【正文】 。他無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐中，都給與我很大的幫助，使我得到不少的提高這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都有一種巨大的幫助，感謝他耐心的輔導(dǎo)。是他們?cè)谖耶厴I(yè)的最后關(guān)頭給了我們巨大的幫助與鼓勵(lì)，給了我很多解決問題的思路，在此表示衷心的感激。在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。學(xué)友情深，情同兄妹。回首四年，取得了些許成績(jī)，生活中有快樂也有艱辛。四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。郭謙功老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)和誨人不倦的態(tài)度給我留下了深刻的印象。沒有他們的幫助，我將無(wú)法順利完成這次設(shè)計(jì)。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日致 謝時(shí)間飛逝，大學(xué)的學(xué)習(xí)生活很快就要過去，在這四年的學(xué)習(xí)生活中，收獲了很多，而這些成績(jī)的取得是和一直關(guān)心幫助我的人分不開的。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。作者簽名: 二〇一〇年九月二十日本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。學(xué)位論文作者（本人簽名）： 年 月 日學(xué)位論文出版授權(quán)書本人及導(dǎo)師完全同意《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》(以下簡(jiǎn)稱“章程”)，愿意將本人的學(xué)位論文提交“中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入CNKI《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。成都：（3）：4850[4]（美）.電子線路設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：：170183[5][M].成都：（1）：23147[6][M].成都：（1）：4452[7][M].北京：（6）：340452[8][M].北京：（5）：102151，440454[9][M].北京：（4）：324359[10][D].西安：[11][D].西安：[12][D].西安：[13][D].西安：[14][D].西安：西安理工大學(xué). 2004 [15][D].南京： [16][D].蘭州： [17][D].長(zhǎng)沙： [18][D].大連： [19][D].重慶：[20][D].長(zhǎng)沙： [21][D].北京： 附錄學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作所取得的成果。另外，我還應(yīng)該感謝我的同學(xué)們，在這次的設(shè)計(jì)中我遇到了很多問題，在他們幫助下，我解決了這些難題。郭老師從論文選題、研究方法、論文寫作、實(shí)驗(yàn)等諸方面都給予了細(xì)致、精心的指導(dǎo)，在生活上更是細(xì)心的照顧著我們。；在電源電路中，希望能夠產(chǎn)生一個(gè)電壓可調(diào)的電源輸出，在設(shè)計(jì)中使用了LM317L實(shí)現(xiàn)了電壓的可調(diào)節(jié)性。為了減少模擬信號(hào)對(duì)電路的干擾，在電源電路的設(shè)計(jì)中使用了光電耦合器，有效的減少了模擬信號(hào)的干擾。在按鍵電路中，采用4*4矩陣鍵盤，四條數(shù)據(jù)線作為行線控制，四條數(shù)據(jù)線作為列線控制?？撮T狗電路以MAX813L為核心，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位，手動(dòng)復(fù)位和電路監(jiān)控，使電路能夠在惡劣的環(huán)境中正常運(yùn)行。由于電鍍時(shí)間的定時(shí)及驅(qū)動(dòng)開關(guān)管的脈沖定時(shí)，而且后者的定時(shí)精度直接影響輸出脈沖波形的頻率精度。電路圖如圖317所示。輸出電平通過電容后能夠有效的去除毛刺，外界電源經(jīng)過變壓器和整流橋整流后，得到直流電源，通過控制光電耦合器的通斷使直流轉(zhuǎn)變成脈沖直流。所以R2的最大取值為R2≈。經(jīng)計(jì)算可知R1的最大取值為R1≈。此時(shí)，只要保證Vo/（R1＋R2）≥，就可以保證317穩(wěn)壓塊在空載時(shí)能夠穩(wěn)定地工作。圖316 用317制作的穩(wěn)壓電源在應(yīng)用中，為了電路的穩(wěn)定工作，在一般情況下，還需要接二極管作為保護(hù)電路，防止電路中的電容放電時(shí)的高壓把317燒壞。當(dāng)317穩(wěn)壓塊的輸出電流大于其最小穩(wěn)定工作電流時(shí)，317穩(wěn)壓塊就可以輸出穩(wěn)定的直流電壓。由于317穩(wěn)壓塊的生產(chǎn)廠家不同、型號(hào)不同，其最小穩(wěn)定工作電流也不相同，但一般不大于5mA。首先317穩(wěn)壓塊的輸出電壓變化范圍是Vo＝—37V（高輸出電壓的317穩(wěn)壓塊如LM317HVA、LM317HVK等，其輸出電壓變化范圍是Vo＝—45V），所以R2/R1的比值范圍只能是0—。僅僅從公式本身看，RR2的電阻值可以隨意設(shè)定。圖315 穩(wěn)壓管典型電路本次設(shè)計(jì)中使用的穩(wěn)壓管是LM317L：LM317L是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器，此穩(wěn)壓器非常易于使用。IC采用集成穩(wěn)壓器7805，CC2分別為輸入端和輸出端濾波電容，RL為負(fù)載電阻。引出腳排列不 同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。塑料封裝的穩(wěn)壓電路具有安裝容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此用得比較多。 有時(shí)在數(shù)字78或79后面還有一個(gè)M或L，如78M12或79L24， 用來(lái)區(qū)別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調(diào)系列的最大輸出電流為100mA ， 78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1．5A。3）用途：一般穩(wěn)壓管和穩(wěn)壓三級(jí)管的用途是一樣的，都用于控制板電路的穩(wěn)壓．以便使電壓過高燒毀電路．用 78/79系列三端穩(wěn)壓IC 來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠 、方便 ，而且價(jià)格便宜。但壓差取得大時(shí)，又會(huì)增加集成塊的功耗，所以，兩者應(yīng)兼顧，即既保證在最大負(fù)載電流時(shí)調(diào)整管不進(jìn)入飽和，又不致于功耗偏大。注意：在使用時(shí)必須注意：(VI)和(Vo)之間的關(guān)系，以7805為例，該三端穩(wěn)壓器的固定輸出電壓是5V，而輸入電壓至少大于7V，這樣輸入/輸出之間有2－3V及以上的壓差。2）常見的產(chǎn)品：三端穩(wěn)壓器的通用產(chǎn)品有78系列（下電源）和79系列（負(fù)電源），輸出電壓由具體型號(hào)中的后面兩個(gè)數(shù)字代表，有5V，6V，8V，9V，12V，15V，18V，24V等檔次。1）三端穩(wěn)壓器分類：三端穩(wěn)壓器，主要有兩種，一種輸出電壓是固定的，稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種輸出電壓是可調(diào)的，稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器，其基本原理相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。光耦合器是70年代發(fā)展起來(lái)產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn)換、級(jí)間耦合、驅(qū)動(dòng)電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號(hào)隔離、級(jí)間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器(SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機(jī)接口中。在計(jì)算機(jī)數(shù)字通信及實(shí)時(shí)控制中作為信號(hào)隔離的接口器件，可以大大增加計(jì)算機(jī)工作的可靠性。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。它對(duì)輸入、輸出電信號(hào)有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。光電耦合器（optical coupler，英文縮寫為OC）亦稱光耦合器，簡(jiǎn)稱光耦。(2)將普通8031/～～,這種方法可以運(yùn)用單步、斷點(diǎn)的調(diào)試方法，但是仿真不夠真實(shí)，比如，2051的內(nèi)部模擬比較器功能，P1口、P3口的增強(qiáng)下拉能力等等。調(diào)試人員可以采用程序編輯編譯固化插到電路板中試驗(yàn)這樣反復(fù)循環(huán)的方法，對(duì)于熟練的MCS51程序員來(lái)說(shuō)，這種調(diào)試方法并不十分困難。5)軟硬件的開發(fā)89C2051可以采用下面2種方法開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)。3)內(nèi)部I/O控制89C2051在內(nèi)部I/O控制上繼承了MCS51的特性：5路2級(jí)優(yōu)待中斷，串等口，2路定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。相比之下，因?yàn)槠鋬?nèi)部的RAM是動(dòng)態(tài)刷新的。這樣小的功耗很適合于電池供電的小型控制系統(tǒng)3）存儲(chǔ)器89C2051片內(nèi)含有2k字節(jié)的Flash程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的片內(nèi)RAM,與80C31內(nèi)部完全類似。2）電源89C2051有很寬的工作電源電壓，～6V,當(dāng)工作在3V時(shí)，電流相當(dāng)于6V工作時(shí)的1/4。圖314 89C2051管腳圖為了增加對(duì)模擬量的輸入功能，2051在內(nèi)部構(gòu)造了一個(gè)模擬信號(hào)比較器。引腳的平均電流只9mA。～，準(zhǔn)雙向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，、。其主要特點(diǎn)為采用Flash存貯器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與MCS51完全兼容，可以很快被中國(guó)廣大用戶接受，其程序的電可擦寫特性，使得開發(fā)與試驗(yàn)比較容易。 89C2051是由ATMEL公司推出的一種小型單片機(jī)。當(dāng)M1+為低電平時(shí)，光耦截止，電源電路截至。圖313 看門狗電路從CPU 系統(tǒng)是基于 89C2051 單片機(jī)的單芯片系統(tǒng)，惟一的任務(wù)是產(chǎn)生開關(guān)電源所需的脈沖信號(hào)。圖312 MAX813L典型應(yīng)用本次看門狗電路的設(shè)計(jì)使用了MAX813L的經(jīng)典電路設(shè)計(jì)，另外在與門上多與了一個(gè)RSTK1信號(hào)，起到電路監(jiān)控的目的。電源故障輸出腳第5腳PFO變低，可引起AT89C51中斷進(jìn)行電源故障處理，或?qū)⒅匾獢?shù)據(jù)保存下來(lái)。另外，,MAX813L也產(chǎn)生復(fù)位輸出，使單片機(jī)處于復(fù)位狀態(tài)，不執(zhí)行任何指令，直至電源電壓恢復(fù)正常，可有效防止因電源電壓較低進(jìn)單片機(jī)產(chǎn)生錯(cuò)誤的動(dòng)作。在軟件設(shè)計(jì)中,P10不斷輸出脈沖信號(hào)，如果因某種原因單片機(jī)進(jìn)入死循環(huán)，則P10無(wú)脈沖輸出。圖中單片機(jī)以AT89C51為例,MAX813L的第(1)腳與第(8)腳相連。 時(shí)，第(5)腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。如果在 內(nèi)沒有觸發(fā)該電路（即第(6)步無(wú)脈沖輸入），則第(8)腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時(shí)，第(7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸出，復(fù)位脈沖寬度的典型值為200ms，高電平有效。MAX813L有雙列直插和貼片兩種封裝形式，其雙列直插如圖311所示，引腳功能如下：第(1)腳為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效；第(2)、(3)腳分別為電源和地；第(4)腳為電源故障輸入；第(5)腳為電源故障輸出；第(6)腳為看門狗輸入；第(7)腳為復(fù)位輸出；第(8)腳為看門狗輸出。幾乎所有的單片機(jī)都需要復(fù)位電路，對(duì)復(fù)位電路的基本要求是：在單片機(jī)上電時(shí)能可靠復(fù)位，在下電時(shí)能防止程序亂飛導(dǎo)致EEPROM中的數(shù)據(jù)被修改；另外，單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，由于干擾等各種因素的影響，有可能出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了 充分利用單片機(jī)本身的看門狗定時(shí)器（有些單片機(jī)無(wú)看門狗定時(shí)器）外，還需外加個(gè)看門狗電路；除此以外，有些單片機(jī)系統(tǒng)還要求在掉電瞬間單片機(jī)能將重要數(shù)據(jù)保存下來(lái)，因掉電的發(fā)生往往是很隨機(jī)的，因而此類單片機(jī)系統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時(shí)能告知單片機(jī)。這樣，當(dāng)從系統(tǒng)失常、程序“跑飛”時(shí)，落入非正常程序區(qū)的握手信號(hào)始終無(wú)效，此時(shí)主系統(tǒng)的串行查詢程序反復(fù)查詢，使得“喂狗”信號(hào)無(wú)法及時(shí)送出，從而引起溢出復(fù)位。雖然“喂狗”信號(hào)來(lái)自主CPU，表面上看，從系統(tǒng)的失常不致引起監(jiān)視電路輸出復(fù)位信號(hào)；但事實(shí)上，如果對(duì)從系統(tǒng)的軟件進(jìn)行適當(dāng)處理，當(dāng)從系統(tǒng)工作失常后，也能讓主系統(tǒng)感知，然后強(qiáng)制電源監(jiān)視電路復(fù)位，也可達(dá)到引起復(fù)位的目的。表31 按鍵的排布159CLR260ton37STARTtoff48ENT