”或由“1”變成“0”時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生脈沖輸出，輸入輸出波形如圖5所示。 倍頻電路 該電路的作用是對(duì)放大整形后的脈搏信號(hào)進(jìn)行4倍頻，以便在15s內(nèi)測出1min內(nèi)的人體脈搏跳動(dòng)次數(shù)，從而縮短測量時(shí)間，以提高診斷效率。電平轉(zhuǎn)換電路 由比較器輸出的脈沖信號(hào)是一個(gè)正負(fù)脈沖信號(hào)，不滿足計(jì)數(shù)器要求的脈沖信號(hào)，故采用電平轉(zhuǎn)換電路，見圖3。集成運(yùn)放采用LM324。考慮到去掉脈搏信號(hào)中的干擾尖脈沖，所以有源濾波電路的截止頻率為1kHz左右。圖2 放大與整形電路原理框圖傳感器放大電路有源濾波整形電路電平轉(zhuǎn)換 放大電路 由于傳感器輸出電阻比較高，故放大電路采用了同相放大器，如圖3所示，運(yùn)放采用了LM324，放大電路的電壓放大倍數(shù)為10倍左右，電路參數(shù)如下：R4=100 KΩ，R3也可采用電位器，C1=100μF。圖中，紅外線發(fā)光管VD采用TLN104，接收三極管V采用TLP104。 所選放大整形方案電路框圖如圖2所示。圖1 脈搏計(jì)原理框圖控制電路基準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路計(jì)數(shù)譯碼顯示傳感器放大與整形倍頻器如上所述，此部分電路的功能是由傳感器將脈搏信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，一般為幾十毫伏，必須加以放大，以達(dá)到整形電路所需的電壓，一般為幾伏。② 在短時(shí)間內(nèi)（15s內(nèi)）測出每分鐘的脈搏數(shù)。3．脈搏計(jì)的基本原理分析設(shè)計(jì)題目要求 脈搏計(jì)是用來測量一個(gè)人心臟跳動(dòng)次數(shù)的電子儀器，也是心電圖的主要組成部分。計(jì)數(shù)、譯碼、顯示電路：試選擇電路其它未知參數(shù)。倍頻電路 ：異或門選用可采用CC系列、也可采用TTL系列。運(yùn)放可均采用LM324，也可選其它型號(hào)運(yùn)放。試選擇其它元件參數(shù)。正常人的脈搏數(shù)為60~80次/min，嬰兒為90~100次/min，老人為100~150次/min。２．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)一個(gè)脈搏計(jì)。、倍頻器、計(jì)數(shù)器、譯碼器等的工作原理、使用方法、特點(diǎn)、用途及主要參數(shù)的計(jì)算方法?！峨娮蛹夹g(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 數(shù)字電路分冊》 東南大學(xué)出版社 郭永貞主編 。 《電子系統(tǒng)與實(shí)踐》 電子工業(yè)出版社 楊 剛 周 群主編 。 可以用此控制器制成形式多樣、功能不一樣的變色壁燈、變色吸頂燈、變色燈柱、變色廣告牌等，但必須改變電源的輸出功率，必須考慮“3基色”燈泡色彩混合問題。調(diào)節(jié)RP阻值，~10s自動(dòng)變換一種顏色。當(dāng)?shù)诎藗€(gè)時(shí)鐘脈沖到來時(shí)，IC3的2 、Q3端均輸出低電平，HHH3全部熄滅片刻；同時(shí)IC3的Q4端輸出高電平，其信號(hào)直接送入清零端R，使IC3的內(nèi)部電路復(fù)位；第九個(gè)時(shí)鐘脈沖送入IC3時(shí)，循環(huán)上述過程。其邏輯真值表見表1。U2~220VU1 IC1VS347RDQ2VZR4 IC351SAVD4C1R5amp。amp。ICI與外圍元件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘脈沖發(fā)生電路，其中與非門GG2以及RP、R3和C2組成多諧振蕩器；IC2由GG4構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，對(duì)振蕩產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行整形，然后由G4輸出送到IC3的時(shí)鐘脈沖CP端。其中HHH3是被控“3基色”燈泡。3. 控制器電路的工作原理 七彩循環(huán)裝飾燈控制器電路的功能框圖如圖1所示。 要求畫出完整的設(shè)計(jì)電路圖，計(jì)算電路各元器件參數(shù)，寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。晶閘管：最大反向電壓 ≥。輸出的高電平應(yīng)滿足晶閘管控制電平的要求。時(shí)鐘脈沖振蕩頻率：~10s自動(dòng)變換一種顏色，脈沖占空比：60%。２．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：設(shè)計(jì)一個(gè)七彩循環(huán)裝飾燈控制器電路。、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器的工作原理、使用方法、特點(diǎn)、用途及主要參數(shù)的計(jì)算方法。6. 陳大欽主編，《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)－電子電路實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)、仿真》，高等教育出版社，2002年出版。五、參考文獻(xiàn)1. 高吉祥主編，《電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)》，電子工業(yè)出版社，2002年出版。其電路圖如10所示： 圖10 蓄電池自動(dòng)充電電路 5．在本次設(shè)計(jì)中，暫時(shí)用發(fā)光二極管代替電磁鎖，發(fā)光管亮，表示開鎖；滅，表示沒有開鎖。其電路圖如下9所示： 圖9停電檢測及電子開關(guān)切換電路T1，T2構(gòu)成的蓄電池自動(dòng)充電電路，它在電池充滿后自動(dòng)停止充電，其中D1亮為正在充電，D2為工作指示。其電路圖如下8所示：220V市電通過變壓器B降壓成12V的交流電,再經(jīng)過整流橋整流,7805穩(wěn)壓到5V送往電子切換電路，由于本電路功耗較少，所以選用10W的小型變壓器。經(jīng)過IC8（與門），送到IC12（555）的2腳，使3腳產(chǎn)生5分鐘的高電平鎖定脈沖（其脈沖可由公式T=），經(jīng)T9倒相，送IC6輸入端，使IC6輸出低電平，使IC13不能開鎖，到鎖定的目的。報(bào)警次數(shù)檢測及鎖定電路若用戶操作連續(xù)失誤超過3次，電路將鎖定5分鐘。 有人走近門時(shí)，觸摸了TP端(TP端固定在鍵盤上，其靈敏度非常高，保證電路可靠的觸發(fā))，由于人體自身帶的電，使IC10的2腳出現(xiàn)低電平，使IC10的狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，其3腳輸出高電平，T5導(dǎo)通(可以通過R12控制T1的基極電流)，其集電極接的黃色發(fā)光二極管D3發(fā)光，表示現(xiàn)在電子鎖處于待命狀態(tài),T6截止，C4開始通過R14充電(充電時(shí)間是40秒,此時(shí)為用戶輸入密碼的時(shí)間，即用戶輸入密碼的時(shí)間不能超過40秒，否則電路就開始報(bào)警, 由于用戶經(jīng)常輸入密碼，而且知道密碼，一般輸入密碼的時(shí)間不會(huì)超過40秒)，IC2開始進(jìn)入延時(shí)40秒的狀態(tài)。其工作原理是當(dāng)用戶開始輸入密碼時(shí)，電路開始25秒計(jì)時(shí)，超出5秒，電路開始20秒的報(bào)警。 報(bào)警電路報(bào)警電路實(shí)現(xiàn)的功能是：當(dāng)輸入密碼的時(shí)間超過5秒（一般情況下用戶輸入不會(huì)超過），電路報(bào)警20秒，防止他人惡意開鎖。若IC13的2腳輸入一高電平，則3腳輸出高電平，使T10導(dǎo)通，T11導(dǎo)通，電磁閥開啟，實(shí)現(xiàn)開門，同時(shí)T10集電極上接的D5（綠色發(fā)光二極管）發(fā)亮，表示開門，20秒后，555電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，電磁閥停止工作，以節(jié)電。由于IC1處于計(jì)數(shù)狀態(tài)，當(dāng)用戶按下第一個(gè)正確的密碼后，CLK端出現(xiàn)了一個(gè)負(fù)的下降沿，IC1計(jì)數(shù)，Q端輸出為高電平，用戶依次按下有效的密碼，IC2~IC3也依次輸出高電平，送入與門IC5，使其輸出開鎖的高電平信號(hào)送往IC13的2腳，執(zhí)行電路動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)開鎖。本電路有16組的密碼可供修改。 密碼修改電路由雙刀雙擲開關(guān)S1~S4組成（如圖5所示）, 它是利用開關(guān)切換的原理實(shí)現(xiàn)密碼的修改。密碼鎖電路包含：鍵盤輸入、密碼修改、密碼檢測、開鎖電路、執(zhí)行電路、報(bào)警電路、鍵盤輸入次數(shù)鎖定電路等。本課程采用此種方案。由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的電子密碼鎖的硬件接線圖參見圖2，由于本課程設(shè)計(jì)為數(shù)字電子技術(shù)的課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，所以用單片機(jī)構(gòu)成的電路只作為方案比較，因此，此部分的軟件設(shè)計(jì)略。在電路中，P1口連接8個(gè)密碼按鍵AN1～AN8。密碼輸入值的比較主要有兩部分，密碼位數(shù)與內(nèi)容任何一個(gè)條件不滿足，都將會(huì)產(chǎn)生出錯(cuò)信息。密碼的存儲(chǔ)用來存儲(chǔ)一位地址加1，密碼位數(shù)減1，當(dāng)八個(gè)地址均存入一位密碼，即密碼位數(shù)減為零時(shí)，密碼輸入完畢，此時(shí)按下確認(rèn)鍵，新密碼產(chǎn)生，跳出子程序?，F(xiàn)在來進(jìn)行修改密碼操作。內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能COMS八位微處理器，89S51單片機(jī)矩陣鍵盤控制輸入錯(cuò)誤鎖定鍵盤延時(shí)報(bào)警控制電路AT24C02掉電存儲(chǔ)開鎖控制電路指示電路串口顯示電路圖1 單片機(jī)控制方案原理框圖電子密碼鎖由單片機(jī)電路和機(jī)械兩部分組成，此次設(shè)計(jì)的電子密碼鎖可以完成密碼的修改、設(shè)定及非法入侵報(bào)警、驅(qū)動(dòng)外圍電路等功能。四、參考方案（一）．總體方案原理框圖：方案一：以AT89C2051為核心的單片機(jī)控制方案； AT89C2051單片機(jī)是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，是8051單片機(jī)的簡化版與Intel MCS51系列單片機(jī)的指令和輸出管腳相兼容。（2）在產(chǎn)生開鎖信號(hào)后，要求輸出聲、光信號(hào)，其中聲音的產(chǎn)生可以由開鎖信號(hào)去